51单片机存储器的结构

1、MCS-51 单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片程序存储器2、片外程序存储器3、片数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051 单片机有三个存储空间：1、片外统一编址的64K 的程序存储器地址空间（MOVC ）2、 256B 的片数据存储器的地址空间（MOV ）3、以及 64K 片外数据存储器的地址空间（MOVX ）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。程序存 ROM寻址围： 0000H FFFFH 容量 64KBEA = 1，寻址部 ROM ；EA= 0，寻址外部 ROM地址长

2、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：0000H 系统复位， PC 指向此处；0003H 外部中断 0 入口000BH T0 溢出中断入口0013H 外中断 1 入口001BH T1 溢出中断入口0023H 串口中断入口002BH T2 溢出中断入口部数据存储器 RAM物理上分为两大区： 00H 7FH 即 128BRAM和 SFR 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

3、。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。MCS-51 具有 64kB 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。对于部无ROM的 8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB ，此时单片机的端必须接地。强制CPU 从外部程序存储器读取程序。对于部有ROM的 8051 等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU 先从部的程序存储中读取程序，当PC 值超过部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器

4、读取程序。当=1 时，程序从片ROM开始执行，当PC 值超过片ROM容量时会自动转向外部ROM空间。当=0 时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片无ROM的 8031单片机，在实际应用中就要把 8031的引脚接为低电平。8051片有4kB的程序存储单元，其地址为0000H 0FFFH ，单片机启动复位后，程序计数器的容为0000H，所以系统将从0000H 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0000H 0002H 单元，系统复位后，PC 为0000H，单片机从0000H 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

5、中存放一条无条件转移指令，让CPU 直接去执行用户指定的程序。另一组特殊单元是0003H002AH ，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：0003H000AH外部中断 0 中断地址区。000BH 0012H定时 /计数器 0 中断地址区。0013H001AH外部中断 1 中断地址区。001BH 0022H定时 /计数器 1 中断地址区。0023H002AH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8 个字节单元，用8 个字节来存放一个中断服务

6、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空间去执行,这样中断响应后，CPU 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：从上图家可以看到， 0000H-0002H ，只有三个存储单元，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 033H 开始的用户 ROM 区域，再来安排我们的程序语言。从3 个存储单元在我们的程序存放时是存放不了ORG 指令，通过ORG 指令跳转到从0033 开始的用户ROM

7、 区域用户可以通过0ORG 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MCS-51RAM有 128 或 256 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64KB的 RAM ，构成两个地址空间，访问片RAM用 “MOV”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-51的数据存储器均可读写，部分单元还可以位寻址。MCS-51单片机的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，从用户角度而言，

8、低讲解一下：128 单元才是真正的数据存储器。下面我们就来详细的与大家低 128 单元：片数据存储器为8 位地址，所以最大可寻址的围为256 个单元地址，对片外数据存储器采用间接寻址方式， R0、 R1 和 DPTR都可以做为间接寻址寄存器，R0、 R1 是 8 位的寄存器，即R0、 R1 的寻址围最大为256 个单元，而DPTR 是 16 位地址指针，寻址围就可达到64KB 。也就是说在寻址片外数据存储器时，寻址围超过了256B ，就不能用R0、 R1 做为间接寻址寄存器，而必须用DPTR 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 RAM 共有 256 个单元（

9、00H-FFH ），这 256 个单元共分为两部分。其一是地址从 00H 7FH 单元（共 128 个字节）为用户数据 RAM 。从 80HFFH 地址单元（也是 128 个字节）为特殊寄存器（ SFR）单元。从图 1 中可清楚地看出它们的结构分布。1、通用寄存器区（00H-1FH ）在 00H1FH 共 32 个单元中被均匀地分为四块， 每块包含八个8 位寄存器， 均以 R0 R7 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R0 R7，那么在程序中怎么区分和使用它们呢？聪明的 INTEL工程师们又安排了一个寄存器 程序状态字寄存器 （PSW）来管理它们， CPU 只要定

10、义这个寄存的 PSW 的 D3 和 D4 位（RS0 和 RS1），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，CPU 在复位后， 选中第 0 组工作寄存器。组RS1RS0R0R1R2R3R4R5R6R700000H01H02H03H04H05H06H07H10108H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH21010H11H12H13H14H15H16H17H31118H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH2、位寻址区（20H-2FH ）片 RAM 的 20H 2FH 单元为位寻址区，既可作为一般单元用字节寻址，也可

11、对它们的位进行寻址。位寻址区共有 16 个字节， 128 个位，位地址为 00H 7FH 。位地址分配如下表所示：RAM 位寻址区地址表单元地址MSB位地址LSB2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H

12、3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H0821H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09HH20H07H06H05H04H03H02H01H00HCPU 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MCS-51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（ 30H-7FH ）在片 RAM 低 128 单元中，通用寄存器占去用户使用的一般 RAM 区了，地址单元为的是，