第四節(jié) AT89C51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

1、2.4 AT89C51存貯器結(jié)構(gòu)與單片機(jī)的存儲(chǔ)器相關(guān)的幾個(gè)概念:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM (Random Access Memory ;程序存儲(chǔ)器 ROM (Read Only Memory ;閃速存儲(chǔ)器 Flash Memory;EPROM (UV Erazible Programmable ROM;EEPROM/E2PROM Electrical Erasable Programmable ROM;靜態(tài)存儲(chǔ)器 SRAM Static RAM(動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器 DRAM Dynamic RAM ;按字節(jié)尋址:每個(gè)字節(jié) (8個(gè)位 占一個(gè)地址;按位尋址:有的存儲(chǔ)器每一個(gè)位就有一個(gè)地址。MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)

2、構(gòu):1、從物理上分四個(gè)區(qū):A 、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(基本型:128字 節(jié);增強(qiáng)型 256字節(jié) ;B 、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(可擴(kuò)展到 64K ;C 、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器(51:4K ; 52:8K ; 31:0K ;D 、片外程序存儲(chǔ)器(可擴(kuò)展到 64K 。2、從邏輯上分三個(gè)地址空間:A 、片內(nèi)外 64K 統(tǒng)一的程序存儲(chǔ)器;B 、片內(nèi) 128/256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器;C 、片外 64K 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存貯器的作用是:主要存放單片機(jī)的系統(tǒng)程序、應(yīng)用程序和表格。首先把我們用高級(jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫的程序由編譯程序變換成二進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制 數(shù)(HEX ,再用相應(yīng)的編程器寫入到程序存貯器中,用以控制單片機(jī)的工作。80

3、31內(nèi)部無(wú)程序存貯器,因此在使用這種單片機(jī)時(shí)必須在片外擴(kuò)展程序存貯器; AT89C51內(nèi)部有 4KB 的程序存貯器,可以用編程器給其寫入程序,若其不夠用時(shí)要進(jìn)行外 擴(kuò),外擴(kuò)最多為 64KB 。程序存貯器的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1 EA 接高電平時(shí)程序?qū)钠瑑?nèi)程序存貯器開(kāi)始執(zhí)行, 當(dāng) PC 值超過(guò)片內(nèi) ROM 容量時(shí)自 動(dòng)轉(zhuǎn)向片外程序存貯器空間執(zhí)行程序。 EA 接低電平時(shí), 單片機(jī)只能執(zhí)行片外程序存貯器中 的程序。 AT89C51的 EA 應(yīng)接高電平。(2 程序存貯器的某些單元被固定用于存放中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址。MCS-51單片機(jī)復(fù)位后,程序存貯器的內(nèi)容是 0000H ,故所有的單片機(jī)

4、系統(tǒng)必須從 0000H 單元開(kāi)始取指令,執(zhí)行程序。程序存貯器中的 0000H 地址是系統(tǒng)程序的啟動(dòng)地址, 一般在此單元中存放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令, 跳向用戶的主程序的起始地址。 另外還有 5個(gè)單元 具有特殊用途,它們是 5個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址,見(jiàn)表: 通常在這些入口處都放一條絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令, 其目的是由于兩個(gè)中斷入口間隔僅有 8個(gè)單 元,存放中斷服務(wù)程序一般是不夠的。程序存貯器分布圖(89C51為例 程序存儲(chǔ)器 64K , 地址指針為 16位 的程序計(jì)數(shù)器 PC 。 EA =1,從內(nèi)部 ROM 的 4K 開(kāi)始訪問(wèn), PC 值大于 0FFFH (4K 時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器空間。 EA

5、 =0, 忽略內(nèi)部 ROM 的 4K 空間, CPU 在外部 程序存儲(chǔ)器空間中取指令。 低 4K 的程序 存儲(chǔ)器(某些位 8K 或 16K ,可以在片 內(nèi)也可以在片外,到底訪問(wèn)內(nèi)部或外部 ROM ,由引腳 EA 的電平?jīng)Q定。PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào),僅當(dāng) CPU 訪問(wèn)外部 ROM 時(shí),由單片機(jī)輸出負(fù)脈沖。AT89C51內(nèi)部有 128個(gè)(增強(qiáng)型的 256個(gè)字節(jié)的 RAM , 其字節(jié)地址為 00H7FH, 作為用戶的數(shù) 據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)緩沖器。片內(nèi) RAM 的結(jié)構(gòu)如圖所 示。 地址 00H1FH的 32個(gè)單元是 4組通用工作寄 存器區(qū),每個(gè)區(qū)含有 8個(gè) 8位的寄存器,其編號(hào)為 R0R7。

6、用戶可以通過(guò)指令來(lái)改變 PSW 中的 RS0和 RS1這兩位來(lái)切換當(dāng)前的工作寄存器區(qū),在中斷中 為實(shí)現(xiàn)工作時(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容保護(hù)提供了極大的方便。 地址為 20H2FH的 16個(gè)單元可以進(jìn)行共 128位的位尋址 (00H 7FH ,它們是一位位處理機(jī)的存 貯器空間。單元中的每一位都有自己的位地址,這16個(gè)單元也可以進(jìn)行字節(jié)尋址。地址為 30H7FH的單元為堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū),只能進(jìn)行字節(jié)尋址。 A 、工作寄存器區(qū)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 片外程序存儲(chǔ)器 0000H0000H4K 字節(jié) 0FFFH0FFFH 1000HFFH 00H 1FH 20H2FH30H 7FH 80H128字節(jié)地址為 00H1FH的 32個(gè)

7、單元是 4組通用工作寄存器區(qū),每個(gè)區(qū)含有 8個(gè) 8位的寄存 器,其編號(hào)為 R0R7。用戶可以通過(guò)指令來(lái)改變 PSW 中的 RS0和 RS1這兩位來(lái)切換當(dāng)前 的工作寄存器區(qū),在中斷中為實(shí)現(xiàn)工作時(shí)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容保護(hù)提供了極大的方便。如果不需要 4個(gè)工作寄存器區(qū),那么這個(gè)區(qū)域中多余單元可以作為一般數(shù)據(jù)緩沖器使用。 B 、位尋址區(qū)MCS-51具有一個(gè)位處理機(jī),指令系統(tǒng)中有一個(gè)位處理指令的子集,這些指令處理的是 一位二進(jìn)制數(shù)。共有 211個(gè)可尋址位,內(nèi)部 RAM 中由 128個(gè),特殊功能寄存器區(qū)中有 83個(gè)。地址為 20H2FH的 16個(gè)單元可以進(jìn)行共 128位的位尋址,它們是一位位處理機(jī)的存貯 器空間。單元中的每一位都有自己的位地址,這 16個(gè)單元也可以進(jìn)行字節(jié)尋址。C 、堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址為 30H7FH的單元為堆棧和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)區(qū),只能進(jìn)行字節(jié)尋址。堆棧原則上可以 設(shè)在內(nèi)部 RAM (00H7FH或 00HFFH的任意區(qū)域,但 00H1FH和 20H2FH有別的用 途,堆棧一般設(shè)在 30HFFH.區(qū)間。 3. 特殊功能寄存器(SFR FFH00H1FH 20H 2FH 30