80C51存储器配置

哈佛结构 80C51的存储器配置方式与其他常用的微机系统不同 属哈佛结构 它把程序存储器和数据存储器分开 各有自己的寻址系统 控制信号和功能 程序存储器用于存放程序和表格常数 数据存储器用于存放程序运行数据和结果 四 80C51单片机的存储器配置 从功能上分 MCS 51分为5个地址空间 程序存储器ROM 片内数据存储器RAM 特殊功能寄存器区SFR 位寻址区 外部扩展的数据存储器RAM I O 区 存储空间 从物理空间上分 MCS 51有4个存储器地址空间 片内数据存储器 片外数据存储器 片内程序存储器 片外程序存储器 存储空间 8XX51 80C51存储空间配置图 存储空间 0000H 0FFFH 0FFFH 0000H 1000H FFFFH 51系列程序存储器配置图 4KB 8051 8031 程序存储器分配 0000H 复位入口 单片机从此处开始执行程序 000BH 0013H 001BH 0023H 0003H 外部中断0中断入口地址 定时 计数器0中断入口地址 外部中断1中断入口地址 定时 计数器1中断入口地址 串行中断入口地址 0030H 实际编程区0030H FFFFH 注意 0000H 0002H单元被保留用于初始化 外部程序存储区扩展 地址范围 0000H FFFFH 共64KB 65536B 其中 低段4KB 0000H 0FFFH80C51和87C51在片内 80C31在片外 高段60KB 1000H FFFFH 在片外 读写ROM用MOVC指令 控制信号是PSEN和EA 读ROM是以程序计数器PC作为16位地址指针 依次读相应地址ROM中的指令和数据 每读一个字节 PC 1 PC 这是CPU自动形成的 但是有些指令有修改PC的功能 例如转移类指令和MOVC指令 CPU将按修改后PC的16位地址读ROM 程序存储器 ROM 读外ROM的过程 CPU从PC 程序计数器 中取出当前ROM的16位地址 分别由P0口 低8位 和P2口 高8位 同时输出 ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号 地址锁存器输出的低8位地址信号和P2口输出的高8位地址信号同时加到外ROM16位地址输入端 当PSEN信号有效时 外ROM将相应地址存储单元中的数据送至数据总线 P0口 CPU读入后存入指定单元 程序存储器 ROM 外部数据存储器一般用来存放相对来讲是用不太频繁的数据 其中的数据不能直接进行处理 要进行处理前必须提前从外部数据存储器送到单片机内部 外部数据存储器地址空间寻址范围为64K字节 采用R0 R1或DPTR寄存器间址方式访问 当采用R0 R1间址时只能访问00H 0FFH的低256字节 采用DPTR间址可访问整个64K字节空间 外部数据存储器 外部数据存储器 共64KB地址范围 0000H FFFFH 读写外RAM用MOVX指令 控制信号是P3口中的RD和WR 一般情况下 只有在内RAM不能满足应用要求时 才外接RAM 外RAM16位地址分别由P0口 低8位 和P2口 高8位 同时输出 ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号 地址锁存器输出的低8位地址信号和P2口输出的高8位地址信号同时加到外RAM16位地址输入端 RD信号有效时 外RAM将相应地址存储单元中的数据送至数据总线 P0口 CPU读入后存入指定单元 读外RAM的过程 写外RAM的过程 写外RAM的过程与读外RAM的过程相同 只是控制信号不同 信号换成WR信号 当WR信号有效时 外RAM将数据总线 P0口分时传送 上的数据写入相应地址存储单元中 MCS 51单片机的内部数据存储器空间共计256字节 在功能上有具体分为片内数据存储器与特殊功能寄存器区 它们统一编址 其中片内数据存储器共有128个字节 占用00H 7FH地址范围 特殊功能寄存器区占用80H 0FFH这段空间 片内数据存储器分成 1 工作寄存器区2 位寻址区3 通用RAM区三部分4 特殊功能寄存器区 内部数据存储器 内RAM 图MCS 51单片机的内部数据存储器空间 内部数据存储器 内RAM 内部数据存储器 低128RAM 低128字节RAM 数据缓冲区 位寻址区 工作寄存器区 00H 1FH 20H 2FH 30H 7FH 内部数据存储器 内RAM 低128字节RAM 高128字节RAM仅8052系列有 SFR特殊功能寄存器区 7FH 00H 80H FFH 128B 128B 工作寄存器区 程序状态字PSW中的RS1 RS0确定工作寄存器组 00 01 10 11 工作寄存器区分为4个区 0区 1区 2区 3区 每区有8个寄存器 R0 R7 寄存器名称相同 但是 当前工作的寄存器区只能有一个 由PSW中的D4 D3位决定 有专用于工作寄存器操作的指令 读写速度比一般内RAM要快 指令字节比一般直接寻址指令要短 还具有间址功能 能给编程和应用带来方便 工作寄存器区 工作寄存器区 位寻址区 位寻址区 1 地址 从20H 2FH共16字节 Byte 缩写为英文大写字母B 每字节有8位 bit 缩写为小写b 共128位 每一位均有一个位地址 可位寻址 位操作 即按位地址对该位进行置1 清0 求反或判转 2 用途 存放各种标志位信息和位数据 3 注意事项 位地址与字节地址编址相同 容易混淆 区分方法 位操作指令中的地址是位地址 字节操作指令中的地址是字节地址 数据缓冲区 内部RAM中30H 7FH为数据缓冲区 用于存放各种数据和中间结果 起到数据缓冲的作用 一般应用中常把堆栈开辟在此区中 特殊功能寄存器 SFR 特殊功能寄存器地址映象表 一 特殊功能寄存器地址映象表 二 特殊功能寄存器 SFR 特殊功能寄存器地址映象表 三 注 带括号的字节地址表示每位有位地址可位操作 特殊功能寄存器 SFR 1 端口P0 P3 2 串行数据缓冲器SBUF串行数据缓冲器SBUF用于存放欲发送或接收的数据 它实际上由两个独立的寄存器组成 一个是发送寄存器 另一个是接收寄存器 当要发送的数据传送到SBUF时 进入的是发送缓冲器 当要从SBUF取数据时 则取自接收缓冲器 取走的是刚接收到的数据 3 定时器 计数器80C51单片机有两个16位的定时器 计数器T0和T1 它们分别由两个独立的8位寄存器组成 共有4个独立的寄存器 TH0 TL0 TH1 TL1 可对这4个寄存器寻址 但不能把T0和T1当成16位寄存器来访问 4 其它控制寄存器IP IE TMOD TCON SCON和PCON寄存器分别包含有中断系统 定时器 计数器 串行口和供电方式的控制和状态位 特殊功能寄存器 SFR 堆栈 由堆栈指针SP定义位置 SP存放栈顶地址 保护CPU现场和断点地址 作用 工作方式 先进后出 或 后进先出 数据压入堆栈时 SP自动加1 栈区 向上生长 数据弹出堆栈时 SP自动