Cx51程序设计的堆栈空间计算方法

　　这段程序中资源的分配情况如下：一个全变量M（无符号字符型）存放最大公约数；主函数中定义一个局部变量n（无符号字符型）存放最小公倍数；求最大公约数的函数unsigned char max(unsigned char a, unsigned char b)，有两个参数a和b；求最小公倍数的函数unsigned char min(unsigned char a, unsigned char b)，有两个参数a和b，并且定义了一个变量k存放函数的返回值。可以由此计算出系统分配给变量的空间。函数的参数和返回值在工作寄存器组中存放，所以不占用0x08地址以后的空间。系统只给变量M和变量n分配存储空间，这两个变量占两个字节（地址为0x08和0x09），则堆栈指针SP应该指向0x09。Cx51系统编译后生成代码的系统资源占用情况如下：全局变量M的地址为0x08，n的地址为0x09，SP的值为0x09。这与我们的计算结果相符。

　　3计算用户需要堆栈的大小

　　堆栈区到底留多大才算足够呢？ Cx51程序设计中，用户需要堆栈的大小可以从普通子函数和中断子程序的嵌套层数来计算。普通子函数的调用比较简单，每次调用时就是将函数的返回地址保存在堆栈中，这个地址占两个字节。函数嵌套调用时，从最内层的子函数算起，总的堆栈需求字节数为嵌套的层数乘以2。中断子程序的堆栈需求分为两种情况：

　　① 中断子程序使用中断发生前的寄存器组。在中断发生时，保存中断子程序的返回地址需要2个字节。中断发生后，在中断子程序中系统会自动进行如下操作：将ACC、B、DPH、DPL、PSW、R0~R7共13个寄存器压栈。加上中断返回地址，中断的堆栈需求为15个字节。

　　② 中断子程序使用自己专用的寄存器组。这种情况下不需要保存R0~R7的内容，可以减少堆栈需求，其他的内容仍需要压栈保护。中断发生时，保存中断子程序的返回地址需要2个字节。中断发生后，在中断子程序中系统会自动进行如下操作：将ACC、B、DPH、DPL、PSW共5个寄存器压栈。加上、中断返回地址，这种堆栈的需求为7个字节。但是这种情况应该注意：如果中断子程序中调用子函数，且函数需要参数和返回值，则被调用的子函数和中断子程序要使用相同的寄存器组，否则会出现不可预料的后果。以一个温度测试系统为例。系统采用8051作为处理器，温度信号在A/D转换结束后通过外部中断0提醒单片机接收处理。定时中断0作为监控程序，中断周期为20 ms。温度信号可以自动测量（每秒一次）或者手动测量（按测量键后测量），这两种测量方法可以通过控制键切换。中断子程序和普通子函数的嵌套情况为：在定时中断程序中调用显示子程序，外部中断0内部没有函数调用。部分程序如下：

　　void int0(void) interrupt 0 using 1 {

　　读取转换数据；

　　数据处理；

　　}

　　void time0 (void) interrupt 1 {

　　计数值重装；

　　读键；

　　按键处理；

　　leddisp(adat);//显示

　　}

　　void main (void) {

　　相关数据初始化和数码显示自检；

　　外部中断和定时器初始化设置；

　　单片机休眠；

　　}

　　void leddisp(unsigned char *pt) {

　　用串口工作方式0发送显示数据，并经过74LS164转换后静态显示；

　　}

　　接下来分析这段程序的最大堆栈需求。假设定时器0中断时，调用了显示函数void leddisp(unsigned char *pt)，在调用显示函数时A/D转换结束发生了外部中断0的中断。这时应该是程序对堆栈的最大需求，堆栈的大小是：定时器0（15字节）＋显示函数（2字节）＋外部中断0（7字节）＝24字节。

　　结语

　　通过精确的计算编译系统分配给用户的堆栈空间和用户自己最大的堆栈需求，不仅能从根本上解决堆栈溢出的问题，还可以很好地安排单片机比较紧张的资源。此外，通过在片内存储器存放适量局部变量，还可以有效地提高软件的执行速度。