微機原理及應用 03 存儲器系統2015-分享

第三講MCS-51單片機的存儲器系統(教材2.4節)1微機原理及應用

PrincipleandApplicationsofMicro-Computers教學目的:了解MCS-51單片機的存儲器系統要求: 掌握MCS-51單片機的存儲器系統的組成,片內RAM的功能分區及其作用難點: 片內RAM的功能分區及其作用,訪問方法MCS-51單片機存儲器系統的組成程序存儲器:片內的和片外的數據存儲器:片內的和擴展的(包含片內和片外擴展的)片內數據存儲器的功能分區及其作用片內數據存儲器的功能分區及其作用特殊功能寄存器(SFR)總結

MCS-51單片機的基本資源內容2023/2/13MCS-51單片機存儲器系統的組成注意:

(1)這里“擴展的數據存儲器”不包括串行接口擴展的數據存儲器,見6.3節.(2)片內擴展的數據存儲器和片外擴展的數據存儲器地址可以重疊,且可以同時使用,如W77E58,80C320等.(3)片外程序存儲器和片內程序存儲器地址允許重疊,但只能使用其中之一.(4)

數據存儲器和程序存儲器的地址空間允許重疊.片外程序存儲器

片內程序存儲器

片外擴展的數據存儲器

片內數據存儲器特殊功能寄存器

片內擴展的數據存儲器高128字節RAM

低128字節RAM

程序存儲器(64K字節)數據存儲器(128/256字節)+SFR+(擴展的64K字節)MCS-51單片機的存儲器系統(限于并行擴展)2023/2/14MCS-51單片機的程序存儲空間

問:為什么說程序存儲器是64K字節?復位期間,EA/VP引腳的狀態決定MCS-51單片機程序存儲器按下圖的例子使用EA=‘0’片內程序存儲器片外程序片內程序影像空間0000H7FFFH8000HFFFFH片外程序片內程序影像空間0000H7FFFH8000HFFFFH片內程序空間EA=‘1’2023/2/15程序存儲器中7個特殊定義的地址入口意義0000H系統程序的啟動地址0003H外部中斷0入口地址000BH定時器0溢出入口地址0013H外部中斷1入口地址001BH定時器1溢出入口地址0023H串行口中斷002BH定時器2溢出或T2EX（P1.1）端負跳

通常在這些入口地址都安放一條絕對跳轉指令，跳轉到相應中斷服務程序入口去執行中斷服務程序。MCS-51單片機存儲器系統的組成程序存儲器:片內的和片外的數據存儲器:片內的和擴展的(包含片內和片外擴展的)片內數據存儲器的功能分區及其作用片內數據存儲器的功能分區及其作用特殊功能寄存器(SFR)總結

MCS-51單片機的基本資源內容2023/2/17片內數據存儲器功能分區及其作用低128字節RAM(地址范圍:00H~7FH)一般數據存儲器,堆棧等;每個字節都可以采用直接或間接地址訪問兩個特殊區域通用寄存器區(32個字節地址):00H~1FH通用位變量區(16個字節地址):20H~2FH;128個位地址:00H~7FH高128字節RAM(地址范圍:80H~FFH)一般數據存儲器,堆棧等;只能采用間接地址方式訪問特殊功能寄存器(SFR)(地址范圍:80H~FFH)特殊功能單元的編程控制;

只能采用直接地址方式訪問擴展的數據存儲器(地址范圍:0000H~xxxxH)只能采用MOVX指令(即外部數據存儲器和I/O地址)訪問2023/2/18

數據存儲器片內RAM

128字節（00H—7FH）00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM區僅可以間接尋址普通RAM區位尋址區工作寄存器區SFR分布在80H-FFH僅可直接尋址80HFFH所有的RAM區(包括位尋址區、工作寄存器區）都可以用于存放數據，故也稱為數據緩存寄存器89C51

128字節2023/2/19數據存儲器片內RAM前32個單元是工作寄存器區(00H—1FH)也稱之為：通用寄存器區(32個字節地址)00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM區普通RAM區位尋址區工作寄存器區R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器區3工作寄存器區2工作寄存器區1工作寄存器區00FH10H17H18H2023/2/110數據存儲器RS1，RS0=00則選擇了工作寄存器組

0區R0～R7分別代表00H～07H單元。RS1，RS0=01則選擇了工作寄存器組

1區R0～R7分別代表08H～0FH單元。RS1，RS0=10則選擇了工作寄存器組

2區

R0～R7分別代表10H～17H單元。RS1，RS0=11則選擇了工作寄存器組

3區R0～R7分別代表18H～1FH單元。CYACF0RS1PSW.7RS0OVP工作寄存器使用哪一組由特殊功能寄存器(PSW)的RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)位狀態來選擇：PSW.4PSW.0PSW.32023/2/111數據存儲器

片內RAM中有128個可按位尋址的位。

位地址:00H—7FH

分布在:20H—2FH單元00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM區普通RAM區位尋址區工作寄存器區單元地址（字節地址）27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07060504030201000F0E0D0C0B0A090817161514131211101F1E1D1C1B1A191827262524232221202F2E2D2C2B2A292837363534333231303F3E3D3C3B3A393847464544434241407F7E7D7C7B7A7978位地址2023/2/112字節地址C對應的起始位地址B為位地址B對應的字節地址C

及偏移d

分別為通用位變量地址空間的

位地址和字節地址關系單元地址（字節地址）C27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07060504030201000F0E0D0C0B0A090817161514131211101F1E1D1C1B1A191827262524232221202F2E2D2C2B2A292837363534333231303F3E3D3C3B3A393847464544434241407F7E7D7C7B7A7978位地址B2023/2/113MCS-51單片機的特殊功能寄存器標準8031和8051等具有21個SFRs;8032和8052等具有27個SFRs8052特有的6個SFRs請問:

為什么8052比8051多出6個SFRs?128個特殊功能位,位地址:80H~FFH(詳見下頁)DPTR8052的27個SFRs控制以下功能單元:

4個PIO端口

5個中斷源

1個串行端口

3個16位定時/計數器等.其它衍生的類型可能集成了更多的特殊功能單元(如ADC和DAC,串行端口等),所以將具有更多的SFRs2023/2/114特殊功能位(SFR中的特殊位變量)2023/2/115外部數據存儲器MCS-51外部數據存儲器尋址空間為64KB。對外部數據存儲器的訪問采用寄存器間接尋址方式。間址寄存器有R0，R1（尋址范圍僅256B）和數據指針DPTR（尋址范圍達64KB）。訪問外部數據存儲器用MOVX類指令，當執行MOVX指令時，單片機就會產生RD、WR信號選通，以對外部數據存儲器產生讀寫操作。2023/2/116不同存儲空間的訪問方法程序存儲器(無論片內的或片外的)只能用MOVC查表指令訪問(僅允許讀!為什么?)數據存儲器低128字節RAM:支持多種訪問方式高128字節RAM:僅支持間接地址訪問SFR:僅支持直接地址訪問擴展的(并行)數據存儲器(無論片內的或片外的)只能采用MOVX指令訪問2023/2/117MCS-51單片機地址空間的編址一個系統的所有程序存儲器采用統一編址,占用地址范圍:0000H~FFFFH,允許重疊但不能同時使用片內低128字節和高128字節RAM以及SFR統一編址,占用地址范圍:00H~FFH片內擴展的數據存儲器和片外擴展的數據都可以占用地址空間:0000H~FFFFH,需要有特殊功能位或SFR來識別并行擴展的數據存儲器與并行擴展的I/O端口統一編址,占用地址空間:0000H~FFFFH,不允許重疊總結

總結第2講和本講內容,

MCS-51單片機的基本資源包括片內128字節(8051)/256字節(8052)RAM片內0~64K字節ROM最大可分別擴展64K字節程序存儲器,64K字節數據存儲器(以及I/O)一個布爾處理器,有位變量存儲空間,