【大学课件】单片机存储器 堆栈、SFR

单片机存储器堆栈、SFR本课件将带您深入了解单片机存储器的基本概念，包括堆栈和SFR。我们将探讨它们的作用、工作原理和实际应用，帮助您掌握单片机编程的关键技能。单片机系统概述核心单片机是微型计算机，包含CPU、内存、I/O等，可以独立控制设备。应用广泛应用于嵌入式系统，如智能家居、工业自动化和医疗设备。存储器的分类按存储介质半导体存储器、磁性存储器、光存储器。按访问方式随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、顺序存储器。按用途程序存储器、数据存储器、缓存存储器。存储器的基本特性速度访问数据所需的时间。容量存储器能存储的数据量。成本存储器的价格。单片机内部存储器的构成1程序存储器（ROM/FLASH）2数据存储器（RAM）3特殊功能寄存器（SFR）单片机外部存储器的构成1外部存储器2SRAM速度快，成本高。3DRAM速度较慢，成本低。4Flash非易失性，可写入数据。5EEPROM可擦写，速度慢。存储器的地址选通地址译码器将逻辑地址转换为物理地址。通过地址信号选择相应的存储器芯片。实现对不同存储器单元的访问控制。程序存储器的特点1存储程序存放程序指令，由CPU执行。2非易失性断电后数据不会丢失。3读操作为主主要用于读取指令，很少进行写入操作。程序存储器的组成1ROM只读存储器，数据不可修改。2EPROM可擦除可编程存储器，可擦除后重新编程。3EEPROM电可擦除可编程存储器，可擦除特定单元，速度慢。4Flash快闪存储器，可擦除整个芯片，速度快。数据存储器的特点1存储数据存放程序运行期间使用的数据。2易失性断电后数据会丢失。3读写操作频繁CPU频繁读取和写入数据。数据存储器的组成SRAM静态随机存储器，速度快，成本高。DRAM动态随机存储器，速度慢，成本低。数据RAM的工作原理存储单元每个存储单元由一个或多个晶体管组成。读写操作通过控制晶体管的通断状态来实现数据的读写。数据RAM的编址方式每个存储单元都有一个唯一的地址。CPU通过地址总线选择相应的存储单元。实现了对数据存储单元的随机访问。数据RAM的存储单元位存储单元每个单元存储一个二进制位。字节存储单元每个单元存储一个字节（8位）。堆栈的概念和作用1后进先出（LIFO）数据结构。2用于临时存储数据，例如函数参数、局部变量和中断处理信息。3在程序执行过程中，动态管理内存空间。堆栈的工作原理堆栈的硬件结构堆栈指针指向堆栈顶部的特殊寄存器。存储区域一块连续的内存区域，用于存放堆栈数据。堆栈的软件使用压栈将数据存储到堆栈顶部，堆栈指针递减。出栈将堆栈顶部的数据弹出，堆栈指针递增。堆栈指针寄存器SP的作用1跟踪堆栈始终指向堆栈的当前顶部。2管理内存通过递增或递减来控制堆栈的增长或缩小。压栈和出栈的操作压栈：将数据存储到堆栈顶部，堆栈指针递减。出栈：将堆栈顶部的数据弹出，堆栈指针递增。子程序的调用与返回1调用子程序时，将参数和返回地址压栈。2执行子程序后，将返回值压栈。3返回主程序时，出栈返回地址，继续执行主程序。中断处理中的堆栈1保存现场中断发生时，将CPU状态信息（程序计数器、状态寄存器）压栈。2执行中断服务程序中断服务程序处理中断事件。3恢复现场中断处理结束后，将保存的CPU状态信息出栈，恢复程序执行。SFR简介及其作用特殊功能寄存器控制单片机内部硬件功能的寄存器。SFR的基本结构1SFR2控制寄存器用于控制外设的功能。3状态寄存器反映外设的工作状态。4数据寄存器用于存放外设数据。SFR的重要寄存器1P0-P3并行I/O端口。2TMOD定时器模式控制寄存器。3TH0/TL0定时器0计数器。4SCON串行口控制寄存器。常用SFR寄存器的使用1设置端口方向将端口设置为输入或输出模式。2控制定时器设置定时器的工作模式、计数方式。3配置串行口设置波特率、数据格式、工作模式。寄存器操作技巧使用汇编语言或C语言进行寄存器操作。采用位操作指令或位运算符对寄存器进行操作。根据实际需求灵活使用寄存器，提高代码效率。寄存器的内部位操作直接位操作使用位操作指令或运算符对寄存器中的单个位进行操作。位域将寄存器中的多个位定义为位域，方便访问和操作。综合应用示例LED闪烁使用SFR控制端口输出信号，实现LE