單片機第三章 MCS-51存儲器與布爾處理器

第三章MCS-51存儲器和布爾處理器內存：存放當前執(zhí)行的程序和數據，主機能直接訪問，存取速度快，容量小。外存：存放暫不執(zhí)行的程序和數據，主機不能直接訪問，存取速度慢，容量大。

存儲器的功能是存儲程序和數據。§3.1概述3.1.1存儲器的分類2/2/20231RAM存儲器雙極型：由雙極型晶體管構成，速度快、功耗大、集成度低、價格貴。MOS型：由MOS管構成，速度比雙極型RAM慢、功耗小、集成度高、價格便宜。按信息的存儲方式分為：靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM及新出現的iRAM。ROMEEPROM，電擦除(擦除以Byte為單位)?？刹翆慐PROM，紫外線（一次全部）擦除，需專門的擦除設備。掩膜ROM,出廠時已固化。可編程PROM，用戶一次固化。FLASHROM，隨機改寫，速度快(擦除以Block為單位)。2/2/20232EEPROMFLASHROM區(qū)別FLASH集成度高，容量大，寫入速度更快。FLASH擦除以Block為單位；EEPROM擦除以Byte為單位2/2/202333.1.28051的片內存儲器8051單片機與一般微機的存儲器配置方式很不相同。一般微機通常采用馮·諾依曼結構，只有一個邏輯空間，可以隨意安排ROM或RAM。訪問存儲器時，同一地址對應唯一的存儲單元，可以是ROM也可以是RAM，并用同類訪問指令。而MCS-51則不同：2/2/202348051在物理結構上設計成程序存儲器與數據存儲器獨立分開的哈佛結構：

片內程序存儲器4KB（ROM0000H~0FFFH）

片內數據存儲器128B（RAM00H~7FH）★§3.2MCS-51的存儲器結構8051在物理結構上有四個存儲空間：

片內程序存儲器、片外程序存儲器、片內數據存儲器、片外數據存儲器。2/2/2023564KBROMEA=0EA=10000H0FFFH1000HFFFFH4KBROMFFH80H7FH00HSFRRAM64KBRAM(I/O)0000HFFFFH片內片外片外程序存儲器數據存儲器2/2/20236

8051在邏輯上，即從用戶角度上8051有三個存儲空間：

片內外統一編址的程序存儲器

片內外不統一編址的數據存儲器特殊功能寄存器（片內）★訪問這幾個不同的邏輯空間時，采用的指令：片內外程序存儲器空間----MOVC片內數據存儲器空間和SFR----MOV片外數據存儲器地址空間----MOVX2/2/202373.2.1程序存儲器及地址空間作用--程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數。①8051片內有4K字節(jié)ROM，片外用16位地址線最多可擴展64K字節(jié)ROM，兩者是統一編址的?！锶绻鸈A端保持高電平，8051執(zhí)行片內前4KBROM地址(0000H～0FFFH)中的程序。當尋址范圍超過4KB（1000H～FFFFH）時，則從片外存儲器取指令。★當EA端保持低電平時，8051的所有取指令操作均在片外程序存儲器中進行，這時片外存儲器可以從0000H開始編址。2/2/20238②在程序存儲器中，有6個單元具有特殊功能0003H：外部中斷0入口。000BH：定時器0溢出中斷入口。0013H：外部中斷1入口。001BH：定時器1溢出中斷入口。0023H：串行口中斷入口。使用時，通常在這些入口地址處存放一條絕對跳轉指令，使程序跳轉到用戶安排程序上。0000H:

8051復位后，PC＝0000H，即程序從0000H開始執(zhí)行指令。2/2/202393.2.2數據存儲器及地址空間數據存儲器片外RAM64KB，地址范圍0000H~FFFFH片內RAM128B，地址范圍00H~7FH使用時只能用MOVX指令訪問使用MOV指令訪問，可以進行堆棧操作2/2/202310片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)寄存器區(qū)4組(32B)7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組寄存器區(qū)4組(32B).........①由PSW中的2位RS1、RS0來決定選哪一組為當前工作寄存器：

RS1、RS0=00選0組RS1、RS0=01選1組RS1、RS0=10選2組RS1、RS0=11選3組②在位地址區(qū)，每一個BIT都有一個

地址，共16×8=128位00H30H2FH20H1FH...2/2/202311片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組寄存器0組寄存器區(qū)4組(32B).........RS1、RS0=00R7R6R5R4R3R2R1R000H01H02H03H04H05H06H07H00H30H2FH20H1FH...2/2/202312片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組寄存器1組R7R6R5R4R3R2R1R008H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH寄存器區(qū)4組(32B).........RS1、RS0=0100H30H2FH20H1FH...2/2/202313片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組寄存器2組R7R6R5R4R3R2R1R010H11H12H13H14H15H16H17H寄存器區(qū)4組(32B).........RS1、RS0=1000H30H2FH20H1FH...2/2/202314片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組寄存器3組R7R6R5R4R3R2R1R018H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH寄存器區(qū)4組(32B).........RS1、RS0=1100H30H2FH20H1FH...2/2/202315片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組位地址區(qū)20H21H22H23H24H25H26H27H28H29H2AH2BH2CH2DH2EH2FH00H01H02H03H04H05H06H07H08H0FH10H7FH78H70H68H60H58H50H48H40H38H30H28H20H77H6FH67H1FH5FH57H4FH47H3FH37H2FH27H1FH17H........................D7D6D5D4D3D2D1D0.........00H30H2FH20H1FH...2/2/202316片內數據存儲器空間分布圖通用RAM區(qū)(80B)位地址區(qū)(16B)00H30H2FH20H1FH7FH寄存器3組寄存器2組寄存器1組寄存器0組通用RAM區(qū)............共80個字節(jié)，作為一般的數據緩沖區(qū)并可設置堆棧區(qū)2/2/2023173.2.3特殊功能寄存器（21個字節(jié)）SFR

(SpecialFunctionalRegister)見書P40表3-6①與ALU相關的（3個）

ARegister(Accumulator)：

累加器，通常用A或ACC表示。可字節(jié)尋址(E0H)，

也可位尋址(E0H~E7H)

在運算器做運算時其中一個數一定是在ACC中。

BRegister：暫存寄存器。

暫存寄存器。在做乘、除法時放乘數或除數及結果。

PSW(ProgramStatusWord

）：

PSW是8位寄存器，用于作為程序運行狀態(tài)的標志。借此，可以了解CPU的當前狀態(tài)，并作出相應的處理。2/2/202318它的各位功能如下：當CPU進行各種邏輯操作或算術運算時，為反映操作或運算結果的狀態(tài)，把相應的標志位置1或清0。這些標志的狀態(tài)，可由專門的指令來測試，也可通過指令來讀出。它為計算機確定程序的下一步進行方向提供依據。PSW寄存器中各位的名稱及位置如上所示，下面說明各標志位的作用。D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HCYACF0RS1RS0OVPPSW位地址2/2/202319

CY：進位標志。

加減運算時，保存最高位進位、借位狀態(tài)。

AC：半進位標志。

例：78H+97H01111000+10010111100001111

D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H

CYACF0RS1RS0OVPPSW位地址有進位CY=1沒有半進位AY=02/2/202320

RS1、RS0：工作寄存器組選擇位。

00選擇工作寄存器0組（內部RAM地址00H～07H）

01選擇工作寄存器1組（內部RAM地址08H～0FH）

10選擇工作寄存器2組（內部RAM地址10H～17H）

11選擇工作寄存器3組（內部RAM地址18H～1FH）

P：奇偶校驗位，它用來表示累加器A內容中二進制數位“1”的個數的奇偶性。若為奇數，則P=1，否則為0。例：某運算結果是78H（01111000），P=0。D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1H

D0HCY

ACF0

RS1

RS0OV

PPSW位地址2/2/202321F0：用戶標志位。作為軟件標志，由編程人員決定何時使用。OV：OV（PSW.2）：溢出標志位，運算結果的D7或 D6位中只有一位產生進/借位時，置位OV，表 示產生溢出。D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1H

D0HCY

AC

F0RS1RS0

OVPPSW位地址2/2/202322②與指針相關的（2個）

SP(StackPointer)：

堆棧指針，8位寄存器，用來指定堆棧的棧頂位置，初值為07H，它是加1計數。

DPTR(DataPointer)（分成DPH、DPL兩個）：

數據指針可以用它來訪問外部數據存儲器中的任一單元，也可以作為通用寄存器來用，由我們自已決定如何使用。2/2/202323P0、P1、P2、P3：

四個并行輸入/輸出口的寄存器（鎖存器）。它里面的內容對應著管腳的輸出。SCON(SerialControl

Register)SBUF

(SerialDateBuffer)PCON(PowerControl

Register)③與端口相關的（7個）④與定時/計數器相關的（6個）TMOD(Timer/CounterModeRegister)

定時器工作模式寄存器。TCON(Timer/CounterControlRegister)

定時器控制寄存器。TH0、TL0、TH1、TL1：分別是T0、T1的記數初值寄存器。2/2/202324IP(InterruptPriority

Register)IE(InterruptEnableRegister)⑤與中斷相關的（2個）課堂練習補充題：下列是關于8031單片機存儲空間的描述,分析其對錯：

a.特殊功能寄存器容量為21B,沒有位地址。

b.外部數據存儲器容量可達64kB,字節(jié)地址和位地址范圍均為0000H～FFFFH

c.程序存儲器容量可達64kB,字節(jié)地址和位地址范圍均為0000H～FFFFH2/2/202325d.內部數據存儲器容量為128B,字節(jié)地址和位地址范圍均為00H～7FHe.特殊功能寄存器容量為21B,有一部分特殊功能寄存器具有位地址。f.程序存儲器容量可達64kB,地址范圍為0000H～FFFFH。

2.MCS-51單片機的工作寄存器組如何選擇？若PSW的RS1、RS0位的內容是01，那么此時工作寄存器R1的字節(jié)地址是多少？3.MCS-51內部RAM的寄存器區(qū)一共有多少個存儲單元？分為多少組？每組有多少個存儲單元？分別以什么作為寄存器名？2/2/2023264.8051存儲空間的結構與8086/8088有什么不同？它的物理結構是怎樣的？5.MCS-51單片機的內部數據存儲器容量是多少？它有什么特點？2/2/202327注（了解）：8052/8032既有高128B的內部RAM，又有全部的SFR，它們地址空間重疊，依靠不同的尋址方式實現區(qū)別訪問.比較：