浅析MCU的内存分配与代码执行
STM32内存分配解析及变量的存储位置
![STM32内存分配解析及变量的存储位置](https://img.taocdn.com/s3/m/d9d1f33fb80d6c85ec3a87c24028915f804d849e.png)
STM32内存分配解析及变量的存储位置原⽂内存映射在⼀些桌⾯程序中,整个内存映射是通过虚拟内存来进⾏管理的,使⽤⼀种称为内存管理单元(MMU)的硬件结构来将程序的内存映射到物理RAM。
在对于 RAM 紧缺的嵌⼊式系统中,是缺少 MMU 内存管理单元的。
因此在⼀些嵌⼊式系统中,⽐如常⽤的 STM32 来讲,内存映射被划分为闪存段(也被称为Flash,⽤于存储代码和只读数据)和RAM段,⽤于存储读写数据。
STM32 的 Flash 和 RAM 地址范围笔者标题所说的内存是指 STM32 的 Flash 和 RAM,下图是 ARM Cortex M3 的地址映射图:从图中我们可以看到 RAM 地址是从 0x2000 0000 开始的,Flash地址是从 0x0800 0000 开始的,笔者将在下⽂中着重对这两部分进⾏剖析。
Flash代码和数据是存放在 flash 中的,下⾯是将 flash 内部进⾏细分之后的⼀张图,图中标明了代码段,数据段以及常量在 flash 中的位置。
如上图所⽰,Flash ⼜可以细分为这么⼏个部分,分别是⽂本段 (Text),其中⽂本段中⼜包含可执⾏代码 (Executable Code)和常量 (Literal Value),在⽂本段之后就是只读数据区域 (Read Only Data),当然并不是所有架构的单⽚机都满⾜这样⼀个排布规律,这⾥只针对ARM Cortex M3 系列,只读数据段后⾯接着的就是数据复制段 (Copy of Data Section),第⼀次遇到这个概念的朋友看到数据复制可能会有所疑惑,其实这个段充当的作⽤是存放程序中初始化为⾮ 0 值的全局变量的初始值,之所以要将初始值存放到这⾥,是因为全局变量是存放在 RAM 上的,RAM 上的值掉电便丢失,每次上电后这些变量是要进⾏重新赋值的,⽽重新赋的值就存放在这⾥。
那为什么不存放初始化为 0 的全局变量初始值呢,原因也很简单,既然是初始化为 0,那么在上电后统⼀对存放初始化为 0 的全局变量的那块区域清0就好了。
MCU灵活软件包启动文件说明
![MCU灵活软件包启动文件说明](https://img.taocdn.com/s3/m/ebdae8cf03d276a20029bd64783e0912a3167c66.png)
现在很多M C U都配套有软件包,不再像以前那样从零(汇编、寄存器)开始了。
而本文给大家描述的瑞萨M C U也是通过灵活软件包(F S P)进行快速初始化外设,下面就给大家讲讲F S P灵活软件包那些重要的内容。
F S P介绍FSP:F l e x i b l e S o f t w a r e P a c k a g e,即瑞萨M C U的软件包,类似于K e i l M D K中需要安装的软件包(K e i l.S T M32F1x x_D F P.2.4.0.p a c k)。
瑞萨灵活软件包(F S P)是一个灵活配置的软件包,旨在提供易于使用、可扩展、高质量的嵌入式系统设计软件。
它适用于R A系列的M C U,提供了统一直观的A P I,并有详细的解释和例程应用,可以按照客户不同的需求自动生成相应驱动程序。
启动文件说明启动文件是程序上电复位后执行的第一个程序。
它一般包括如下几个:1.初始化堆栈2.使能FPU3.定位中断向量表4.配置系统时钟5.启用CORTEX-M33栈监视器6.初始化C语言运行环境7.初始化变量SystemCoreClock,这个变量存放的是处理器时钟的频率8.初始化用于触发NVIC中断的ELC(事件链接控制)9.BSP初始化初始化堆栈D三初始化堆栈1、栈区(S t a c k)一种顺序数据结构,满足后进先出原则。
由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。
栈特别方便用来保存/恢复调用现场。
在函数被调用时,其参数也会被压入发起调用的进程栈中,并待到调用结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。
如果函数调用时,如果函数参数和局部变量较多,寄存器放不下,则需要适当增加栈区的大小。
2、堆区(h e a p)通常由程序员手动分配,使用m a l l o c和f r e e进行分配和释放。
注意,使用完需及时释放(f r e e),否则容易造成内存泄漏。
3、e2S t u d i o中堆栈的设置宏“B S P_C F G_S T A C K_M A I N_B Y T E S”可以在F S P C o n f i g u r a t i o n的“B S P”属性栏中的“RA C o m m o n”中通过修改“M a i n s t a c k s i z e”设置,默认为1K B(0x400B y t e)。
mcu 内存和任务堆栈使用注意事项
![mcu 内存和任务堆栈使用注意事项](https://img.taocdn.com/s3/m/5c124a3c03020740be1e650e52ea551810a6c93c.png)
mcu 内存和任务堆栈使用注意事项MCU(Microcontroller Unit)是一种集成了微处理器核心、存储器、外设和时钟电路等功能的单芯片微控制器。
在嵌入式系统开发中,MCU的内存管理和任务堆栈的使用是非常重要的,对系统性能和稳定性有着直接影响。
本文将探讨MCU内存和任务堆栈的使用注意事项。
一、MCU内存的使用注意事项1. 确保足够的内存空间:在开发嵌入式系统时,需要预留足够的内存空间来存储程序代码、数据和堆栈等。
如果内存空间不足,可能导致程序崩溃或无法正常运行。
2. 合理分配内存:在程序设计中,要合理分配内存空间,避免内存碎片的产生。
可以使用动态内存分配的方法,如malloc()函数来动态申请和释放内存。
3. 避免内存泄漏:内存泄漏是指程序在申请内存后,没有及时释放导致内存空间无法再次被利用的情况。
在编写程序时,应该注意及时释放不再使用的内存,避免内存泄漏问题的发生。
4. 内存访问的安全性:在进行内存操作时,要确保内存的访问是合法的,不会越界或访问未初始化的内存区域。
否则可能导致程序崩溃或数据错误。
5. 使用内存保护机制:一些MCU提供了内存保护机制,可以设置特定的内存区域为只读或只写,防止程序错误地修改或访问内存。
在开发过程中,可以使用这些机制来提高系统的稳定性和安全性。
二、任务堆栈的使用注意事项1. 合理设置堆栈大小:任务堆栈的大小应根据任务的复杂度和调用的函数数量来合理设置。
如果堆栈大小过小,可能导致堆栈溢出的问题;如果堆栈大小过大,则会占用过多的内存资源,浪费系统资源。
2. 避免递归调用:递归调用是指一个函数直接或间接地调用自身。
在嵌入式系统中,递归调用往往会消耗大量的堆栈空间,容易导致堆栈溢出。
因此,应尽量避免在嵌入式系统中使用递归调用。
3. 检测堆栈溢出:堆栈溢出是指堆栈空间被使用超过了其容量,导致数据覆盖或程序崩溃的情况。
为了检测堆栈溢出,可以在任务堆栈的最高地址处设置一个特殊的标记值,并定期检查该标记值是否被修改。
深度:产品级的MCU是如何进行内存管理的
![深度:产品级的MCU是如何进行内存管理的](https://img.taocdn.com/s3/m/47d0cce2bb68a98270fefa10.png)
深度:产品级的MCU是如何进行内存管理的前面已经将所有的硬件驱动实现,验证了硬件功能。
但是每一个硬件都是单独测试的,而且并不完善。
下一步,我们需要对各个驱动进行整合完善。
在整合之前,需要做一些基础工作。
其中之一就是实现内存管理。
什么叫内存管理呢?为什么要做内存管理?前面我们已经大概了解了程序中的变量现在我们复习一下:局部变量、全局变量。
局部变量在进入函数时从栈空间分配,退出函数前释放。
全局变量则在整个程序运行其中一直使用。
在程序编译时就已经分配了RAM 空间。
那还有没有第三种变量呢?可以说没有。
但是如果从生存周期上看,是有的:一个变量,在多个函数内使用,但是又不是整个程序运行期间都使用。
或:一个变量,在一段时间内使用,不是整个程序运行生命周期都要用,但是用这个变量的函数会退出,然后重复进入(用static定义的局部变量相当于全局变量)如果不使用动态内存管理,这样的变量就只能定义为全局变量。
如果将这些变量定义为指针,当要使用时,通过内存管理分配,使用完后就释放,这就叫做动态分配。
举个实际的例子:一个设备,有三种通信方式:串口,USB,网络,在通信过程每个通信方式需要1K RAM。
经过分析,3种通信方式不会同时使用。
那么,如果不使用动态内存,则需要3K变量。
如果使用内存管理动态分配,则只需要1K内存就可以了。
(这个只是举例,如果简单的系统,确定三种方式不同时使用,可以直接复用内存)通信方式只是举例,其实一个系统中,并不是所有设备都一直使用,如果使用动态内存管理,RAM的峰值用量将会大大减少。
内存管理方案不发明车轮,只优化轮胎。
内存管理是编程界的一个大话题,有很多经典的方案。
很多人也在尝试写新的方案。
内存分配模块我们使用K&R C examples作为基础,然后进行优化。
K&R是谁?就是写《C程序设计语言》的两个家伙。
如果你没有这本书,真遗憾。
这本书的8.7章节,<实例--存储分配程序>,介绍了一种基本的存储分配方法。
单片机动态加载函数到ram运行
![单片机动态加载函数到ram运行](https://img.taocdn.com/s3/m/f5fb4c41e97101f69e3143323968011ca200f754.png)
单片机动态加载函数到ram运行1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍文章的主题和背景,以及该主题的重要性和意义。
以下是一种可能的写作思路:概述部分的内容应该首先引起读者对于单片机动态加载函数到RAM 运行这一话题的兴趣和关注。
在现代科技的快速发展中,单片机作为一种重要的微控制器,被广泛应用于各个领域。
然而,由于单片机的存储资源有限,往往无法同时加载所有需要的函数,这给开发和应用带来了困难。
本文将探讨如何实现单片机动态加载函数到RAM运行的方法,该方法可以在单片机运行时根据需求加载需要的函数,极大地提高了系统的灵活性和可拓展性。
通过这种动态加载函数的方式,不仅可以节省存储资源,还可以灵活应对不同的应用场景,加速系统的执行速度。
同时,本文也将介绍一些单片机动态加载函数的应用场景,展示其在实际项目中的价值。
通过本文的研究和探讨,读者将深入了解单片机动态加载函数到RAM 运行的原理和方法,并能够应用于实际项目中,提升单片机系统的性能和功能。
下面将对文章的结构进行详细展开。
1.2文章结构1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
每个部分的内容如下:引言部分主要包含对本文主题的概述,文章结构的简要介绍以及本文的目的。
- 1.1 概述:介绍单片机动态加载函数到RAM运行的概念和意义。
说明在传统单片机开发中,程序一般都是在编译时就写入到ROM中,而本文将探讨如何动态加载函数到RAM中运行的技术与方法。
- 1.2 文章结构:对本文的章节组成进行说明,分别是引言、正文和结论。
介绍每个部分的内容和目的,以便读者可以更好地理解文章。
- 1.3 目的:明确本文的目的是为了介绍单片机动态加载函数到RAM 运行的方法和应用场景,帮助读者了解并掌握该技术的实现和应用。
正文部分主要介绍了单片机的概念和功能,以及动态加载函数的概念和优势。
- 2.1 单片机的概念和功能:对单片机进行简要介绍,包括单片机的定义、组成和基本功能。
MCS-51系列单片机的存储器配置
![MCS-51系列单片机的存储器配置](https://img.taocdn.com/s3/m/c2e8a36059fb770bf78a6529647d27284b7337bb.png)
字节 地址
位地址/位功能标记
符号 名称 位寻址
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
F7H
F6H
F5H
F4H
F3H
F2H
F1H
F0H
F0H
B.7
B.6
B.5
B.4
B.3
B.2
B.1
B.0
B
B 寄存器
是
E7H
E6H
E5H
E4H
E3H
E2H
E1H
E0H
E0H
A
累加器
是
ACC.7 ACC.6 ACC.5 ACC.4 ACC.3 ACC.2 ACC.1 ACC.0
在8051片内存储器中,有6个特殊的地址单元。0000H~0002H单元是执行 所有程序的入口地址。通常情况下,该单元存放的是一条无条件转移指令。 因为当单片机复位后,CPU总是从此单元开始执行程序。存放在此单元中的跳 转指令将引导CPU进入真正的程序入口地址继续读取指令。0003H、000BH、 0013H、001BH、0023H分别是5个中断源的中断服务子程序的入口地址。因此, 用户程序的存放位置选在002EH之后才会比较安全。
2CH
2BH
2AH
29H
28H
24H
27H
26H
25H
24H
23H
22H
21H
20H
23H
1FH
1EH
1DH
1CH
1BH
1AH
19H
18H
22H
17H
16H
15H
14H
13H
12H
汽车单片机原理及应用第二章MCU的基本结构
![汽车单片机原理及应用第二章MCU的基本结构](https://img.taocdn.com/s3/m/b148e48348649b6648d7c1c708a1284ac9500571.png)
➢PD78F0547D的基本特性
指令最短执行时间根据 CPU的操作频率可以在高速(0.1 μs-频率为20MHz) 和超低速(122 μs-频率为32.768 kHz)之间改变
➢通用寄存器:8 位× 32 个寄存器(8 位× 8 个寄存器× 4 组)
➢内置单电源闪存-128KB ➢内部高速RAM-1KB ➢内部扩展RAM-6KB
➢内置上电复位(POC)电路和低电压检测电路(LVI) ➢内置看门狗定时器 ➢内置乘法器/除法器(16 位× 16 位, 32 位/ 16 位) ➢内置按键中断功能 ➢内置时钟输出/蜂鸣器输出控制器
➢I/O 端口:71 (漏极开路: 4)
NEC微处理器PD78F0547D的基本结构
➢定时器:有8 通道
External serial clock input
FLMD0:
Flash programming mode
INTP0 to INTP7:
External interrupt input
KR0 to KR7:
Key return
OCD0A, OCD0B,OCD1A, OCD1B: On chip debug input/output
存储器组之间的数据关联-程序示例
微处理器的存储器结构
存储器组之间的指令转移
存储器组之间不能直接转移指令,要在存储器组之间转移指令,应先转向公 共区域(0000H ~ 7FFFH),修改相关的BANK 寄存器的设置,然后再执行 转移指令
存储器组之间的指令转移-程序示例
微处理器的存储器结构
存储器组之间的子程序调用
16位定时/计数器: 8 位定时/计数器: 8 位定时器: 时钟定时器: 看门狗定时器:
Minix3操作系统内存分配算法代码
![Minix3操作系统内存分配算法代码](https://img.taocdn.com/s3/m/91158415ff00bed5b9f31ddb.png)
操作系统内存分配算法代码/*这个文件涉及到任意大小的分配和释放的物理内存代表叉子和执行系统调用。
关键的数据结构洞表,维护一个洞在内存列表。
它是增加排序内存地址。
的地址它包含指物理内存,从绝对地址0(即。
,他们不是相对于PM)的开始。
在系统初始化,这部分内存包含中断向量,内核,点“分配”将它们标记为不可用,从这个洞列表中删除它们。
*/* The entry points into this file are:* alloc_mem: allocate a given sized chunk of memory* free_mem: release a previously allocated chunk of memory* mem_init: initialize the tables when PM start up* max_hole: returns the largest hole currently available*/#include "pm.h"#include <minix/com.h>#include <minix/callnr.h>#include <signal.h>#include <stdlib.h>#include "mproc.h"#include "../../kernel/const.h"#include "../../kernel/config.h"#include "../../kernel/type.h"#define NR_HOLES (2*NR_PROCS) /* 最大的条目在空洞表中*/#define NIL_HOLE (struct hole *) 0PRIVATE struct hole {struct hole *h_next; /* pointer to next entry on the list */phys_clicks h_base; /* where does the hole begin? */phys_clicks h_len; /* how big is the hole? */} hole[NR_HOLES];PRIVATE struct hole *hole_head; /* pointer to first hole */PRIVATE struct hole *free_slots;/* ptr to list of unused table slots */#define swap_base ((phys_clicks) -1)FORWARD _PROTOTYPE( void del_slot, (struct hole *prev_ptr, struct hole *hp) ); FORWARD _PROTOTYPE( void merge, (struct hole *hp) );#define swap_out() (0)/*===========================================================================* * alloc_mem首次适应算法**===========================================================================*/ PUBLIC phys_clicks alloc_mem(clicks)phys_clicks clicks; /* amount of memory requested */{/*分配一块内存空闲列表的使用首先满足。
MCU的内存分配详解
![MCU的内存分配详解](https://img.taocdn.com/s3/m/9176bbf78bd63186bcebbce3.png)
MCU 的内存分配详解
谈到内存,我们都会想到PC,对于单片机或者arm 来说也是存在内存的,简单的理解是:内存嘛……就是存放东西的地方,只不过这个东西是数
据而已,好了,还是把重点放在mcu 上面,对于一款mcu 来说,在性能描述的时候都会告诉sram,flash 的容量大小,对于初学者来说,也不会去考虑和理会这些东西,拿到东西就只用。
其实不然,这些量都是十分重要的,仔细
想想,代码为什幺可以运行,代码量是多少,定义的int、short 等等类型的变量究竟是怎幺分配和存储的,这些问题都和内寸有关系。
首先单片机的内存可以大小分为ram 和rom,这里就不再解释ram 和rom 的区别了,我们可以将其等效为flash 和sram,其中根据flash 和sram 的定义可得,flash 里面的数据掉电可保存,sram 中的并不可以,但是sram 的执行速度要快于flash,可以将单片机的程序分为code(代码存储区)、RO-data(只读数据存储区)、RW-data(读写数据存储区)和ZI-data(零初始化数据区)。
在MDK 编译器下可以观察到在代码中这4 个量的值,如下图1 所示:
图1:
其中code 和RO-data 存储在flash 中,所以两者之和为单片机中flash 需要分配给它们的空间大小(并且等于代码所生成的.bin 文件大小),另外RW-。
单片机原理及代码
![单片机原理及代码](https://img.taocdn.com/s3/m/173a486a26284b73f242336c1eb91a37f111327b.png)
绪论我是机械学院大一学生,这学期是通过该课程才开始了解单片机,基础知识是通过自己查阅资料了解的,由于水平较低,会有些错误或者不合理的地方,希望老师指正。
单片机种类繁多,从基本的51单片机到高级的AVR单片机,凌阳SPMC65单片机,他们拥有着其他计算机无法取代的作用,如今单片机已经成为一个独立学科。
它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑,因为它体积小,所以一般都被放在机械的里面,无法看见。
它在这个装置中,起着有很重要的作用,控制着整个机械的运作。
它具有以下特点:体积小、功能强、应用面广、质量轻、价格便宜,既适合人们使用又适合人们去学习它,这些优点为学习、应用和开发提供了便利条件。
如今单片机的使用范围也十分的广:彩电、冰箱、空调、录像机、VCD、遥控器、游戏机、电饭煲、鼠标、计算器、汽车等等很多地方都用到了单片机,生活中到处可以看到它的使用之处。
经过了一段时间的学习,我决定向大家简介最简单的51系列单片机,从原理、结构,常用单片机芯片结构,常用的功能——IO口、定时器、UART口等,这些方面介绍它,并且在文章的最后我会给出几个例子进行分析,我的理解:之所以选择51单片机首先是因为它具有以下的优点:1. 开发工具自制容易;2. 入门简单;3.在很长一段时间内,51 还是主流,至今为止,51单片机应用最广,并且没有被高级单片机取代;4.上学期学习了C语言,对单片机的编程开发有少许作用。
原理:单片机又称单片微控制器,它不是一个完成某一个已经预定好的逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲,一块芯片就成了一台计算机。
我们可以对它进行编程,用它做些它力所能及的事,而不仅仅是一件已经预定好的事。
我眼里的单片机:对于微型计算机,一般都是由都是由微型处理器,、储存器、I/O接口、三大功能通过总线相互交流,工作。
单片机也是微型计算机的一种,对于单片机,单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。
单片机程序存储空间和数据存储空间详解
![单片机程序存储空间和数据存储空间详解](https://img.taocdn.com/s3/m/cf48c8e6172ded630b1cb699.png)
单片机程序程序存储空间(ROM)和数据存储空间(RAM)详解问题:STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么?8K的程序存储空间是存储代码,也就是你写的程序生成的HEX文件的,相当于电脑系统的C盘。
512字节相当于内存,存储空间存储变量,像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。
2K eeprom相当于电脑系统的硬盘,数据写入后掉电不丢失。
主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。
像设置的闹铃值,设置好了就不用每次都去设置了,保存在单片机里面,即使掉电了,设置的数据也不会丢失,只需单片机上电再读取就好了。
单片机原理及系统结构在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法,再分析片外存储器的扩展,最后给出设计原理并分析系统结构。
图一:存储空间分布51单片机存储器结构分析8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间,共有4个存储空间:片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。
这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。
MCS-51使用哈弗结构,它的程序空间和数据空间是分开编址的,即各自有各自的地址空间,互不重叠。
所以即使地址一样,但因为分开编址,所以依然要说哪一个空间内的某地址。
而ARM(甚至是x86)这种冯诺依曼结构的MCU/CPU,它的地址空间是统一并且连续的,代码存储器/RAM/CPU寄存器,甚至PC机的显存,都是统一编址的,只是不同功能的存储器占据不同的地址块,各自为政。
MCS-51单片机存储器的配置特点①内部集成了4K的程序存储器ROM;②内部具有256B的数据存储器RAM(用户空间+SFR空间);③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。
从物理结构的角度讲,51单片机的存储系统可以分为四个存储空间:既片内ROM,RAM和片外ROM、RAM。
MCU的内存分配详解
![MCU的内存分配详解](https://img.taocdn.com/s3/m/c4f701fe55270722182ef7d9.png)
1、MCU的内存分配详解谈到内存,我们都会想到PC,对于单片机或者arm来说也是存在内存的,简单的理解是:内存嘛……就是存放东西的地方,只不过这个东西是数据而已,好了,还是把重点放在mcu上面,对于一款mcu来说,在性能描述的时候都会告诉s ram,flash的容量大小,对于初学者来说,也不会去考虑和理会这些东西,拿到东西就只用。
其实不然,这些量都是十分重要的,仔细想想,代码为什么可以运行,代码量是多少,定义的int、short等等类型的变量究竟是怎么分配和存储的,这些问题都和内寸有关系。
首先单片机的内存可以大小分为ram和rom,这里就不再解释ram和rom的区别了,我们可以将其等效为flash和sram,其中根据flash和sram的定义可得,flash里面的数据掉电可保存,sram中的并不可以,但是sram的执行速度要快于flash,可以将单片机的程序分为code(代码存储区)、RO-data(只读数据存储区)、RW-data(读写数据存储区)和ZI-data(零初始化数据区)。
在MDK编译器下可以观察到在代码中这4个量的值,如下图1所示:图1:其中code和RO-data存储在flash中,所以两者之和为单片机中flash需要分配给它们的空间大小(并且等于代码所生成的.bin文件大小),另外RW-data和ZI-data存储在sram中,同样两者之和为单片机中sram需要分配给它们的空间大小。
另外,我们必然会想到栈区(stack)、堆区(heap)、全局区(静态区)(sta ti c)、文字常量区和程序代码区和上面所介绍的code、RO-data等的关系。
1、栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。
其操作方式类似于数据结构中的栈。
这些值是可读写的,那么stack应该被包含在RW-data(读写数据存储区),也就是单片机的sram中。
2、堆区(heap):一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。
单片机程序存储空间和数据存储空间详解
![单片机程序存储空间和数据存储空间详解](https://img.taocdn.com/s3/m/c9cfe7ba5ef7ba0d4a733bb4.png)
单片机程序程序存储空间(ROM)和数据存储空间(RAM)详解问题:STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么?8K的程序存储空间是存储代码,也就是你写的程序生成的HEX文件的,相当于电脑系统的C盘。
512字节相当于内存,存储空间存储变量,像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。
2K eeprom相当于电脑系统的硬盘,数据写入后掉电不丢失。
主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。
像设置的闹铃值,设置好了就不用每次都去设置了,保存在单片机里面,即使掉电了,设置的数据也不会丢失,只需单片机上电再读取就好了。
单片机原理及系统结构在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法,再分析片外存储器的扩展,最后给出设计原理并分析系统结构。
图一:存储空间分布51单片机存储器结构分析8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间,共有4个存储空间:片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。
这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。
MCS-51使用哈弗结构,它的程序空间和数据空间是分开编址的,即各自有各自的地址空间,互不重叠。
所以即使地址一样,但因为分开编址,所以依然要说哪一个空间内的某地址。
而ARM(甚至是x86)这种冯诺依曼结构的MCU/CPU,它的地址空间是统一并且连续的,代码存储器/RAM/CPU寄存器,甚至PC机的显存,都是统一编址的,只是不同功能的存储器占据不同的地址块,各自为政。
MCS-51单片机存储器的配置特点①内部集成了4K的程序存储器ROM;②内部具有256B的数据存储器RAM(用户空间+SFR空间);③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。
从物理结构的角度讲,51单片机的存储系统可以分为四个存储空间:既片内ROM,RAM和片外ROM、RAM。
单片机程序存储空间和数据存储空间详细讲解
![单片机程序存储空间和数据存储空间详细讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/21645dec76a20029bc642d26.png)
单片机程序程序存储空间(ROM)和数据存储空间(RAM)详解问题:STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么?8K的程序存储空间是存储代码,也就是你写的程序生成的HEX文件的,相当于电脑系统的C盘。
512字节相当于内存,存储空间存储变量,像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。
2K eeprom相当于电脑系统的硬盘,数据写入后掉电不丢失。
主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。
像设置的闹铃值,设置好了就不用每次都去设置了,保存在单片机里面,即使掉电了,设置的数据也不会丢失,只需单片机上电再读取就好了。
单片机原理及系统结构在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法,再分析片外存储器的扩展,最后给出设计原理并分析系统结构。
图一:存储空间分布51单片机存储器结构分析8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间,共有4个存储空间:片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。
这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。
MCS-51使用哈弗结构,它的程序空间和数据空间是分开编址的,即各自有各自的地址空间,互不重叠。
所以即使地址一样,但因为分开编址,所以依然要说哪一个空间内的某地址。
而ARM(甚至是x86)这种冯诺依曼结构的MCU/CPU,它的地址空间是统一并且连续的,代码存储器/RAM/CPU寄存器,甚至PC机的显存,都是统一编址的,只是不同功能的存储器占据不同的地址块,各自为政。
MCS-51单片机存储器的配置特点① 内部集成了4K的程序存储器ROM;② 内部具有256B的数据存储器RAM(用户空间+SFR空间);③ 可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。
从物理结构的角度讲,51单片机的存储系统可以分为四个存储空间:既片内ROM,RAM和片外ROM、RAM。
恩智浦半导体 S32K1xx EEPROM 功能说明书
![恩智浦半导体 S32K1xx EEPROM 功能说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/3f51c5133d1ec5da50e2524de518964bcf84d2f0.png)
AN11983使用 S32K1xx EEPROM 功能第2 版— 2019年5月应用笔记作者:恩智浦半导体1 简介通常有三种方法实现 EEPROM 功能。
其一是使用真正的 EEPROM,例如具有 256 B EEPROM 的 KEA64。
优点是不占用闪存,但缺点是价格昂贵。
第二种方法是使用软件实现 EEPROM 功能,如 KEA8 和 KEA128。
优点是便宜,但缺点是它占用了闪存,包括用于 EEPROM 实现的额外代码和模拟EEPROM 占用的闪存。
第三种方法是使用固件来实现 EEPROM 功能,例如S32K1xx。
优点在于 EEPROM 功能的实现对客户来说是绝对透明的,并且不需要闪存来存储用于 EEPROM 实现的额外代码。
本应用笔记主要介绍 S32K1xx EEPROM (EEE) 功能特性和用法。
S32K1xx EEPROM (EEE) 允许用户将部分片上闪存配置为增强型 EEPROM、额外闪存或两者的组合。
有关本应用笔记中提及的任何参考的详细信息,请参阅 S32K1xx 参考手册和数据手册。
2 S32K1xx EEPROM (EEE) 功能S32K1xx EEPROM (EEE) 具有许多功能,允许更换外部 EEPROMs 以提高其性能。
S32K1xx EEE 功能包括:•自动化–无需客户软件开发。
—重启:EEE 镜像载入 RAM。
—读:直接从 RAM 读取记录。
无 EEE 操作。
—写:直接向 RAM 写入记录。
镜像与 EEE 闪存自动同步。
•利用最佳实践来优化其可靠性和循环耐久性。
—循环负载均衡。
—扇区失效。
•耐掉电。
目录1 简介 (1)2 S32K1xx EEPROM (EEE) 功能 (1)2.1 S32K1xx EEE 工作 (2)2.2 S32K1xx EEE 如何使用内存. . 23 使用 S32K1xx EEE. (4)3.1 S32K1xx EEE 分区 (5)3.2 S32K1xx FlexRAM 配置 (10)3.3 S32K1xx 命令错误处理 (14)3.4 S32K1xx EEE 错误处理 (14)3.5 S32K1xx EEE 启动 (14)3.6 S32K1xx 读取和写入 EEE (15)4 S32K1xx EEE 性能 (16)5 S32K1xx 掉电检测 (16)6 S32K1xx 新的快速写入模式 (17)7 S32K1xx EEPROM 耐久性 (18)8 软件注意事项 (19)8.1 同步操作 (19)8.2 启用 CSEc 和 EEPROM (19)8.3 上电建议 (19)8.4 数据记录检查 (20)8.5 功耗模式转换 (20)9 附录 A EEPROM 示例 (20)10 修订历史 (23)—新的快速写入模式,优先在断电前写入少量数据。
单片机中央处理器架构及原理解析
![单片机中央处理器架构及原理解析](https://img.taocdn.com/s3/m/958171c370fe910ef12d2af90242a8956aecaa7a.png)
单片机中央处理器架构及原理解析单片机(Microcontroller)是一种集成电路芯片,具有中央处理器、内存、输入输出接口等模块。
其中,中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)是单片机的核心部件,负责执行程序指令、进行算术逻辑运算等任务。
本文将围绕单片机中央处理器的架构及原理进行解析。
一、单片机中央处理器的基本架构单片机中央处理器的基本架构可以分为五个部分:寄存器组、指令译码单元、算术逻辑单元、控制单元和时钟源。
1.寄存器组寄存器组是单片机中央处理器的重要组成部分,用于存储程序指令、数据和中间结果。
通常包括累加器、程序计数器、标志寄存器等多个寄存器。
- 累加器:用于执行算术运算和逻辑运算,存储运算结果。
- 程序计数器:存储当前程序指令的地址,指示下一条要执行的指令位置。
- 标志寄存器:用于存储运算结果的状态标志,如进位标志、零标志、溢出标志等。
2.指令译码单元指令译码单元负责对指令进行译码,将指令翻译成可执行的控制信号。
它根据指令的操作码,控制各个功能模块的工作,并将结果存储到寄存器中。
3.算术逻辑单元算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,简称ALU)是单片机中央处理器的核心功能模块,负责执行各种算术运算和逻辑运算。
它可以进行加、减、乘、除等算术运算,还可以进行与、或、非、异或等逻辑运算。
4.控制单元控制单元负责对处理器的操作进行控制。
它根据指令译码单元提供的控制信号,控制各个功能模块的工作,并实现指令的执行顺序和控制流程。
5.时钟源时钟源提供时钟信号,用于同步整个单片机系统。
它指示处理器的工作节奏,规定操作的时序和频率。
二、单片机中央处理器的工作原理单片机中央处理器的工作原理可以分为指令执行周期和数据存取周期两个阶段。
1.指令执行周期在指令执行周期中,单片机从程序存储器中获取指令,经过译码单元进行指令解析,并根据解析结果控制ALU进行相应的计算。
C语言的代码内存布局详解
![C语言的代码内存布局详解](https://img.taocdn.com/s3/m/3c002ada29ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2ac5.png)
C语⾔的代码内存布局详解⼀个程序本质上都是由 BSS 段、data段、text段三个组成的。
这样的概念在当前的计算机程序设计中是很重要的⼀个基本概念,⽽且在嵌⼊式系统的设计中也⾮常重要,牵涉到嵌⼊式系统运⾏时的内存⼤⼩分配,存储单元占⽤空间⼤⼩的问题。
BSS段:在采⽤段式内存管理的架构中,BSS段(bss segment)通常是指⽤来存放程序中未初始化的全局变量的⼀块内存区域。
BSS是英⽂Block Started by Symbol的简称。
BSS段属于静态内存分配。
数据段:在采⽤段式内存管理的架构中,数据段(data segment)通常是指⽤来存放程序中已初始化的全局变量的⼀块内存区域。
数据段属于静态内存分配。
代码段:在采⽤段式内存管理的架构中,代码段(text segment)通常是指⽤来存放程序执⾏代码的⼀块内存区域。
这部分区域的⼤⼩在程序运⾏前就已经确定,并且内存区域属于只读。
在代码段中,也有可能包含⼀些只读的常数变量,例如字符串常量等。
程序后⽣成的⽬标⽂件⾄少含有这三个段,这三个段的⼤致结构图如下所⽰:其中.text即为代码段,为只读。
.bss段包含程序中未初始化的全局变量和static变量。
data段包含三个部分:heap(堆)、stack(栈)和静态数据区。
堆(heap):堆是⽤于存放进程运⾏中被动态分配的内存段,它的⼤⼩并不固定,可动态扩张或缩减。
当进程调⽤malloc等函数分配内存时,新分配的内存就被动态添加到堆上(堆被扩张);当利⽤free等函数释放内存时,被释放的内存从堆中被剔除(堆被缩减)栈 (stack):栈⼜称堆栈,是⽤户存放程序临时创建的局部变量,也就是说我们函数括弧“{}”中定义的变量(但不包括static声明的变量,static意味着在数据段中存放变量)。
除此以外,在函数被调⽤时,其参数也会被压⼊发起调⽤的进程栈中,并且待到调⽤结束后,函数的返回值也会被存放回栈中。
单片机calloc分配的格式
![单片机calloc分配的格式](https://img.taocdn.com/s3/m/67f2dbbd05a1b0717fd5360cba1aa81144318f33.png)
单片机calloc分配的格式摘要:1.单片机calloc 分配简介2.calloc 分配的格式3.calloc 分配的注意事项正文:单片机calloc 分配的格式------------------------单片机calloc 分配是一种动态内存分配方式,主要用于在程序运行过程中为需要内存的数据结构分配空间。
calloc 分配的内存初始化为0,适用于需要干净内存的场景。
在单片机中,calloc 分配的格式如下:```cvoid *calloc(size_t num, size_t size);```其中,`num`表示需要分配的内存块数量,`size`表示每个内存块的大小。
calloc 函数返回一个指向分配内存的指针。
calloc 分配的格式------------------在实际使用中,我们通常这样使用calloc 分配:```c#include <stdlib.h>// 定义需要分配的内存块数量和大小size_t num = 10;size_t size = 4;// 调用calloc 分配内存void *ptr = calloc(num, size);// 检查分配是否成功if (ptr == NULL) {printf("内存分配失败");return;}// 使用分配的内存// ...// 释放分配的内存free(ptr);```这里,我们定义了需要分配的内存块数量为10,每个内存块的大小为4。
然后调用calloc 函数分配内存,并将返回的指针存储在`ptr`变量中。
最后,我们检查分配是否成功,并使用分配的内存。
在不再需要内存时,我们需要调用`free`函数释放内存。
calloc 分配的注意事项-----------------------在使用calloc 分配时,需要注意以下几点:1.`num`和`size`必须是正整数,且`size`的单位必须是字节(byte)。
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浅析MCU的内存分配与代码执行
单片机执行指令过程详解
单片机执行程序的过程,实际上就是执行我们所编制程序的过程。
即逐条指令的过程。
计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。
即取指令-----分析指令-----执行指令。
取指令的任务是:根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令,送到指令寄存器。
分析指令阶段的任务是:将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码,分析其指令性质。
如指令要求操作数,则寻找操作数地址。
计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程,直至遇到停机指令可循环等待指令。
一般计算机进行工作时,首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器,然后逐条取出执行。
但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中。
因而一开机即可执行指令。
下面我们将举个实例来说明指令的执行过程:
开机时,程序计算器PC变为0000H。
然后单片机在时序电路作用下自动进入执行程序过程。
执行过程实际上就是取出指令(取出存储器中事先存放的指令阶段)和执行指令(分析和执行指令)的循环过程。
例如执行指令:MOV A,#0E0H,其机器码为“74H E0H”,该指令的功能是把操作数E0H 送入累加器,0000H单元中已存放74H,0001H单元中已存放E0H。
当单片机开始运行时,首先是进入取指阶段,其次序是:
1 程序计数器的内容(这时是0000H)送到地址寄存器;
2 程序计数器的内容自动加1(变为0001H);
3 地址寄存器的内容(0000H)通过内部地址总线送到存储器,以存储器中地址译码电跟,使地址为0000H的单元被选中;。