不同位数单片机的学习总结

发布时间：2015-01-06 18:08:11 来源：文档文库

小中大

字号：

手机查看

不同位数单片机的学习总结

1.单片机位数的概念

参与运算的寄存器的数据长度，另一种说法是CPU一次处理的数据宽度，并不是指总线宽度。CPU能同时处理二进制数的位数是多少位,就称其是多少位的计算机。也有数据总线的位数是CPU位数的一半的情况，就称其是准多少位的计算机。比如CPU是16位，数据总线也是16位，则是16位计算机；CPU是16位，数据总线也是8位，则是准16位计算机。像51单片机的地址总线是16位的，但是它是8位机。像ARM的存储器也有八位的，但是它是32位机。而是指CPU处理的数据的宽度，也就是CPU一次数据的吞吐量。比如同一条指令:MOV R0 R2在51单片机里面，R0和R2都是8位的，所以51的CPU一次只能处理8位数据。在ARM里面，R0和R2是32位的，所以ARM的CPU一次能处理32位数据。这就是区别。

2.不同位数单片机的区别

速度上有区别，取决于CPU、寄存器的字长。8位单片机不能直接处理16位数据，要按照8位数据来处理，要分几个过程来完成。而16位单片机，可直接处理16们数据，因为其ALU，寄存器等都是16位的，可一次完成8位单片机要多步完成的动作，特别是对于数据处理，16位单片机有它的优势。而且16位单片机大多数据接口都为16位。

3.不同位数单片机之间程序的移植

原来是16位单片机想改用8位的替代是可以的，但电路及程序都要做相应改变，并且改为8位机后，在功能和速度上要能够满足你工作的需要才行。

1、一些基本类型位宽变化了，还有一些类型位宽不确定，比如说int，相信99%的32位编译器（未作统计）都将int视为32位有符号型，但在64位编译器上，这点是不确定的，ms的编译器，int型都还是32位有符号整型，但印象中存在某个平台的gcc编译器将int位宽增加到64位。诸如此类，需要特别注意

2、强制类型转换代码需特别注意，特别是c开发人员，对于指针和整型的理解已炉火纯青，借由整型空间存储指针的方法是很常用的（也是很方便的），由于强制转换代码的存在，编译器并不会提示诸如64位到32位转换中可能的信息损失，这也就导致了运行时可能的问题爆发。这一点需要特别注意，严查代码各处的强制转换。

3、模块间调用，严格说这一点还是由位宽变化导致的，做法还是需要筛查类型是否匹配的问题

4、32位程序移植到64位需要考虑的问题

留心int和pointer

因为integer与pointer大小相同，所以32位代码中常常把pointer转换为int或者unsigned int，以便算术运算。为了移植，你可以把pointer转换为unsigned long，因为long和pointer都是等长的，无论是在ILP32亦或LP64，但是，为了使代码更清晰，推荐用uintptr_t，uintptr_t和intptr_t都需要包含头文件inttypes.h。
例如：下面代码在64位环境下编译出错：
char *p;

p = (char *) ((int)p & PAGEOFFSET);
% cc ..
warning: conversion of pointer loses bits

改用uintptr_t后，无论是32位或者64位都没问题：
char *p;
p = (char *) ((uintptr_t)p & PAGEOFFSET);

留心int和long
在ILP32中，可能从未对int和long加以区分，因此，混用的情况非常多，看下面代码：
int waiting;
long w_io;
long w_swap;
...
waiting = w_io + w_swap;

% cc
warning: assignment of 64-bit integer to 32-bit integer

留心对齐
出于访问的效率，结构中通常会有所谓的hole，用来保证其中的所有数据成员，起始地址都是对齐模数的倍数。
例如：
struct bar {
  int i;
  long j;
  int k;
  char *p;
};
在ILP32中，sizeof(bar)应该是16字节；在LP64中，应该是32！因为此时long/char *的对齐模数都变为8，为了保证满足对齐要求，i/k都被扩展为8字节了。

又例如：
struct bar {
  char *p;
  long j;
  int i;
  int k;
}
此时，无需扩展，sizeof(bar)=8+8+4+4=24.

留心union
union中的成员，必须保持平衡，也就是说，必须保证大小相等才有意义，所以移植时也要注意。
例如：
typedef union {
  double _d;
  long _l[2];
} llx_
在ILP32中，两者大小相同，都是8字节；移植到LP64,前者不变，后者为16字节，此时union已无意义，应改为：
typedef union {
  double _d;
  int _l[2];
} llx_

留心常量类型
在常量表达式中，精度的缺失会导致数据截断，例如：
int i = 32;
long j = 1 << i;
warning: left shift count >= width of type
什么意思？编译器抱怨左移的位数超过了数据类型的长度，结果就是j为0。

怎么修改呢？
int i = 32;
long j = 1L << i：
即可。

留心printf系列函数
在格式化串中，要注意：
%p兼容ILP32和L64。
如果有long型参数，必须加上l前缀；
另外就是作为目标的buffer必须够长。

留心sizeof
sizeof返回类型为unsigned long，如果返回给int型变量，可能发生截断。

留心derived data types
例如，这些定义在sys/types.h中的数据类型，其大小会随ILP32或者LP64而变化：
    * clock_t, which represents the system time in clock ticks
    * dev_t, which is used for device numbers
    * off_t, which is used for file sizes and offsets
    * ptrdiff_t, which is the signed integral type for the result of subtracting two pointers
    * size_t, which reflects the size, in bytes, of objects in memory
    * ssize_t, which is used by functions that return a count of bytes or an error indication
    * time_t, which counts time in seconds