第三章AT89s52存储器结构

第三章AT89S52存储器结构3.1存储器概述3.2AT89S52单片机的存储器结构3.3外部存储器及其访问3.4片内FLASH存储器操作重点单片机内部存储器的结构：程序存储器、数据存储器和特殊功能寄存器SFR。外部存储器及其访问：外部程序存储器的访问和外部数据存储器的访问3.1存储器概述1、各种存储器的特点2、AT89S52的闪速存储器Flash2、AT89S52的闪速存储器Flash结合了EPROM和EEPROM两种存储器的技术优点。编程速度快，几秒钟就可以完成对全片的擦除支持在线编程不易挥发性、访问速度快3.2AT89S52单片机的存储器结构3.2.1程序存储器

3.2.2数据存储器

3.2.3特殊功能寄存器SFR3.2.1程序存储器1.程序存储器的结构

2.程序存储器中的中断矢量区AT89S52单片机共有8个中断源，6个中断矢量，当中断源发出中断请求且CPU响应中断后便转移到中断服务程序执行。在程序存储器中为中断服务程序保留了一段特殊的区域，即0003H~0032H存储单元被特殊保留，专门留给中断服务程序使用，被称为中断矢量区

返回在编程时，通常在这些入口地址开始的二三个地址单元中，放入一条转移类指令，以使相应的程序在指定的程序存储器区域中生成。例如，从000BH地址单元开始，放入一条转移到3000H地址单元的转移类指令，定时器0的中断服务程序就可从3000H地址单元开始安排。程序存储器用来存放固化了的用户程序，取指地址由程序计数器PC给出，PC具有自动加l的功能，从而在无转移类指令的条件下，指令被逐一执行。转移类指令可改变PC值，使程序得以转移。程序存储器中也可固化一片数据区，存放被查阅的表格和参数等。3.2.2数据存储器

AT89S52单片机的数据存储器地址空间分为芯片内部和外部两个部分,使用MOV类指令访问内部数据存储器，使用MOVX类指令访问外部数据存储器。外部数据存储器最大地址空间为64KB，地址范围为0000H~FFFFH。

返回3.2.3特殊功能寄存器SFRAT89S52芯片内设有128B的特殊功能寄存器区，其特殊功能寄存器增加到了32个，与AT89C51相比增加了11个，与AT89S51相比也增加了6个。AT89S52的片内特殊功能寄存器占用256B的高128B字节（80H~FFH）地址

返回3.3外部存储器及其访问

3.3.1外部程序存储器与访问

3.3.2外部数据存储器与访问3.3.1外部程序存储器与访问

只有读操作。除由PC直接寻址，以执行各条指令外，还可用FC或DPTR作变址寻址。例如，若DPTR＝2000H，A＝20H，则指令MOVCA，＠A十DPTR完成了把程序存储器2020H单元中的内容送入A中的操作。这种数据操作方式通常用来查阅程序存储器中的数据表格。1.AT89S52单片机访问外部程序存储器所使用的控制信号ALE：低8位地址锁存控制；PSEN：外部程序存储器“读取”控制。EA：片内、片外程序存储器访问的控制信号。=1时，访问片内程序存储器；当=0时，访问片外程序存储器。

2.访问外部程序存储器的过程首先通过地址总线给出地址信号，选中程序存储器该地址的存储单元，然后由控制总线发出读选通信号，在读选通信号的控制作用下，将存储在被选中存储单元中的指令代码读出并送至数据总线，单片机通过对数据总线的访问读取已送至数据总线的指令代码，完成一次对外部程序存储器的访问过程。

3.扩展外部程序存储器的连接方法74LS373图3.3.1外部程序存储器扩展4.地址锁存器的作用5.访问外部程序存储器的时序

数据输入3.3.2外部数据存储器与访问1.扩展外部数据存储器的连接方法74LS273图3.3..3外部数据存储器扩展虽然外部数据存储器和和外部程序存储器共用0000H~FFFFH的64KB地址空间，但两者的读写控制信号不同，外部数据存储器的读和写分别由和信号控制，外部程序存储器的读选通由信号控制，因此不会发生地址重叠的现象。可进行读写操作。用DPTR或工作寄存器组中的Ro或R1作寄存器间接寻址。当用RO或R1作寄存器间接寻址时，由P2端口提供高8位地址，R0或R1提供低8位地址。访问外部数据存储器使用MOVX类指令，如MOVXA，@Ri，MOVX@Ri，A，MOVXA，@DPTR，MOVX@DPTR，A例1MOVXA，＠DPTR；外部数据RAM中以DPTR为地址中的内容----A

例2MOVP2，＃20H；数20H----P2

MOVR0，＃30H；数30H----R0

MOVX＠R0，A；A----外部数据RAM中2030H单元2.访问外部数据存储器的时序图3.3.4外部数据存储器读时序3.3.5外部数据存储器写操作时序3.4片内FLASH存储器操作3.4.1

签名字节及读出

3.4.2

程序存储器的加密

3.4.3

Flash存储器的并行编程

3.4.4

Flash存储器的串行编程3.4.1

签名字节及读出1.签名字节所谓签名字节是Flash存储器的生产厂商在生产AT89S系列单片机时，写入到Flash存储器中的一组用以说明单片机的生产厂商、型号和编程电压等的特征信息。AT89S52的签名字节共有3B字节，具体在存储器中的地址和含义如表3.4.2所示。地址内容代表的含义000H1EH表示产生厂商为ATMEL公司100H51H表示为AT89S51型单片机52H表示为AT89S52型单片机200H06H2.签名字节的读出签名字节内容被读出时的电路逻辑结构如图3.4.1所示。图3.4.1签名字节被读出时的电路逻辑结构3.4.2

程序存储器的加密1.程序存储器加密的概念为了保护所存储程序的安全性，防止被非法读出，保护开发者的合法利益，需要对写入Flash存储器中的程序进行加密。

AT89S系列单片机提供了3位加密位LB1、LB2和LB3，对每位加密位可维持原来的非编程状态（U），也可进行编程（P），每位加密位是否进行了编程便可组合形成几种不同的保护模式，如表3.4.3所示。表3.4.3程序加密位的保护模式模式加密位组合加密功能LB1LB2LB31UUU没有程序加密功能2PUU禁止在外部程序存储器中执行MOVC类指令读取内部程序存储器中的指令代码;被采样并在复位时被锁存；禁止对Flash存储器再编程3PPU同模式2，并禁止内部存储器校验。4PPP同模式3，并禁止外部存储器的执行。2.程序存储器加密的方法对程序存储器加密需要根据所希望采取的加密保护模式对3位加密位LB1、LB2和LB3进行编程。编程按照LB1→LB2→LB3的顺序按位进行。注意，在对各位加密位进行编程时，其控制信号是不同的。图3.4.2为对加密位编程的逻辑电路图。图3.4.2加密位编程逻辑电路3.4.3

Flash存储器的并行编程1.Flash编程器的并行编程方式AT89S52单片机的内部Flash存储器在出厂时处于可编程状态，除签名字节已经有存储数据外其它存储单元的内容均为FFH。编程时须接12V编程电压，与通用的Flash编程器或EPROM编程器兼容，因此可使用常规的Flash编程器或EPROM编程器对此进行编程。AT89S52单片机的编程以字节为单位，逐位编程。图3.4.3为并行编程的接口电路图。图3.4.3AT89S52Flash存储器并行编程的接口电路2.并行编程的算法：从编程接口电路可以看出，AT89S52单片机编程时除地址线和数据线外还需要一些控制信号，表3.4.4为编程时这些控制信号的状态情况。AT89S52单片机内部Flash为8KB，地址范围0000H~1FFFFH，因此编程时需要13位的地址线。编程时，被编程存储单元的地址由P1口和P2口的P2.0~P2.4输入（13位地址），编程代码从P0口输入，P2.6、P2.7、P3.3、P3.6和P3.7引脚的电平依据表3.4.4设置。编程时RST引脚接高电平，引脚接低电平（接地），引脚接编程负脉冲，每次写入代码的脉冲宽度200~500ns，是编程电压的输入引脚，按规定要求接12V编程电压，编程时的振荡频率为3~33MHz。3.4.4

Flash存储器的串行编程1.Flash存储器的串行编程方式图3.4.5AT89S52Flash存储器串行编程/下载接口电路2.Flash存储器的串行编程算法按照下列步骤对Flash实现串行编程：(1)对RST、VCC和GND引脚加电；加电次序如下：在VCC和GND引脚之间加电源电压；将RST设置为高电平（若采用外部时钟信号，则必须延时10ms后方可）。⑵在P1.5/MOSI引脚输入编程允许指令；⑶在P1.5/MOSI引脚输入写程序存储器指令；AT89S52的串行编程指令中包含了编程单元地址和代码数据，向P1.5/MOSI引脚输入写程序存储器指令时，便确定了可编程的字节地址和指令数据。写入周期采用内部自动定时的方式，在VCC＝5V时其典型值不大于1ms。编程