51单片机存储器内部结构

1、MCS-51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、片内外统一编址的64K 的程序存储器地址空间（MOV）C2、 256B 的片内数据存储器的地址空间（MO）V3、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。程序内存 ROM寻址范围：0000H FFFFH 容量 64KBEA = 1 ，寻址内部ROM； EA = 0 ，寻址外部ROM地

2、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：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 溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区：00H 7FH即128B内RAM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。那么设计

3、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 o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。对于内部无ROM勺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CPUR外部程序存储器读取程序。对于内部有ROM勺8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPUfe从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM勺容量时，才会转向外部的程序 存储器读取程序。当

4、=1时，程序从片内ROMF始执彳T,当PC值超过片内ROM?量时会自动转向 外部ROM问。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勺8031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4kB的程序存储单元，其地址为0000H0FFFH单片机启动复位 后，程序计数器的内容为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，则应在这三个单元中存 放一条无

5、条件转移指令，让CPUfi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：0003H 000AH 外部中断 0 中断地址区。000BH0012H 定时/计数器0中断地址区。0013H001AH外部中断1中断地址区。001BH0022H 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程序显然是不可能的

6、。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空间去执行, 这样中断响应后，CPU卖到这条转移指令，便转向其他地方去继续执行中断服务程序。下图是ROM勺地址分配图:从上图中大家可以看到，0000H-0002H,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ORG旨令，通过ORG旨令跳车$到从0033H开始的用户ROMOS, 再来安排我们的程序语言。从 0033开始的用户ROM：域用户可以通过ORG

7、旨令 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RAMT 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，访问片内 RAMffl“MOV指令，访问片外RAMffl “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

8、间（高 128 单元）；这两个空间是相连的，从用户角度而言，低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讲解一下：低 128 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 256个单元地址，对片外数据存储器采用间接寻址方式，R。R1和DPTFO可以做为间接寻址寄存器， R0 R1是8位的寄存器，即R。R1的寻址范围最大为256个单元，而DPT旺 16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RR 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

9、片内RA峨有256个单元（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80H- FFH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00H-1FH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一一程序状态字寄存器（PSW来管理它们，CPUR要定义这个寄 存的PS

10、W勺D3和D4位（RS0和RSD ,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，CPU6复位后，选中第0组工作寄存器。2、位寻址区（20H-2FH）片内RAM勺20H-2FH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 了字节， 128 了位，位地址为00H 7FH。位地址分配如下表所示：+CPUfg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-5但有布尔处理功能，布尔处理的存储空间指的就 是这些为寻址区。3、用户 RAMX (30H-7FH)在片内RAM氐128单元中，通用寄存器占去 32个单元，位寻址区占去16个单 元，剩下的80个单元就是供用户使用的一般 RAME了，地址单元为30H-7FH 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