Cx51程序設計的堆棧空間計算方法

　　這段程序中資源的分配情況如下：一個全變量M（無符號字符型）存放最大公約數；主函數中定義一個局部變量n（無符號字符型）存放最小公倍數；求最大公約數的函數unsigned char max(unsigned char a, unsigned char b)，有兩個參數a和b；求最小公倍數的函數unsigned char min(unsigned char a, unsigned char b)，有兩個參數a和b，并且定義了一個變量k存放函數的返回值。可以由此計算出系統分配給變量的空間。函數的參數和返回值在工作寄存器組中存放，所以不占用0x08地址以后的空間。系統只給變量M和變量n分配存儲空間，這兩個變量占兩個字節（地址為0x08和0x09），則堆棧指針SP應該指向0x09。Cx51系統編譯后生成代碼的系統資源占用情況如下：全局變量M的地址為0x08，n的地址為0x09，SP的值為0x09。這與我們的計算結果相符。

　　3計算用戶需要堆棧的大小

　　堆棧區到底留多大才算足夠呢？ Cx51程序設計中，用戶需要堆棧的大小可以從普通子函數和中斷子程序的嵌套層數來計算。普通子函數的調用比較簡單，每次調用時就是將函數的返回地址保存在堆棧中，這個地址占兩個字節。函數嵌套調用時，從最內層的子函數算起，總的堆棧需求字節數為嵌套的層數乘以2。中斷子程序的堆棧需求分為兩種情況：

　　① 中斷子程序使用中斷發生前的寄存器組。在中斷發生時，保存中斷子程序的返回地址需要2個字節。中斷發生后，在中斷子程序中系統會自動進行如下操作：將ACC、B、DPH、DPL、PSW、R0~R7共13個寄存器壓棧。加上中斷返回地址，中斷的堆棧需求為15個字節。

　　② 中斷子程序使用自己專用的寄存器組。這種情況下不需要保存R0~R7的內容，可以減少堆棧需求，其他的內容仍需要壓棧保護。中斷發生時，保存中斷子程序的返回地址需要2個字節。中斷發生后，在中斷子程序中系統會自動進行如下操作：將ACC、B、DPH、DPL、PSW共5個寄存器壓棧。加上、中斷返回地址，這種堆棧的需求為7個字節。但是這種情況應該注意：如果中斷子程序中調用子函數，且函數需要參數和返回值，則被調用的子函數和中斷子程序要使用相同的寄存器組，否則會出現不可預料的后果。以一個溫度測試系統為例。系統采用8051作為處理器，溫度信號在A/D轉換結束后通過外部中斷0提醒單片機接收處理。定時中斷0作為監控程序，中斷周期為20 ms。溫度信號可以自動測量（每秒一次）或者手動測量（按測量鍵后測量），這兩種測量方法可以通過控制鍵切換。中斷子程序和普通子函數的嵌套情況為：在定時中斷程序中調用顯示子程序，外部中斷0內部沒有函數調用。部分程序如下：

　　void int0(void) interrupt 0 using 1 {

　　讀取轉換數據；

　　數據處理；

　　}

　　void time0 (void) interrupt 1 {

　　計數值重裝；

　　讀鍵；

　　按鍵處理；

　　leddisp(adat);//顯示

　　}

　　void main (void) {

　　相關數據初始化和數碼顯示自檢；

　　外部中斷和定時器初始化設置；

　　單片機休眠；

　　}

　　void leddisp(unsigned char *pt) {

　　用串口工作方式0發送顯示數據，并經過74LS164轉換后靜態顯示；

　　}

　　接下來分析這段程序的最大堆棧需求。假設定時器0中斷時，調用了顯示函數void leddisp(unsigned char *pt)，在調用顯示函數時A/D轉換結束發生了外部中斷0的中斷。這時應該是程序對堆棧的最大需求，堆棧的大小是：定時器0（15字節）＋顯示函數（2字節）＋外部中斷0（7字節）＝24字節。

　　結語

　　通過精確的計算編譯系統分配給用戶的堆棧空間和用戶自己最大的堆棧需求，不僅能從根本上解決堆棧溢出的問題，還可以很好地安排單片機比較緊張的資源。此外，通過在片內存儲器存放適量局部變量，還可以有效地提高軟件的執行速度。