微机原理及应用 03 存储器系统2015-分享

第三讲MCS-51单片机的存储器系统(教材2.4节)1微机原理及应用

PrincipleandApplicationsofMicro-Computers教学目的:了解MCS-51单片机的存储器系统要求: 掌握MCS-51单片机的存储器系统的组成,片内RAM的功能分区及其作用难点: 片内RAM的功能分区及其作用,访问方法MCS-51单片机存储器系统的组成程序存储器:片内的和片外的数据存储器:片内的和扩展的(包含片内和片外扩展的)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(SFR)总结

MCS-51单片机的基本资源内容2023/2/13MCS-51单片机存储器系统的组成注意:

(1)这里“扩展的数据存储器”不包括串行接口扩展的数据存储器,见6.3节.(2)片内扩展的数据存储器和片外扩展的数据存储器地址可以重叠,且可以同时使用,如W77E58,80C320等.(3)片外程序存储器和片内程序存储器地址允许重叠,但只能使用其中之一.(4)

数据存储器和程序存储器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能寄存器

片内扩展的数据存储器高128字节RAM

低128字节RAM

程序存储器(64K字节)数据存储器(128/256字节)+SFR+(扩展的64K字节)MCS-51单片机的存储器系统(限于并行扩展)2023/2/14MCS-51单片机的程序存储空间

问:为什么说程序存储器是64K字节?复位期间,EA/VP引脚的状态决定MCS-51单片机程序存储器按下图的例子使用EA=‘0’片内程序存储器片外程序片内程序影像空间0000H7FFFH8000HFFFFH片外程序片内程序影像空间0000H7FFFH8000HFFFFH片内程序空间EA=‘1’2023/2/15程序存储器中7个特殊定义的地址入口意义0000H系统程序的启动地址0003H外部中断0入口地址000BH定时器0溢出入口地址0013H外部中断1入口地址001BH定时器1溢出入口地址0023H串行口中断002BH定时器2溢出或T2EX（P1.1）端负跳

通常在这些入口地址都安放一条绝对跳转指令，跳转到相应中断服务程序入口去执行中断服务程序。MCS-51单片机存储器系统的组成程序存储器:片内的和片外的数据存储器:片内的和扩展的(包含片内和片外扩展的)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(SFR)总结

MCS-51单片机的基本资源内容2023/2/17片内数据存储器功能分区及其作用低128字节RAM(地址范围:00H~7FH)一般数据存储器,堆栈等;每个字节都可以采用直接或间接地址访问两个特殊区域通用寄存器区(32个字节地址):00H~1FH通用位变量区(16个字节地址):20H~2FH;128个位地址:00H~7FH高128字节RAM(地址范围:80H~FFH)一般数据存储器,堆栈等;只能采用间接地址方式访问特殊功能寄存器(SFR)(地址范围:80H~FFH)特殊功能单元的编程控制;

只能采用直接地址方式访问扩展的数据存储器(地址范围:0000H~xxxxH)只能采用MOVX指令(即外部数据存储器和I/O地址)访问2023/2/18

数据存储器片内RAM

128字节（00H—7FH）00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区仅可以间接寻址普通RAM区位寻址区工作寄存器区SFR分布在80H-FFH仅可直接寻址80HFFH所有的RAM区(包括位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为数据缓存寄存器89C51

128字节2023/2/19数据存储器片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH)也称之为：通用寄存器区(32个字节地址)00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器区3工作寄存器区2工作寄存器区1工作寄存器区00FH10H17H18H2023/2/110数据存储器RS1，RS0=00则选择了工作寄存器组

0区R0～R7分别代表00H～07H单元。RS1，RS0=01则选择了工作寄存器组

1区R0～R7分别代表08H～0FH单元。RS1，RS0=10则选择了工作寄存器组

2区

R0～R7分别代表10H～17H单元。RS1，RS0=11则选择了工作寄存器组

3区R0～R7分别代表18H～1FH单元。CYACF0RS1PSW.7RS0OVP工作寄存器使用哪一组由特殊功能寄存器(PSW)的RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)位状态来选择：PSW.4PSW.0PSW.32023/2/111数据存储器

片内RAM中有128个可按位寻址的位。

位地址:00H—7FH

分布在:20H—2FH单元00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM区普通RAM区位寻址区工作寄存器区单元地址（字节地址）27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07060504030201000F0E0D0C0B0A090817161514131211101F1E1D1C1B1A191827262524232221202F2E2D2C2B2A292837363534333231303F3E3D3C3B3A393847464544434241407F7E7D7C7B7A7978位地址2023/2/112字节地址C对应的起始位地址B为位地址B对应的字节地址C

及偏移d

分别为通用位变量地址空间的

位地址和字节地址关系单元地址（字节地址）C27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07060504030201000F0E0D0C0B0A090817161514131211101F1E1D1C1B1A191827262524232221202F2E2D2C2B2A292837363534333231303F3E3D3C3B3A393847464544434241407F7E7D7C7B7A7978位地址B2023/2/113MCS-51单片机的特殊功能寄存器标准8031和8051等具有21个SFRs;8032和8052等具有27个SFRs8052特有的6个SFRs请问:

为什么8052比8051多出6个SFRs?128个特殊功能位,位地址:80H~FFH(详见下页)DPTR8052的27个SFRs控制以下功能单元:

4个PIO端口

5个中断源

1个串行端口

3个16位定时/计数器等.其它衍生的类型可能集成了更多的特殊功能单元(如ADC和DAC,串行端口等),所以将具有更多的SFRs2023/2/114特殊功能位(SFR中的特殊位变量)2023/2/115外部数据存储器MCS-51外部数据存储器寻址空间为64KB。对外部数据存储器的访问采用寄存器间接寻址方式。间址寄存器有R0，R1（寻址范围仅256B）和数据指针DPTR（寻址范围达64KB）。访问外部数据存储器用MOVX类指令，当执行MOVX指令时，单片机就会产生RD、WR信号选通，以对外部数据存储器产生读写操作。2023/2/116不同存储空间的访问方法程序存储器(无论片内的或片外的)只能用MOVC查表指令访问(仅允许读!为什么?)数据存储器低128字节RAM:支持多种访问方式高128字节RAM:仅支持间接地址访问SFR:仅支持直接地址访问扩展的(并行)数据存储器(无论片内的或片外的)只能采用MOVX指令访问2023/2/117MCS-51单片机地址空间的编址一个系统的所有程序存储器采用统一编址,占用地址范围:0000H~FFFFH,允许重叠但不能同时使用片内低128字节和高128字节RAM以及SFR统一编址,占用地址范围:00H~FFH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:0000H~FFFFH,需要有特殊功能位或SFR来识别并行扩展的数据存储器与并行扩展的I/O端口统一编址,占用地址空间:0000H~FFFFH,不允许重叠总结

总结第2讲和本讲内容,

MCS-51单片机的基本资源包括片内128字节(8051)/256字节(8052)RAM片内0~64K字节ROM最大可分别扩展64K字节程序存储器,64K字节数据存储器(以及I/O)一个布尔处理器,有位变量存储空间,