Lecture Notes for PAMC (03) - Ch2_L2-201415(1)

1、Lecture notes for Principle and Applications of Micro-Computers “微机原理及应用”讲义第3讲 MCS-51单片机的存储器系统(教材2.4节)教学目的教学目的: 了解了解MCS-51单片机的存储器系统单片机的存储器系统要求要求: 掌握掌握MCS-51单片机的存储器系统的组成单片机的存储器系统的组成, 片内片内RAM的功能的功能 分区及其作用分区及其作用难点难点: 片内片内RAM的功能分区及其作用的功能分区及其作用, 访问方法访问方法本讲的主要内容nMCS-51单片机存储器系统的组成单片机存储器系统的组成程序存储器程序存储器: 片内的

2、和片外的片内的和片外的数据存储器数据存储器: 片内的和扩展的片内的和扩展的(包含片内和片外扩展的包含片内和片外扩展的)n片内数据存储器的功能分区及其作用片内数据存储器的功能分区及其作用片内数据存储器的功能分区及其作用片内数据存储器的功能分区及其作用特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)n总结总结 MCS-51单片机的基本资源单片机的基本资源MCS-51单片机存储器系统的组成注意注意: (1) 这里这里“扩展的数据存储扩展的数据存储器器”不包括串行接口扩展不包括串行接口扩展的数据存储器的数据存储器, 见见6.3节节. (2) 片内扩展的数据存储器片内扩展的数据存储器和片外扩展的数据存储器和片外扩

3、展的数据存储器地址可以重叠地址可以重叠, 且可以同时且可以同时使用使用, 如如W77E58, 80C320等等.(3) 片外程序存储器和片内片外程序存储器和片内程序存储器地址允许重叠程序存储器地址允许重叠,但只能使用其中之一但只能使用其中之一.(4) 数据存储器和程序存储器数据存储器和程序存储器的地址空间允许重叠的地址空间允许重叠.片外程序存储器 片内程序存储器 片外扩展的数据存储器 片内数据存储器特殊功特殊功能寄存器能寄存器 片内扩展的片内扩展的数据存储器数据存储器高高128字字节节RAM 低低128字字节节RAM 程序存储器程序存储器(64K字节字节)数据存储器数据存储器(128/256字

4、节字节)+ SFR+(扩展的扩展的64K字节字节)MCS-51单片机的存储器系统单片机的存储器系统(限于并行扩展限于并行扩展) MCS-51单片机的程序存储空间 问问: 为什么说程序存储器是为什么说程序存储器是64K字节字节?n复位期间复位期间, EA/VP引脚的状态决定引脚的状态决定MCS-51单片机程序存储单片机程序存储器按下图的例子使用器按下图的例子使用EA =0片内片内程序程序存储器存储器片外片外程序程序片内片内程序程序影像影像空间空间0000H7FFFH8000HFFFFH片外片外程序程序片内片内程序程序影像影像空间空间0000H7FFFH8000HFFFFH片内片内程序程序空间空间

5、EA =1MCS-51单片机的数据存储空间 通用寄存器区 可位寻址区 字节数据缓冲区 （直接或间接寻址） 字节数据缓冲区 （仅可以间接寻址） (仅8052内核有) SFR 区 （仅可以直接寻址） 片内扩展RAM （仅用MOVX访问） 片外 扩展 数据 存储器 00H 1FH 20H 2FH 30H 7FH 80H FFH 80H FFH 0000H 03FFH 0400H FFFFH 使用 SFR 的 控制位识别 高 128Bytes RAM 低 128Bytes RAM 见教材见教材p.22图图2-9 (及教材及教材refs.8)片内数据存储器功能分区及其作用n低低128字节字节RAM (地

6、址范围地址范围: 00H7FH)一般数据存储器一般数据存储器, 堆栈等堆栈等; 每个字节都可以采用直接或间接地址访问每个字节都可以采用直接或间接地址访问两个特殊区域两个特殊区域 (见下页见下页)n通用寄存器区通用寄存器区 (32个字节地址个字节地址): 00H1FHn通用位变量区通用位变量区 (16个字节地址个字节地址): 20H2FH; 128个位地址个位地址: 00H7FH n高高128字节字节RAM (地址范围地址范围: 80HFFH)一般数据存储器一般数据存储器, 堆栈等堆栈等; 只能采用间接地址方式访问只能采用间接地址方式访问n特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR) (地址范围地址范

7、围: 80HFFH)特殊功能单元的编程控制特殊功能单元的编程控制; 只能采用直接地址方式访问只能采用直接地址方式访问n扩展的数据存储器扩展的数据存储器 (地址范围地址范围: 0000HxxxxH)只能采用只能采用MOVX指令指令(即外部数据存储器和即外部数据存储器和I/O地址地址)访问访问R0R1R2R3R4R5R6R700H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH10H 11H 12H 13H 14H 15H 16H 17H18H 19H 1AH 1BH 1CH 1DH 1EH 1FHRS1 RS000b01b10

8、b11b通用寄存器组的选择通用寄存器组的选择00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH10H 11H 12H 13H 14H 15H 16H 17H78H 79H 7AH 7BH 7CH 7DH 7EH 7FH字节地址20H21H22H70H 71H 72H 73H 74H 75H 76H 77H位地址2FH2EHLSBMSB通用位变量地址空间的位地址和字节地址关系通用位变量地址空间的位地址和字节地址关系字节地址字节地址C 对应的对应的起始位地址起始位地址B为为位地址位地址B 对应的对应的字节地址字节地址C 及及

9、偏移偏移d 分别为分别为(20) 08BCHH(08)20 mod 08CBHHdBHMCS-51单片机的特殊功能寄存器n8031和和8051等具有等具有21个个SFRs; 8032和和8052等具有等具有27个个SFRs8052特有的特有的6个个SFRs请问请问: 为什么为什么8052比比8051多出多出6个个SFRs? 128个特殊功能位个特殊功能位,位地址位地址: 80HFFH(详见下页详见下页)DPTR8052的的27个个SFRs控制控制以下功能单元以下功能单元: 4个个PIO端口端口 5个中断源个中断源 1个串行端口个串行端口 3个个16位定时位定时/计数器计数器 等等.n其它衍生的

10、类型可能集成了更多的特殊功能单元其它衍生的类型可能集成了更多的特殊功能单元(如如ADC和和DAC, 串行端串行端口等口等), 所以将具有更多的所以将具有更多的SFRs特殊功能位(SFR中的特殊位变量)不同存储空间的访问方法n程序存储器程序存储器 (无论片内的或片外的无论片内的或片外的)只能用只能用MOVC查表指令访问查表指令访问(仅允许读仅允许读! 为什么为什么?)n数据存储器数据存储器低低128字节字节RAM: 支持多种访问方式支持多种访问方式高高128字节字节RAM: 仅支持间接地址访问仅支持间接地址访问SFR: 仅支持直接地址访问仅支持直接地址访问扩展的扩展的(并行并行)数据存储器数据存

11、储器(无论片内的或片外的无论片内的或片外的)只能采用只能采用MOVX指令访问指令访问MCS-51单片机地址空间的编址n一个系统的所有程序存储器采用统一编址一个系统的所有程序存储器采用统一编址, 占用地占用地址范围址范围: 0000HFFFFH, 允许重叠但不能同时使用允许重叠但不能同时使用n片内低片内低128字节和高字节和高128字节字节RAM以及以及SFR统一编址统一编址, 占用地址范围占用地址范围: 00HFFHn片内扩展的数据存储器和片外扩展的数据都可以占片内扩展的数据存储器和片外扩展的数据都可以占用地址空间用地址空间: 0000HFFFFH, 需要有特殊功能位或需要有特殊功能位或SFR

12、来识别来识别n并行扩展的数据存储器与并行扩展的并行扩展的数据存储器与并行扩展的I/O端口统一端口统一编址编址, 占用地址空间占用地址空间: 0000HFFFFH, 不允许重叠不允许重叠总结 MCS-51单片机的基本资源 总结第总结第2讲和本讲内容讲和本讲内容, MCS-51单片机的基本资源包括单片机的基本资源包括n片内片内128字节字节(8051)/256字节字节(8052)RAMn片内片内064K字节字节ROMn最大可分别扩展最大可分别扩展64K字节程序存储器字节程序存储器, 64K字节数据字节数据存储器存储器(以及以及I/O)n一个布尔处理器一个布尔处理器, 有位变量存储空间有位变量存储空

13、间, 支持位操作支持位操作n4个个8位双向可编程位双向可编程I/O端口端口n5个中断源个中断源, 分分2级优先级级优先级n2个个(8051)/3个个(8052)16位定时位定时/计数器计数器n1个串行端口个串行端口总结nMCS-51单片机存储器系统的组成单片机存储器系统的组成n程序和数据存储器空间的使用程序和数据存储器空间的使用n片内数据存储器功能分区及其作用片内数据存储器功能分区及其作用n不同功能分区的访问方法不同功能分区的访问方法n特殊功能寄存器特殊功能寄存器(和特殊功能单元的关系和特殊功能单元的关系)nMCS-51单片机地址空间的编址单片机地址空间的编址n总结总结MCS-51单片机的基本资源单片机的基本资源问题和讨论n4个通用寄存器组在使用时有什么特