C51编译器-高级编程技巧(5)-数据存储格式

这一部说明可用的数据类型的存储格式。Cx51提供了几种数据存储格式如下：

Data Type         Bits   Bytes Value Range

bit                  1       —      0 to 1

signed char          8       1       -128 to +127

unsigned char            8       1       0 to 255

enum              8 / 16 1 or 2 -128 to +127 or -32768 to +32767

signed short         16      2       -32768 to +32767

unsigned short           16      2       0 to 65535

signed int               16      2       -32768 to +32767

unsigned int         16      2       0 to 65535

signed long          32      4       -2147483648 to 2147483647

unsigned long            32      4       0 to 4294967295

float                32      4      ±1.175494E-38 to ±3.402823E+38

data *, idata *, pdata *    8       1       0x00 to 0xFF

code*, xdata *           16      2       0x0000 to 0xFFFF

generic pointer          24      3       Memory type (1 byte); Offset (2 bytes) 0 to 0xFFFF

其他数据类型如结构体和联合，可以包含上表中类型。所有的元素都按顺序分配，并且按8051家簇的8bit字节对齐。

Bit Variables位变量

Bit类型的数量以使用单个位存放。位指针和位数组是不允许使用的。Bit对象总是放在8051CPU内部数据存储器的位可寻址区。如果可能的话，BL51 连接器/定位器会覆盖位对象

Signed and Unsigned Characters,

Pointers to data, idata, and pdata

Char类型的变量存入在一个字节内部。特定存储区域的指针（指向data, idata, pdata）也存放在一个字节内部。如果枚举类型可以用一个8bit的值代替，枚举类型也放在一个字节内部。

Signed and Unsigned Integers,

Enumerations, Pointers to xdata and code

Int类型，short类型enum类型和特定存储区域指针（指向xdata和code）使用2个字节（16bits）。高位字节放在前面，低位字节在后面。如：整型的0x1234在存储器的存放方式为：

Address         +0      +1

Contents        0x12    0x34

Signed and Unsigned Long Integers

Long类型占用4个字节。字节的存放也是从高位字节到低位字节。如0x12345678在存储器的存放方式为：

Address    +0     +1     +2     +3

Contents    0x12    0x34    0x56    0x78

Generic and Far Pointers

一般指针没的明确声明的类型，它可以指向8051的任一存储区域。这些指针的存入使用3个字节。第一字节存放一个表明存储器区域或存储器类型的值。其他的两个字节存放地址的偏移量，偏移量的高位在前，低位在后。格式如下：

Address       +0                +1            +2

Contents    Memory Type Offset;     High-Order Byte Offset;     Low-Order Byte

根据编译器的版本，存储器类型有以下值：

Memory Type                 idata / data / bdata        xdata pdata code

C51 Compiler (8051 devices)            0x00            0x01    0xFE    0xFF

CX51 Compiler (Philips 80C51MX)         0x7F            0x00    0x00    0x80

Philips 80C51MX构架支持新的工作在通用指针上的CPU指令。通用指针等同于Cx51的通用指针

一般指针的格式与far针的格式相同。因此，任何其他类型的存储器类型值都可以用作寻址far存储器空间

以下是一般指针的存储格式，地址为0x1234

Address    +0     +1     +2

Contents    0x01       0x12    0x34

Floating-point Numbers

Float类型的存放使用4个字节。格式的存放符合IEEE-754标准

一个浮点数由两部分组成：尾数和指数。尾数存放数据值的实际的小数点。指数存放尾数的权值。指数是一个8bit的0-255的值，相对于127存放。实际的值是存放的值减去127。值域的范围为+128到-127。尾数是一个24bit的数，它的最高位总是1。因此不存储。还有一符号位用以表明此浮点数是正数还是负数。

浮点数用以下方式存储在8051存储器中：

Address       +0         +1         +2         +3

Contents    SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM

S： 符号位，0代表正，1代表负

E： 指数，2的补码，偏移量为127

M： 23位尾数，最高位总是为1，因此不存储

使用上述格式，浮点数-12.5就应该存放为0xc1480000。在存储器以下方式出现：

Address    +0     +1     +2     +3

Contents    0xC1    0x48    0x00    0x00

从浮点数到它的十六进制表示相当容易。以下示例其过程：

浮点数的存放不是一个直接的格式。要转换必须把浮点数据的几部分分开，如：

Address         +0      +1      +2          +3

Format SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM

Binary 11000001 01001000 00000000 00000000

Hex             C1      48      00          00

从而可以分离以下信息：

符号位为1，说明是一个负数。指数10000010B或130DEC，减去127等于3，尾数的二进制表示为：10010000000000000000000

加上前面总是一个1，尾数为：

1.10010000000000000000000

现在，根据指数据调整尾数：左移3位，即：

1100.10000000000000000000

这就是这个浮点数：转换为十进制数为1*2^+1*2^2+0*2^1+0*2^0+1*2^(-1)=12.5

Floating-point Errors

8051没有获取浮点错误的中断向量。因此，用户程序必须正确处理这些错误状态。浮点数可能包含错误的二进制值。这个值被表示为IEEE标准的一部分，并且用来表示浮点处理出现错误。用户代码应该在每一个浮点运算过后检查可能存在的算述运算错误。

名字   值         意义

NaN        0xFFFFFFF   不是一个数

+INF   0x7F80000   正向溢出

-INF       0xFF80000   负向溢出

注：在Cx51中可以使用_chkfloat_可以快速地检查浮点数标志

可以使用以下联合方式存储浮点数：

union f {

float f; /* Floating-point value */

unsigned long ul; /* Unsigned long value */

};

这个联合包括一个浮点数和一个无符号整形来进行浮点数学运算和响应IEEE错误状态。例如：

#define NaN 0xFFFFFFFF /* Not a number (error) */

#define plusINF 0x7F800000 /* Positive overflow */

#define minusINF 0xFF800000 /* Negative overflow */

union f {

float f; /* Floating-point value */

unsigned long ul; /* Unsigned long value */

};

void main (void) {

float a, b;

union f x;

x.f = a * b;

if (x.ul == NaN || x.ul == plusINF || x.ul == minusINF) {

/* handle the error */

}

else {

/* result is correct */

}

}

Accessing Absolute Memory Locations