C51,RAM 用C51操作片內(nèi)擴(kuò)展RAM

很多工程師都遇到過(guò)的“怪現(xiàn)象”

問(wèn)

標(biāo)準(zhǔn)80C51、52內(nèi)核的單片機(jī)片內(nèi)最多只有256字節(jié)的RAM，少得可憐，很多情況下會(huì)出現(xiàn)不夠用的問(wèn)題。如果在片外擴(kuò)展RAM，則會(huì)增加成本，并可能減少多達(dá)18條I/O口線(xiàn)?，F(xiàn)在許多新型8051內(nèi)核的單片機(jī)為了解決上述問(wèn)題，會(huì)在片內(nèi)另外擴(kuò)展有一定容量的RAM，一般安排在XDATA地址空間。Philips半導(dǎo)體的P89C668更是在片內(nèi)擴(kuò)展有8KB的XRAM，與其它型號(hào)相比，堪稱(chēng)“海量”。為了保持與標(biāo)準(zhǔn)80C51的兼容性，一般這些擴(kuò)展的片內(nèi)RAM在復(fù)位時(shí)默認(rèn)是無(wú)效的，如果要使用，則需要先修改相關(guān)SFR寄存器里的使能位（但也有少數(shù)型號(hào)的規(guī)定與此恰恰相反，復(fù)位時(shí)默認(rèn)是有效的，如果片外已經(jīng)擴(kuò)展有XRAM，則地址重疊的部分會(huì)被自動(dòng)屏蔽掉）。

如果使用匯編語(yǔ)言編程，在程序一開(kāi)始，可以立即使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM，以后用MOVX指令就能方便地訪(fǎng)問(wèn)。如果用C51編程，許多用戶(hù)很自然地也在main()函數(shù)的一開(kāi)始就使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM。然而在調(diào)試程序時(shí)總是出現(xiàn)意外情況，仔細(xì)排查后，“確認(rèn)”是片內(nèi)外部RAM有問(wèn)題，通常表現(xiàn)為數(shù)據(jù)沒(méi)有被初始化。部分客戶(hù)還會(huì)去找供應(yīng)商算帳，稱(chēng)芯片質(zhì)量存在嚴(yán)重問(wèn)題，等等?？梢哉f(shuō)，這是我們?cè)S多單片機(jī)工程師都曾經(jīng)遇到過(guò)的問(wèn)題。

總之，你用C51編程并打算使用片內(nèi)擴(kuò)展的RAM，那么就很容易出現(xiàn)上述怪現(xiàn)象。是芯片有問(wèn)題嗎？不是！同樣功能的程序如果換作匯編來(lái)寫(xiě)，就跑通了，這就證明芯片還是好的——找供應(yīng)商算帳無(wú)理！是C51編譯器有問(wèn)題嗎？更不是！C51編譯器是經(jīng)過(guò)多年千錘百煉才發(fā)展到今天“完善”的程度，想找出并證實(shí)一個(gè)bug還真不容易。“是我的程序錯(cuò)了嗎？程序很小，僅10幾行，專(zhuān)門(mén)測(cè)試片內(nèi)擴(kuò)展RAM用的，已經(jīng)過(guò)反復(fù)核查，怎么會(huì)出錯(cuò)呢？”——很多工程師對(duì)我這樣講，但我還是要告訴他：確實(shí)是程序有問(wèn)題！

我們先不提程序錯(cuò)在何處，因?yàn)椴糠止こ處熜宰犹保蚁冉o出解決方案，行不行，先試試看：請(qǐng)刪除main()函數(shù)里使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM的語(yǔ)句；重新建立工程，選擇器件后，Keil C51會(huì)提示是否復(fù)制并添加startup code到工程里，此時(shí)一定要選擇“是”；將你的相關(guān)C源程序添加進(jìn)工程；打開(kāi)剛才添加的Startup.A51文件，找到標(biāo)號(hào)“STARTUP1:”，緊接其后添加使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM的匯編指令；重新編譯工程并調(diào)試。OK，問(wèn)題解決了嗎？

咦——這是為什么？原因是這樣的：如果你用到了片內(nèi)擴(kuò)展RAM，定義有xdata屬性的全局變量（或在main()函數(shù)的開(kāi)頭定義有），而且定義的同時(shí)賦有初值，那么變量的初始化操作實(shí)際上在進(jìn)入main()函數(shù)之前（或剛進(jìn)入main函數(shù)時(shí)，不可控）就已經(jīng)完成了。因此在main()函數(shù)里，第一條可執(zhí)行語(yǔ)句就安排為使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM的操作已是來(lái)不及！這就是C51編譯器的特性，同時(shí)也是其它C編譯器所共有的、ANSI C所要求的。文件Startup.A51是啟動(dòng)代碼部分，里面包含有初始化全局變量的操作。新建工程時(shí)，如果不添加此文件，則在編譯時(shí)系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)插入安裝目錄中的那個(gè)Startup.A51文件。如果在main()函數(shù)里的開(kāi)頭定義有xdata屬性的變量并賦初值，則執(zhí)行時(shí)剛一進(jìn)入main()該變量就被初始化，然后才輪到正常的可執(zhí)行語(yǔ)句。現(xiàn)在知道在main()中添加使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM的操作語(yǔ)句為什么不行了嗎？

答 1:

一句話(huà)概括：在使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM之前對(duì)XRAM進(jìn)行的任何操作都無(wú)效因此，相關(guān)使能片內(nèi)擴(kuò)展RAM的指令必須位于全局變量初始化操作之前。

關(guān)于STC單片機(jī)內(nèi)部擴(kuò)展ram的使用

高128字節(jié)(地址：80H~FFH)，只可間接尋址；

STC89系列單片機(jī)另外增加了768字節(jié)的片內(nèi)擴(kuò)展RAM，以解決眾多技術(shù)人員在編程時(shí)的RAM資源嚴(yán)重缺乏的問(wèn)題。

768字節(jié)的片內(nèi)擴(kuò)展RAM(地址：000H~2FFH)與外部擴(kuò)展RAM地址重疊，單片機(jī)可通過(guò)軟件設(shè)置AUXR.1，決定是否使用片內(nèi)擴(kuò)展RAM，以防止可

能的與外部擴(kuò)展RAM的沖突，默認(rèn)為使用片內(nèi)擴(kuò)展RAM。

片內(nèi)擴(kuò)展RAM的訪(fǎng)問(wèn)采用間接尋址，可通過(guò)

①、MOVX A,@DPTR 或 MOVX @DPTR ,A 指令訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)擴(kuò)展RAM(00H~2FFH,共768字節(jié))；

②、MOVX A,@Ri 或 MOVX @Ri,A 指令訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)擴(kuò)展RAM(00H~FFH,共256字節(jié))。

當(dāng)DPTR≥300H時(shí)，系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)外部擴(kuò)展RAM。

注意：在使用第二種指令時(shí)，特別要注意是使用MOV還是MOVX，MOV訪(fǎng)問(wèn)的是片內(nèi)RAM，MOVX訪(fǎng)問(wèn)的是片內(nèi)擴(kuò)展RAM，剛剛接觸此類(lèi)單片機(jī)的技

術(shù)人員最容易在這里犯錯(cuò)誤。