51单片机存储器的结构(20210413024420)

1、MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间:1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（M0VC）2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV ）3、以及64K片外数据存储器的地址空间（呦处以产生不同在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解）， 的存储器空间的选通信号。程序内存ROM 寻址范围：OOOOHFFFFH容量64KBEA = 1,寻址内部ROM ； EA = 0,寻址外部ROM地址长度：16位作用：

2、存放程序及程丿宇运行时所需的常数。七个具有特殊含义的单元是：0000H 一一系统复位，PC指向此处;0003H外部中断0入口OOOBHT0溢出中断入口0013H外中断1入口001BHT1溢出中断入口0023H串口中断入口002BHT2溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区：00H7FH即128B内RAM和SFR区。作用：作数据缓冲器用。下图是8051单片机存储器的空间结构图FFFFH 60KBROMesICU. coniIOOOHMKBTOFFFHRf0000H-pQOFFFH4KB外 詔EA- C00 00H特殊功紇 需存器FFH80H7FHOOH内幣敷廳蒋嶠器内够RAMOOOOH

3、外鶴栽据萍储壽圏1 MCS-51 W的内存结构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 ） o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R0M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

4、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。当二1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H - OFFFH，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

5、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 一 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0003H002AH,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- OOOAH外部中断0中断地址区。OOOBH- 0012H定时/计数器0中断地址区。0013H- 001AH外部中断1中断地址区。001BH0022H定时/计数器1中断地址区。0023H002AH串行中断地址区。可见以上的4

6、0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。从上面可以看岀，每个中断服务程序只有8个字节单元，用8个字节来存放一个中断服务程序显然是不可能的。因此以上地址单元不能用于存放程序的其他内容，只能存放中断服务程序。但是 通常情况下，我们是在中断响应的地址区安放一条无条件转移指令，指向程序存储器的其它真正存放中断服务程序的 空间去执行，这样中断响应后，CPU读到这条转移指令，便转向其他地方去继续执行中断服务程序。下图是ROM的地址分配图：OFFFFH用户RUHR002AH/002TH-a2H/)23H-_T瑩少生近J惴行口屮asTPtiE中斯

7、 X MJtI 外部中Bfil INTITO监曲屮新r 1 raIiOTIAH/QOUSH- 0012HT001M WOAH/OO 晦 W02H/0003H-1JMP. t ROM分布图从上图中大家可以看到，0000H-0002H,只有三个存储单元，3个存储单元在我们的程序存放时是存放不了实际意义的程序的，通常我们在实际编写程序时是在这里安排一条ORG指令，通过ORG指令跳转到从0033H开始的用户ROM区域，再来安排我们的程序语言。从0033开始的用户ROM区域用户可以通过ORG指令任 意安排，但在应用中应注意，不要超过了实际的存储空间，不然程序就会找不到。数据存储器数据存储器也称为随机存取

8、数据存储器。数据存储器分为内部数据存储和外部数据存储。MCS-51内部RAM有128或256个字节的用户数据存储（不同的型号有分别）,片外最多可扩展64KB的RAM,构成 两个地址空 间，访问片内RAM用“MOV指令，访问片外RAM用“MOVX指令。它们是用于存放执行的中间结果和过程数据的。MCS-51的数据存储器均可读写，部分单元还可以位寻址。MCS-51单片机的内部数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间，即：数据存储器空间（低128单元）；特殊功能寄存器空间（高128单元）；这两个空间是相连的，从用户角度而言，低 128单元才是真正的数据存储器。下面我们就来详细的与大家 讲解一下：低

9、128单元:片内数据存储器为8位地址，所以最大可寻址的范围为256个单元地址，对片外数据存储器采用间接寻址方式，RO、R1和DPTR都可以做为间接寻址寄存器，RO、R1是8位的寄存器，即RO、R1的寻址范围最大为256个单元，而DPTR是16位地址指针，寻址范围就可达到64KB。也就是说在寻址片外数据存储器时，寻址范围超过了 256B,就不能用RO、R1做为间接寻址寄存器，而必须用DPTR寄存器做为间接寻址寄存器。从上图中我们可以看到，8051单片机片内RAM共有256个单元（OOH-FFH ）,这256个单元共分为两部 分。其一 是地址从00H 7FH单元（共128个字节）为用户数据RAM。

10、从80H FFH地址单元（也是128个字节）为特殊 寄存器（SFR）单元。从图1中可清楚地看出它们的结构分布。1、通用寄存器区（00H-仆H ）在00H 1FH共32个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个8位寄存器，均以RO -R7来命名，我们常称这些寄存器为通用寄存器。这四块中的寄存器都称为RO- R7,那么在程序中怎么区分和使用它们呢？聪明的 INTEL I程师们又安排了一个寄存器一一程序状态字寄存器（PSW）来管理它们，CPU只要定义这 个寄存的PSW的 D3和D4位（RSO和RS1）,即可选中这四组通用寄存器。对应的编码关系如下表所示。惹程序中并不需要用4组， 那么其余的可用做一般的数

11、据缓冲器，CPU在复位后，选中第0组工作寄存器。组RS1RSOR0R1R2R3R4R5R6R700000H01H02H03H04H05H06H07H10108H09H0AHOBHOCHODHOEHOFH21010HUH12H13H14H15H16H17H31118H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH2、位寻址区（20H-2FH）片内RAM的20H - 2FH单元为位寻址区，既可作为一般单元用字节寻址，也可对它们的位进行寻址。位寻址区共有16个字节，128个位，位地址为00H - 7FHo位地址分配如下表所示:RAM位寻址区地址表单元地址MSB位地址LSB2FH7FH7EH7DH7CH7

12、BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00HCPU能直接寻址这些位，执行例如置 “1、清“0”求 反”、转移，传送和逻辑等操作。我们常称MCS-51具有布尔处理功能，布尔处理的存储空间指的就是这些为寻址区。3、用户 RAM 区(30H-7FH )在片内RAM低128单元中，通用寄存器占去32个