九：8051单片机的存储器结构

1、第九课：8051单片机的存储器结构MCS51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、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，051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（MOC)2、256B的片内数据存储器的地址空间(MV）、以及6片外数据存储器的地址空间(MOV）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），以产生不同的存储器空间的选通信号.程序内存RO寻址范围:000H FFFFH 容量64KBE =1，寻址内部RO;EA= 0,寻址外部ROM地址长度:16位作用: 存放程序及程序运行时所需的常数.七个具有特殊含义的单元是:00 - 系统复位,PC指向此处;0003 -外部中断0入口00B-0溢出中断入口13H 外中断1入口001BH - T1溢出中断入口003H 串口中断入口2- T2溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区:00H 7FH即28B内R 和 SF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程序存储器 一个微处

2、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)。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. MS51具有6B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ROM的80单片机,它的程序存储器必须外接，空间地址为64B,此时单片机的端必须接地。强制CP从外部程序存储器读取程序.对于内部有O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OM的容量时,才会转向外部的程序存储器读取程序。 当=时,程序从片内OM开始执行，当PC值超过片内OM容量时会自动转向外部RO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03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kB的程序存储单元，其地址为0H-0FFF，单片机启动复位后，程序计数

3、器的内容为000，所以系统将从000单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意: 其中一组特殊是000H-000H单元，系统复位后,P为00H，单片机从0H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CU直接去执行用户指定的程序。 另一组特殊单元是0003H-002AH，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: 0030AH 外部中断0中断地址区。 0000012H 定时/计数器中断地址区。 003H001AH 外部中断1中断地址区. 00B002 定时/计数器1中断地址区. 002H02AH 串行中断地址区。 可见以上的40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。从上面可以看出，每个中断服务程序只有个字节单元，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

4、空间去执行,这样中断响应后，C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:从上图中大家可以看到，0000H0002H，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OG指令，通过RG指令跳转到从033开始的用户RM区域，再来安排我们的程序语言。从开始的用户OM区域用户可以通过OG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RM有28或25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64K的M,构成两个地址空间,访问片内AM用“MV”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-1的数据存储器均可读写,部分单元还可以位寻址. MC5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

5、而言,低12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1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6个单元地址，对片外数据存储器采用间接寻址方式，R0、R1和R都可以做为间接寻址寄存器,R0、R1是位的寄存器,即R0、1的寻址范围最大为25个单元，而DT是1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0、R1做为间接寻址寄存器,而必须用DR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25个单元（00-F)，这56个单元共分为两部分。其一是地址从00H7FH单元(共128个字节)为用户数据AM.从80HFH地址单元（也是128个字节）为特殊寄存器（SFR）单元。从图中可清楚地看出它们的结构分布。、通用寄存器区(0H-1FH）在001共32个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个位寄存器，均以R07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R0R7，那么在程序中怎么区分和使用它们呢？聪明的ITEL工程师们又安排了一个寄存器-程序状态字寄存器（PSW)来

6、管理它们，P只要定义这个寄存的P的和D4位(RS0和R1），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据缓冲器,CP在复位后，选中第组工作寄存器。组RS1 SR0R1R2R3R4R5R6R70230 011 1 1H08H10H8H01H9H1H1H2H0A12H1H03H0BH3H1BH40H4HCH05H0DH15HD0H0EH16H1EH00FH1H1F、位寻址区(202FH)片内A的20H-FH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，1个位，位地址为00HH.位地址分配如下表所示：RM位寻址区地址表单元地址MSB位地址LSBFH7FE7DHH7B7H79782H7H76H7574H73H72H7170H2DH6HHDCH6BH6AH69H6HC6H6H65H64H63H21H62HFH5EH5DH5H5AH55H57H56H55H54H53H5H51H5029H4HEH4D4CH4B4AH49H488H47H46H45H444H42H4H47H3FH3D3CH3BH33

7、H38H2H37H36H34H3H32H31H30H25H2HE2H2C2BH2AH29H8H24H27H2625H2H222H20H23HFHE1DH1CH1BH1AH198227H6H5H14HH12H11H10H0FHEH0D0CH0B0AH0H08H07H6H05HH030H0100HCPU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M1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（0H-7）在片内A低18单元中，通用寄存器占去2个单元，位寻址区占去6个单元，剩下的80个单元就是供用户使用的一般RAM区了,地址单元为307F。对这部份区域的使用不作任何规定和限制，但应说明的是,堆栈一般开辟在这个区域。高128单元：(80-FH）前面提到,在片内的RM中，高12位是专用寄存器区，因这节比较重要,所以我们单独的安排一节课跟大家介绍。下节课我们就重点介绍1单片机片内RAM的高128位，即专用寄存器区。片外数据存储器在这里我们就先在介绍，在后面关于数据存储器扩展的章节中我们再详细介绍。文中如有不足，请您指教！ /

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