CH2 MCS-51单片机的内部结构-2.ppt

1、CH2 MCS-51单片机的 硬件结构(2),主要内容,1） MCS-51存储器地址空间划分 2）数据存储器结构 3）程序存储器结构 4）MCS-51存储器结构的特点 5）思考和练习,普林斯顿结构：ROM和RAM统一编址，即在同一个空 间队列内寻址 哈佛结构：ROM和RAM分别编址，在物理空间上相互 独立,存储器的两种结构：,2.4 MCS-51存储器的结构 哈佛结构（Harvard）:哈佛结构是 一种并行体系结构将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。,存储器空间可划分为4类： 1.内部程序存储器空间 （8031内部无此空

2、间） 2.外部程序存储器空间 （最多可扩展64KB） 3.内部数据存储器空间 （低128单元和高128单元） 4.外部数据存储器空间 （最多可扩展64KB）,单片机存储器配置,7FH,FFFFH,0000H,00H,片内RAM,FFH,80H,片外RAM,FFFFH,1000H,片外ROM,0FFFH,0000H,FFFFH,0000H,片内 ROM,一、内部数据存储器低128字节（00H7FH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,内部数据存储器(包括普通RAM区、位寻址区、工作寄存器组区）都可以用于存放数据，也称为数据缓存寄存器,2.4.1 内部数据存储器,片内

3、RAM,1FH,00H,片内RAM前32个单元(00H1FH)是工作寄存器区 (由PSW中的RS1,RS0决定),20H,2FH,7FH,30H,80H,FFH,特殊寄存器区,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,08H,1FH,工作寄存器区0,00H,1FH,寄存器与RAM 地址对照表,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,内部数据存储器中有128个可按位寻址的位分布在:20H2FH单元 位地址:00H7FH,SFR分布在80H-FFH 其中83个位可位寻址,片内RAM,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,F

4、FH,普通RAM区,位寻址区,工作寄存器区,内部数据存储器的后80个单元是普通RAM区(30H7FH),SFR分布在80H-FFH 其中83个位可位寻址,片内RAM,特殊功能寄存器（80HFFH）,特殊功能寄存器（SFR)又称为专用寄存器。专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各部分的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。,二、内部高128个字节单元,片内RAM,1）程序计数器PC（Program Counter） 一般认为：PC 不是一个特殊功能寄存器SFR，但其作用又十分重要和特殊!,特点： 它是16位的按机器周期自动增1计数器。,一切分支/跳转/调用/中断/复位 等操作的本质就是:改变 P

5、C 值。,总指向下一条指令所在首地址(当前PC值)，可寻址64KB。,PC没有地址，是不可寻址的，用户无法对它进行读写。,2）数据指针DPTR（字节地址82H，83H）,特点： 它是16位的寄存器，可分成2个8位的寄存器。,它是外部数据存储器的地址指针，可寻址范围64KB。,DPTR是可以访问的，但是不可以进行位寻址。,3）堆栈指针SP（Stack Pointer)（字节地址81H）,特点： 它是8位的寄存器。,工作方式：先进后出。,作用：暂存数据和地址，用于保护现场或保护断点。,系统复位后，SP的内容为07H，一般在内部RAM的30H-7FH单元中开辟堆栈。,堆栈是向上生长的。,SP可初始化

6、为不同值，所以堆栈位置是浮动的。,4）累加器 ACC（字节地址E0H）,特点： 它是8位的寄存器。,它可以进行字节寻址和位寻址。,一个被众多指令用得最频繁的特殊功能寄存器(如：运算、数据传输)。,5）B寄存器（字节地址F0H）,特点： 它是8位的寄存器。,它可以进行字节寻址和位寻址。,一个经常与 ACC 配合在一起使用的特殊功能寄存器(如：乘法、除法)，此外，它也经常当作普通寄存器使用。,6）程序状态字PSW（字节地址D0H）,特点： 它是8位的寄存器。,它可以进行字节寻址和位寻址。,用于存放程序运行过程中的各种状态信息。,7）I/O口P0-P3（字节地址80H、90H、A0H、B0H）,特点

7、： 均是8位的寄存器。,均可以进行字节寻址和位寻址。,P0口是双向三态I/O口，P1-P3口是准双向I/O口。,8）定时器/计数器 （TL0，TL1，TH0，TH1） （字节地址8AH、8BH、8CH、8DH）,特点： 2个16位定时/计数器T0和T1，各由2个独立的8位的寄存器组成。, TL0，TL1，TH0，TH1只能进行字节寻址，但不能把TO和T1当作16位寄存器来寻址访问。,9）串行数据缓冲器SBUF（字节地址99H）,特点： 物理上是有2个独立的寄存器组成，一个是发送缓冲器，一个是接收缓冲器。, 软件上是一个字节地址，不可位寻址。,三、位地址空间,在MCS51的存储器中有一部分地址空

8、间可以进行位操作，这部分空间称为位地址空间。位地址空间包括两个部分，共211个可寻址位：, 内部RAM的低128单元中位寻址区（字节地址20H-2FH）的可寻址位128个。, 内部RAM的高128单元专用寄存器中（字节地址80H-FFH）的可寻址位83个。,RAM中的位寻址区地址表, 为什么需要外部数据存储器？,由于MCS-51系列单片机内部数据存储器只有128字节，往往不够用，这就需要扩展外部数据存储器。, 可扩展多少？, 最多可扩展至64KB。, 如何访问？, 访问地址可由工作寄存器Ri(8位)提供，寻址空间256字节，由P0口输出。, 访问地址可由数据指针DPTR(16位)提供，寻址空间

9、64KB，DPL由P0口输出，DPH由P2口输出。,四、外部数据存储器,2.4.2 程序存储器,FFFFH,1000H,0FFFH,0000H,片内ROM,FFFFH,0000H,程序存储器中的几个特殊单元,数据存储器和程序存储器分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。 存储器有内外之分。 分开的存储结构更有效地使用较大而固定的程序和频繁地处理大量的数据或变量。,MCS-51单片机系统的存储器结构特点,思考和练习 1、内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在字节的字节地址分别为和。 2、片内字节地址为2AH单元的最低位的位地址是；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址是。 3、

10、MCS-51片内20H2FH范围内的数据存储器，既可字节寻址又可_寻址。 4、MCS-51单片机内部RAM的低128单元可划分为 、和。 5、内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H。 6、MCS-51单片机的内部RAM中共有 个可寻址位。 7、MCS-51单片机的SFR中唯一一个16位寄存器是 。,思考和练习 8、位地址2DH与字节地址2DH如何区别？位地址2DH具体在片内RAM中什么位置？ 9、单片机的位寻址空间由哪几部分组成? 10、64KB程序存储器空间有5个单元地址对应8051单片机5个中断源的中断入口地址，请写出这些单元的入口地址及对应的中断源。 11、以下关于堆栈叙述内容正确的是 。 A、堆栈的工作方式是先进先出。 B、堆栈是向上生长的。 C、堆栈可以在内部RAM的00H-7FH单元中开辟。 D、堆栈在内部RAM中的位置是固定的。,思考和练习 12、判断以下有关PC和DPTR的结论是不正确的。ADPTR是可以访问的，而PC不能访问B它们都是16位寄存器C在单片机运行时，它们都具有自动加“1”的功能DDPTR可以分为2个