20、MSP430 堆栈、子程序与中断系统详解

MSP430 堆栈、子程序与中断系统详解

1. 堆栈的概念与操作

堆栈是一种用于动态分配数据内存的系统，遵循后进先出（LIFO）的存储结构。我们可以用食堂里弹簧式餐盘分配器来形象地理解堆栈的操作。想象我们将干净的餐盘逐个放入分配器，第一个餐盘放进去后，第二个餐盘放在第一个上面，依此类推。取餐盘时，总是从最上面拿，这就是后进先出的体现。

堆栈在计算机中的操作有以下特点：
- 顺序跟踪 ：通过专门的寄存器（SP）来跟踪信息在堆栈中的存储地址，SP 会根据操作进行递增或递减。
- 随时存储 ：由于知道最后一个信息的存储位置，所以可以随时在堆栈结构中存储信息，不用担心覆盖现有信息。
- 容量有限 ：计算机的数据内存是有限的，因此堆栈不能存储无限量的信息。如果存储过多信息，可能会覆盖其他内存区域，导致堆栈溢出。

在 MSP430 中，堆栈的操作通过“push”（压入）和“pop”（弹出）指令实现。堆栈从数据内存范围的末尾开始，随着信息的压入，向内存范围的起始方向移动。例如，在 MSP430FR2355 中，主 4kb 数据内存块位于地址 2000h - 2FFFh，第一个压入的 16 位字信息将存储在地址 2FFEh。

堆栈指针（SP）寄存器用于提供访问堆栈时的地址。在 MSP430 中，SP 是一个 CPU 寄存器，在程序中可称为 SP 或 R1。用户需要初始化 SP，并且 SP 总是对齐到偶数地址。创建新的 CCS 项目时，会自动使用全局常量“__STACK_END”将 SP 初始化为地址 3000h，即 4k 数据内存范围