單片機(jī)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

單片機(jī)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日專用寄存器組專用寄存器組主要用來(lái)指示當(dāng)前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址、存放操作數(shù)和指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)等。專用寄存器組主要包括以下專用寄存器：1)程序計(jì)數(shù)器PC(ProgramCounter)PC是二進(jìn)制16位的程序地址寄存器，用來(lái)存放下一條需要執(zhí)行指令的地址，能自動(dòng)加1。單片機(jī)復(fù)位后PC內(nèi)容為0000H2)累加器ACC(Accumulator)二進(jìn)制8位寄存器，專門用來(lái)存放操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果。MOVA,#03H;A3ADDA,#05H;AA+05H第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日3)通用寄存器B(GeneralPurposeRegister)二進(jìn)制8位寄存器，專用于乘法和除法，乘除運(yùn)算前，用于存放乘數(shù)或除數(shù)，運(yùn)算后用于存入乘積的高八位或除法的余數(shù)。MOVA,#05H;A5MOVB,#03H;

B3MULA,B;BAAxB=5*3第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日4)程序狀態(tài)字PSW(ProgramStatusWord)PSW用來(lái)存放指令執(zhí)行后的有關(guān)狀態(tài)(1)Cy:進(jìn)位標(biāo)志位，表示加減運(yùn)算過(guò)程中最高位A7（ACC最高位）有無(wú)進(jìn)位或借位。(2)AC:輔助進(jìn)位位，用于表示加減運(yùn)算過(guò)程中低4位有無(wú)向高4位（即A4）進(jìn)位或借位。(3)F0:用戶標(biāo)志位，由用戶確定。(4)RS1和RS0:工作寄存器組（R0-R7）選擇，用戶通過(guò)改變RS1和RS0的狀態(tài)來(lái)決定工作寄存器的實(shí)際物理地址。主要用于保護(hù)R0-R7中的數(shù)據(jù)，多用于中斷服務(wù)程序。第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日(5)OV:溢出標(biāo)志，指示運(yùn)算過(guò)程中是否發(fā)生了溢出。(6)P:奇偶標(biāo)志位，用于指示運(yùn)算結(jié)果中1的個(gè)數(shù)例：F0=0，RS1=0，RS0=0，執(zhí)行下面指令后，PSW=？MOVA,#0FH;ADDA,#0F8H;OV確定方法：OV=OV=CPCS=11=0

PSW=C1H

第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日5)堆棧指針SP(stackpointer)8位寄存器，能自動(dòng)加1或減1，專門用于存放堆棧的棧頂?shù)刂?。堆棧是一種能按“先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”規(guī)律存取數(shù)據(jù)的RAM區(qū)域（P16），主要用于子程序和中斷服務(wù)程序中保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。例：下面指令設(shè)定了棧底地址70HMOVSP，#70H第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日6)數(shù)據(jù)指針DPTR16位寄存器,可以用來(lái)存入片內(nèi)ROM的地址,也可以用來(lái)存放片外RAM或片外ROM的地址.例：設(shè)片外RAM的2000H單元中有一個(gè)數(shù)x，若要把它取入累加器A中。MOVDPTR，#2000H;DPTR2000HMOVXA，@DPTR;Ax第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日五、MCS—51單片機(jī)存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)空間1MCS—51單片機(jī)存儲(chǔ)器分類及配置

MCS—51單片機(jī)存儲(chǔ)器的分類從物理結(jié)構(gòu)上可分為:片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器（8031和8032沒(méi)有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器）與片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4個(gè)部分;從尋址空間分布可分為:程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3大部分;從功能上可分為:程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器、位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器5大部分。片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各自總?cè)萘繛?4KB。第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日2MCS51單片機(jī)的存儲(chǔ)空間64KB的外部ROM地址空間64KB的外部RAM地址空間4KB的片內(nèi)ROM(8051)128B片內(nèi)RAM特殊功能寄存器第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日MCS—51單片機(jī)存儲(chǔ)器空間結(jié)構(gòu)圖（a）程序存儲(chǔ)器;（b）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器;（c）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日3程序存儲(chǔ)器1.程序存儲(chǔ)器的編址計(jì)算機(jī)的工作是按照事先編制好的程序命令一條條循序執(zhí)行的,程序存儲(chǔ)器就是用來(lái)存放這些已編好的程序和表格常數(shù),它由只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM組成。2.程序運(yùn)行的入口地址實(shí)際應(yīng)用時(shí),程序存儲(chǔ)器的容量由用戶根據(jù)需要擴(kuò)展，而程序地址空間原則上也可由用戶任意安排。但程序最初運(yùn)行的入口地址，MCS—51單片機(jī)是固定的,用戶不能更改。程序存儲(chǔ)器中有復(fù)位和中斷源共7個(gè)固定的入口地址。第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日MCS—51單片機(jī)復(fù)位、中斷入口地址第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日單片機(jī)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容為0000H,故必須從0000H單元開始取指令來(lái)執(zhí)行程序。0000H單元是系統(tǒng)的起始地址,一般在該單元存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令,用戶設(shè)計(jì)的程序是從轉(zhuǎn)移后的地址開始存放執(zhí)行的?？梢杂肕OVC指令訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器（ROM），使用PSEN信號(hào)選通片外ROM。單片機(jī)EA引腳接地，從片內(nèi)ROM取指，接+5V，則從片內(nèi)ROM取指。訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器一定用16位地址。第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日4內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

1.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的編址MCS—51系列單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由讀寫存儲(chǔ)器RAM組成,用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。它由RAM塊和特殊功能寄存器（SFR）塊組成。2.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM塊內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM塊共分為工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)3個(gè)部分。1）工作寄存器區(qū)內(nèi)部RAM塊的00H～1FH區(qū),共分4個(gè)組,每組有8個(gè)工作寄存器R0～R7,共32個(gè)內(nèi)部RAM單元。第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日工作寄存器和RAM地址對(duì)照表第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日工作寄存器共有4組,但程序每次只用1組,其它各組不工作。哪1組寄存器工作由程序狀態(tài)字PSW中的PSW.3（RS0）和PSW.4（RS1）兩位來(lái)選擇,其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2―6所示。CPU通過(guò)軟件修改PSW中RS0和RS1兩位的狀態(tài),就可任選一個(gè)工作寄存器工作,這個(gè)特點(diǎn)使MCS—51單片機(jī)具有快速現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)功能,對(duì)于提高程序的效率和響應(yīng)中斷的速度是很有利的。若程序中并不要4個(gè)工作寄存器組,那么剩下的工作寄存器組所對(duì)應(yīng)的單元也可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日2）位尋址區(qū)20H～2FH單元為位尋址區(qū),這16個(gè)單元（共計(jì)128位）的每1位都有一個(gè)8位表示的位地址,位地址范圍為00H～7FH。位尋址區(qū)的每1位都可當(dāng)作軟件觸發(fā)器,由程序直接進(jìn)行位處理。通?？梢园迅鞣N程序狀態(tài)標(biāo)志,位控制變量存于位尋址區(qū)內(nèi)。同樣,位尋址的RAM單元也可以按字節(jié)操作作為一般的數(shù)據(jù)緩沖第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日內(nèi)部RAM中位地址表第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日3）數(shù)據(jù)緩沖區(qū)用于存放運(yùn)算數(shù)據(jù)和結(jié)果。30H～7FH是數(shù)據(jù)緩沖區(qū),也即用戶RAM區(qū),共80個(gè)單元，還包括不使用的可以位尋址的字節(jié)和不使用的工作寄存器區(qū)都可以作用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日4）堆棧與堆棧指針堆棧是在片內(nèi)RAM中臨時(shí)開辟的暫存區(qū)，堆棧主要是為子程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立的。其具體功能有兩種：保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和保護(hù)斷點(diǎn)。MCS—51單片機(jī)堆棧區(qū)不是固定的,原則上可設(shè)在內(nèi)部RAM的任意區(qū)域內(nèi),但為了避開工作寄存器區(qū)和位尋址區(qū),一般設(shè)在30H以后的范圍內(nèi),棧頂?shù)奈恢糜蓪ｉT設(shè)置的堆棧指針寄存器SP（8位）指出。MCS—51單片機(jī)的堆棧屬向上生長(zhǎng)型,如左圖所示。第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日堆棧用堆棧指針SP指示棧頂?shù)刂贰６褩５臄?shù)據(jù)存放是后進(jìn)先出，或先進(jìn)后出。堆棧有兩種操作，即進(jìn)棧和出棧操作，兩者都是對(duì)堆棧的棧頂單元進(jìn)行的。進(jìn)棧操作：先SP+1，再寫入數(shù)據(jù)出棧操作：先從SP指示的單元讀出數(shù)據(jù)，再SP-1。第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日3.特殊功能寄存器SFR塊特殊功能寄存器SFR,又稱為專用寄存器。它專用于控制、管理單片機(jī)內(nèi)算術(shù)邏輯部件、并行I/O口鎖存器、串行口數(shù)據(jù)緩沖器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作,SFR的地址空間為80H～FFH。8051的SFR有18個(gè)占21個(gè)字節(jié)；其中3個(gè)雙字節(jié)寄存器，它們是DPTR，T0，T1；SFR的地址可以被8整除的可以使用位尋址，共11個(gè)字節(jié)。80H~FFH之間的地址，除SFR外，其余地址無(wú)效。注意SFR都有復(fù)位值，因此凡用到的SFR，在單片機(jī)復(fù)位后應(yīng)重新賦值。8052還有3個(gè)SFR，占5個(gè)單元。程序計(jì)數(shù)器PC不是SFR。第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日特殊功能寄存器名稱、標(biāo)識(shí)符、地址一覽表第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，2022年，8月28日4.位尋址空間在MCS—51單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器RAM塊和特殊功能寄存器SFR塊中,有一部分地址空間可以按位尋址,按位尋址的地址空間又稱之為位尋址空間。位尋址空間一部分在內(nèi)部RAM的20H～2FH的16個(gè)字節(jié)內(nèi),共128位;另一部分在SFR的80H～FFH空間內(nèi),凡字節(jié)地址能被8整除的專用寄存器都有位地址,共93位。因此,MC