什么是堆栈,51单片机堆栈指针SP的使用举例
堆栈的定义及应用
堆栈的定义及应用堆栈（Stack）是一种数据结构，它按照后进先出（LIFO）的原则存储数据。
也就是说，最后存入堆栈的数据元素最先被取出，而最先存入的数据元素最后被取出。
堆栈中包含两个主要操作：压栈（Push）和弹栈（Pop）。
压栈是指将数据元素存入堆栈，弹栈是指从堆栈中取出数据元素。
除此之外，还有一个查看栈顶元素的操作。
堆栈的实际应用非常广泛，以下列举几个常见的应用场景：1. 函数调用与递归：在程序中，每当一个函数被调用，系统将会为这个函数分配一段内存空间，这段内存空间就被称为函数的栈帧。
当函数执行完毕后，栈帧会被销毁。
函数调用过程中，每次调用都会将返回地址和相关参数等信息压入栈中，在函数执行完毕后再将这些信息弹出。
递归函数的实现也离不开堆栈，每次递归调用都会生成一个新的栈帧，直到递归结束后才开始回溯弹栈。
2. 表达式求值：在编程语言中，堆栈可以用于实现算术表达式求值。
例如，中缀表达式需要通过堆栈进行转换成后缀表达式来简化计算过程，然后再通过堆栈进行后缀表达式的计算。
在进行表达式求值时，通过堆栈可以保存运算符和操作数的顺序，确保运算的优先级正确。
3. 括号匹配：在编程或者数学等领域，括号匹配是一个常见的问题。
我们可以使用堆栈来判断一个表达式中的括号是否匹配。
遍历表达式，每当遇到左括号时，将其压入堆栈。
当遇到右括号时，从堆栈中弹出一个左括号，若左右括号匹配，则继续遍历。
若右括号没有对应的左括号或者堆栈为空，则括号不匹配。
4. 浏览器的历史记录：在浏览器中，通过点击链接或者前进后退按钮，我们可以在不同的网页之间进行切换。
这种网页切换也可以使用堆栈来实现浏览历史记录的功能。
每当访问一个新网页时，将其URL压入堆栈顶部；当点击前进按钮时，从堆栈中弹出一个URL；当点击后退按钮时，将当前页面的URL压入堆栈，然后再弹出上一个URL。
5. 撤销与恢复：在许多软件中，都提供了撤销与恢复功能。
当用户对文档进行操作时，软件会将操作信息（如添加、删除、修改等）压入堆栈中，当用户点击撤销时，软件会从堆栈中弹出最近的操作信息并进行撤销操作；当用户点击恢复时，软件会从堆栈中弹出已经撤销的操作信息并进行恢复。
51单片机堆栈操作指令的用法
51单片机堆栈操作指令的用法51单片机是一种非常常用的单片机芯片，其指令集非常丰富，其中包含了很多堆栈操作指令。
堆栈操作指令是用来进行数据的入栈和出栈操作的指令，通过堆栈操作指令，我们可以方便地保存和恢复程序执行中的临时数据，提高代码的灵活性和效率。
本文将详细介绍51单片机堆栈操作指令的用法，帮助读者更好地理解和运用这些指令。
一、堆栈简介堆栈（Stack）是一种特殊的数据结构，具有后进先出（LIFO）的特点。
在51单片机的内部RAM中，有一段专门用来存放堆栈的空间，这段空间的大小为128字节（地址为0x07Fh至0x080h）。
在程序执行过程中，我们可以通过堆栈操作指令将数据入栈或者出栈，进栈是将数据放入堆栈，出栈是将数据从堆栈中取出。
二、堆栈操作指令51单片机的指令集中包含了以下几条堆栈操作指令：1. PUSH 指令PUSH指令用于将8位数据入栈，将要入栈的数据放入寄存器A中，通过PUSH 指令可以将A的数据压入堆栈。
PUSH指令的实际操作是将A的数据先放入栈顶指针（SP）所指向的内存单元中，然后将SP的值减1，即栈顶指针向下移动一个位置。
2. POP 指令POP指令用于将数据出栈，即从堆栈中取出一个8位数据，并放入寄存器A中。
POP指令的实际操作是将栈顶指针向上移动一个位置，然后将栈顶指针所指向的内存单元中的数据取出，并放入A中。
3. XCH指令XCH指令用于交换A寄存器的数据和栈顶指针所指向的内存单元的数据。
具体操作是将栈顶指针所指向的内存单元中的数据取出，并放入A中，然后将A中的数据放回栈顶指针所指向的内存单元中。
4. LCALL指令LCALL指令是一个特殊的调用指令，用于将下一条指令的地址入栈，并转移到指定地址处执行。
具体操作是将下一条指令的地址（即当前指令的地址加3）入栈，然后将指定地址的值赋给程序计数器（PC）。
5. RET指令RET指令用于从子程序返回，从堆栈中取出地址，并赋给程序计数器（PC），从而实现返回到调用该子程序的地方继续执行。
单片机原理及接口技术课后习题答案
单⽚机原理及接⼝技术课后习题答案第⼆章1.89C51单⽚机内包含哪些主要逻辑功能部件？答：80C51系列单⽚机在⽚内集成了以下主要逻辑功能部件：(l)CPU(中央处理器):8位 (2)⽚内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB(5)并⾏I/O⼝:8位，4个 (6)串⾏接⼝:全双⼯，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个(8)⽚内时钟电路:1个2.89C51的EA端有何⽤途？答：/EA端接⾼电平时，CPU只访问⽚内/doc/c312e1f309a1284ac850ad02de80d4d8d15a01a8.html 并执⾏内部程序，存储器。
/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执⾏⽚外程序存储器中的指令。
/EA端保持⾼电平时，CPU执⾏内部存储器中的指令。
3. 89C51的存储器分哪⼏个空间?如何区别不同空间的寻址?答：ROM（⽚内ROM和⽚外ROM统⼀编址）（使⽤MOVC）（数据传送指令）（16bits地址）（64KB）⽚外RAM（MOVX）（16bits地址）（64KB）⽚内RAM（MOV）（8bits地址）（256B）4. 简述89C51⽚内RAM的空间分配。
答：⽚内RAM有256B ，低128B是真正的RAM区，⾼128B是SFR（特殊功能寄存器）区5. 简述布尔处理存储器的空间分配，⽚内RAM中包含哪些可位寻址单元。
答：⽚内RAM区从00H~FFH（256B），其中20H~2FH（字节地址）是位寻址区，对应的位地址是00H~7FH7. 89C51如何确定和改变当前⼯作寄存器组?答：PSW（程序状态字）（Program Status Word）中的RS1和RS0可以给出4种组合，⽤来从4组⼯作寄存器组中进⾏选择，PSW属于SFR（Special Function Register）（特殊功能寄存器）9. 读端⼝锁存器和“读引脚”有何不同？各使⽤哪种指令？答：读锁存器（ANL P0,A）就是相当于从存储器中拿数据，⽽读引脚是从外部拿数据（如MOV A,P1 这条指令就是读引脚的，意思就是把端⼝p1输⼊数据送给A）传送类MOV，判位转移JB、JNB、这些都属于读引脚，平时实验时经常⽤这些指令于外部通信，判断外部键盘等；字节交换XCH、XCHD算术及逻辑运算 ORL、CPL、ANL、ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC控制转移CJNE、DJNZ都属于读锁存器。
习题和思考题答案
习题和思考题答案习题和思考题答案第⼀章单⽚机概述1. 第⼀台电⼦数字计算机发明的年代和名称。
1946年、ENIAC。
2. 根据冯·诺依曼提出的经典结构，计算机由哪⼏部分组成？运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备组成。
3. 微型计算机机从20世纪70年代初问世以来，经历了哪四代的变化？经历了4位、8位、16位、32位四代的变化。
4. 微型计算机有哪些应⽤形式？系统机、单板机、单⽚机。
5. 什么叫单⽚机？其主要特点有哪些？单⽚机就是在⼀⽚半导体硅⽚上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并⾏I／O、串⾏I／O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的⽤于测控领域的微型计算机，简称单⽚机。
单⽚机技术易于掌握和普及、功能齐全，应⽤⼴泛、发展迅速，前景⼴阔、嵌⼊容易，可靠性⾼。
6. 举例说明单⽚机的应⽤？略7. 当前单⽚机的主要产品有哪些？各⾃有何特点？MCS是Intel公司⽣产的单⽚机的系列符号，MCS-51系列单⽚机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的，是最早进⼊我国，并在我国应⽤最为⼴泛的单⽚机机型之⼀，也是单⽚机应⽤的主流品种。
其它型号的单⽚机：PIC单⽚机、TI公司单⽚机、A VR系列单⽚机。
8. 简述单⽚机应⽤系统的开发过程。
（1）根据应⽤系统的要求进⾏总体设计总体设计的⽬标是明确任务、需求分析和拟定设计⽅案，确定软硬件各⾃完成的任务等。
总体设计对应⽤系统是否能顺利完成起着重要的作⽤。
（2）硬件设计根据总体设计要求设计并制作硬件电路板（即⽬标系统），制作前可先⽤仿真软件（如Proteus软件）进⾏仿真，仿真通过后再⽤硬件实现并进⾏功能检测。
（3）软件设计软件编程并调试，⽬前⼀般⽤keil软件进⾏设计调试。
调试成功后将程序写⼊⽬标单⽚机芯⽚中。
（4）综合调试进⾏硬软件综合调试，检测应⽤系统是否达到设计的功能。
9. 说明单⽚机开发中仿真仪的作⽤。
MCS-51系列单片机的基本结构
并行接口
P0 P1 P2 P3
WR RD PSEN ALE
串行接口 TXD RXD
—6—
1．基本结构与硬件组成
051的主要硬件 资源包括以下几个部 分，内部功能模块构 成如图所示
（1） • 8位中央处理单元CPU （2） • 4K字节的程序存储器ROM （3） • 128字节的数据存储器RAM （4） • 21个特殊功能寄存器SFR （5） • 4个8位并行I/O口P0～P3
用户根据程序执行的需要通过传送指令确定。
—15—
D
寄存器组选择位RS0和RS1
用于设定当前工作寄存器的组号。8051有8个8位寄存器（R0～R7），分为4组。RS1、RS0与
R0～R7的对应关系如表所示。
RS1
RS0
R0～R7组号
R0～R7的物理地址
0
0
0
00～07H
0
1
1
08～0FH
1
0
2
10～17H
• 2个16位可编程定时/计数器T0、T1 （6）
• 5个中断源，具体包括2个外部中断源 （7） INT0和INT1，3个内部中断源
• 1个全双工的异步串行接口 （8）
• 内部时钟产生电路 （9）
—7—
2．中央处理器CPU
中央处理器CPU是单片机的核心组成部分，从功能上可 以分为控制器和运算器两个部分。控制器产生各种控制信号 以协调各部件之间的数据传送、运算等操作；运算器主要执 行算术运算、逻辑运算和位操作等。
① 算术逻辑单元ALU
ALU是一个运算器，主要对8位二 进制数进行算术与逻辑运算，包括加、 减、乘、除四则运算，与、或、非、 异或等逻辑操作。另外还具有置位、 移位、测试转移等功能。
51单片机自学笔记(基础部分)
一、51单片机的硬件结构1. 硬件结构框图说明：○1微处理器(CPU)：51单片机含一个8位CPU，与通用的CPU功能基本相同，含运算器和控制器，不仅可以字节处理，还可以位处理。
例如：未处理、查表、状态检测、中断处理等。
○2数据存储器(RAM)：51为128B，52为256B；片外最大可扩展到64K。
○3程序存储器(ROM/EPROM)：8031没有，8051有4K的ROM，8751有4K的EPROM；片外可扩展至64K。
○4中断系统：5个中断源，2级优先权。
○5定时器/计数器：2个16位定时/计数器，四种工作方式。
○6串行口：1个全双工串行口，四种工作方式。
可进行串口通信，扩展并行I/O口，多机通信等。
○7P1、P2、P3、P0口：四个8位并行I/O口。
○8特殊功能寄存器(SFR):共21个，对片内部件进行管理、控制、监视；实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。
2. 引脚排列(1)电源及时钟引脚○1电源引脚：Vcc(40脚)解5V电源、Vss(20脚)接地。
○2时钟引脚：两个始终引脚XTAL1、XTAL2外接晶振，或接晶体与片内反相放大器构成振荡器。
XTAL1(19脚)：内部反相放大器的输入端。
若接晶振则应接地；XTAL2(18脚)：内部反相放大器的输出端。
若采用外部时钟振荡器，该引脚接收时钟振荡信号。
(2)控制引脚○1RST/Vpd(9脚)：复位信号输入，高电平有效。
单片机运行时，此脚持续2个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平，就可复位。
平时应为0.5V低电平；Vpd为第二功能，备用电源输入端。
○2:ALE为地址锁存允许，正常工作时，ALE不断输出正脉冲信号。
当访问外部存储器时，ALE输出信号的负跳变沿用作低8位地址的锁存信号；PROG’为编程脉冲输入端。
○3PSEN’(Program Strobe Enable,29脚)：程序存储器允许输出控制端。
低电平是外部程序存储器选通。
MCS-51单片机的存储结构
MCS-51单片机存储器结构MCS-51的存储器可分为四类：程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。
那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。
程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。
其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。
只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。
对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。
强制CPU从外部程序存储器读取程序。
对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。
8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H 单元开始执行程序。
但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意：其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。
另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下：0003H—000AH 外部中断0中断地址区。
000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。
0013H—001AH 外部中断1中断地址区。
001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。
0023H—002AH 串行中断地址区。
可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各自的中断区去执行程序。
第2章《单片机原理与C51基础》赵丽清(课后习题及答案)
思考题：【2-1】80C51单片机由哪几部分组成，试说明ROM和RAM的功能分别是什么?【2-2】在程序运行中，PC的值是。
（）A）当前正在执行指令的前一条指令的地址B）当前正在执行指令的地址C）当前正在执行指令的下一条指令的首地址D）控制器中指令寄存器的地址【2-3】判断下列说法是否正确。
（1）PC可以存放一个16位二进制数，因此其寻址范围为0000H~7FFFH。
（）（2）单片机系统复位时PC的内容为0000H，因此CPU从程序存储器0000H地址单元取指令，开始执行程序。
（）（3）PC可以看成是程序计时器（）（4）PC可以看成是程序存储器的地址指针。
（）【2-4】试计算当振荡频率为12 MHz和6 MHz时，一个机器周期的长度？试辨析振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期之间的关系。
【2-5】单片机的ROM必须具有掉电存储功能，这句话是否正确？【2-6】单片机对RAM的根本要求是快，但掉电可丢失数据，这个表述正确吗？【2-7】试说出80C51的两种时钟电路模式，如果是只有一个单片机工作常使用的是哪一种？如果是两个以上的单片机工作使用哪一种？【2-8】80C51单片机的EA信号有何功能？在使用8031时，EA信号引脚应如何处理？现在使用的80C51系列单片机内部一般均含有ROM，其EA引脚应该怎么接？【2-9】80C51系列单片机的三总线结构包括哪三种？其中作地址总线指的是？作数据总线指的是？属于控制总线的有？P0口的分时复用功能需要依靠锁存器的锁存功能，试举1种常用的低功耗锁存器并将其与单片机正确连接？【2-10】片内RAM低128单元一般划分为哪三个主要部分？对应的字节地址空间是？内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为（）H～（）H。
【2-11】80C51单片机任何一个时间4组通用工作寄存器中只能有一组工作，具体哪一组工作由什么来决定？如何设置才能选用0组通用寄存器？【2-12】80C51单片机具有很强的位（布尔）处理功能，内部RAM中共有多少单元可以位寻址，试写出其字节范围和位地址范围？【2-13】位地址00H与字节地址00H在内存中的位置有什么区别？片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是（）；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为（）。
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什么是堆栈，51单片机堆栈指针SP的使用举例
SP：堆栈指针。
（专用于指出堆栈顶部数据的地址。
）堆栈介绍：日常这样的现象，家里洗的样的现象，家里洗的碗，一只一只摞起来，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的则放在最下面，在取的时候正好相反，先从最上面取，这种现象我们用一句话来概括：先进后出，后进先出。
请大家想想，还有什么地方有这种现象？其实比比皆是，建筑工地上堆放的砖头、材料，仓库里放的货物，都是先进后出，后进先出，这实际是一种存取物品的规则，我们称之为堆栈。
在单片机中，我们也能在RAM中构造这样一个区域，用来存放数据，这个区域存放数据的规则就是先进后出，后进先出，我们称之为堆栈。
为什么需要这样来存放数据呢？存储器本身不是能按地址来存放数据吗？对，知道了地址的确就能知道里面的内容，但如果我们需要存放的是一批数据，每一个数据都需要知道地址那不是麻烦吗？如果我们让数据一个接一个地放置，那么我们只要知道第一个数据所在地址单元就能了（看图2）如果第一个数据在27H，那么第二、三个就在28H、29H了。
所以利用堆栈这种办法来放数据能简化操作那么51中堆栈什么地方呢？单片机中能存放数据的区域有限，我们不能够专门分配一块地方做堆栈，所以就在内存（RAM）中开辟一块地方，用于堆栈，但是用内存的哪一块呢？还是不好定，因为51是一种通用的单片机，各人的实际需求各不相同，有人需要多一些堆栈，而有人则不需要那么多，所以怎么分配都不合适，怎样来解决这个问题?分不好干脆就不分了，把分的权利给用户（编程者），根据自已的需要去定吧，所以51单片机中堆栈的位置是能变化的。
而这种变化就体现在SP中值的变化，看图2，SP中的值等于27H 不就相当于是一个指针指向27H单元吗？当然在真正的51机中，开始指针所指的位置并非就是数据存放的位置，而是数据存放的前一个位置，比如一开始。