微机原理及应用03存储器系统2015-分享

1、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Principle and Applications of Micro-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2021

2、-10-153MCS-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.片外程序程序存储器 片内程序程序存储器 片外扩展的数据数据存储器 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(

3、64K字节字节)数据存储器数据存储器(128/256字节字节)+ 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) 2021-10-154MCS-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

4、影像空间空间0000H7FFFH8000HFFFFH片内片内程序程序空间空间EA =12021-10-155程序存储器中程序存储器中7个特殊定义的地址个特殊定义的地址入口意义系统程序的启动地址 外部中断0入口地址定时器0溢出入口地址外部中断1入口地址定时器1溢出入口地址串行口中断定时器2溢出或T2EX（P1.1）端负跳 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2021-10-157片内

5、数据存储器功能分区及其作用低128字节RAM (地址范围: 00H7FH)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): 00H1FH 通用位变量区 (16个字节地址): 20H2FH; 128个位地址: 00H7FH 高128字节RAM (地址范围: 80HFFH)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: 80HFFH)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: 0000HxxxxH)只能采用MOVX指令(即外部数据存储器和I/O地址)访问

6、2021-10-158 数据存储器片内RAM 128字节（00H7FH）00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH5252子系列才有子系列才有的的RAMRAM区区仅可以仅可以间接间接寻址寻址普通普通RAMRAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区SFRSFR分布在分布在80H-FFH80H-FFH仅可仅可直接直接寻址寻址80H80HFFHFFH所有的所有的RAMRAM区区( (包括位寻包括位寻址区、工作寄存器区）都址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也可以用于存放数据，故也称为称为数据缓存寄存器数据缓存寄存器89C5189C5

7、1 128128字节字节2021-10-159数据存储器片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH)也称之为：通用寄存器区 (32个字节地址)00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM区区普通普通RAM区区位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器区工作寄存器区3工作寄存器区工作寄存器区2工作寄存器区工作寄存器区1工作寄存器区工作寄存器区00FH10H17H18H2021-10-1510数据存储器RS

8、1，RS0 = 0 0 则选择了工作寄存器组 0 区R0R7分别代表00H 07H单元。RS1，RS0 = 0 1 则选择了工作寄存器组 1 区R0R7分别代表08H 0FH单元。RS1，RS0 = 1 0 则选择了工作寄存器组 2 区 R0R7分别代表10H 17H单元。RS1，RS0 = 1 1 则选择了工作寄存器组 3 区R0R7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.32021-10-1511数据存储器片内RAM中有128个可按

9、位寻址的位。 位地址:00H7FH 分布在:20H2FH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）单元地址（字节地址）27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3

10、D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 407F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78位地址位地址2021-10-1512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 及及偏移偏移d 分别为分别为(20) 08BCHH(08)20 mod 08CBHHdBH通用位变量地址空间的通用位变量地址空间的位地址和字节地址关系位地址和字节地址关系单元地址（字节地址）单元地址（字节地址）C27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D

11、 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 407F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78位地址位地址B2021-10-1513MCS-51单片机的特殊功能寄存器 标准标准8031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

12、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SFRs2021-10-1514特殊功能位(SFR中的特殊位变量)2021-10-1

13、515外部数据存储器nMCS-51外部数据存储器寻址空间为64KB。n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）。n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。 2021-10-1516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

14、(无论片内的或片外的)只能采用MOVX指令访问2021-10-1517MCS-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: 0000HFFFFH, 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: 00HFFH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: 0000HFFFFH, 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: 0000HFFFFH, 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u 片内128字节(8051)/256字节(8052)RAMu 片内064K字节ROMu 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)u 一个