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1、哈佛结构,80C51的存储器配置方式与其他常用的微机系统不同，属哈佛结构，它把程序存储器和数据存储器分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。 程序存储器用于存放程序和表格常数。 数据存储器用于存放程序运行数据和结果。,四、80C51单片机的存储器配置,从功能上分，MCS-51分为5个地址空间,程序存储器 ROM,片内数据存储器 RAM,特殊功能寄存器区 SFR,位寻址区,外部扩展的数据存储器 RAM（I/O）区,存储空间,从物理空间上分，MCS-51有4个存储器地址空间,片内数据存储器,片外数据存储器,片内程序存储器,片外程序存储器,存储空间,8XX51,80C51存储空间配置图,存储空间,
2、0000H,0FFFH,0FFFH,0000H,1000H,FFFFH,51系列程序存储器配置图,4KB,8051/,8031,程序存储器分配,0000H,复位入口：单片机从此处开始执行程序,000BH,0013H,001BH,0023H,0003H,外部中断0中断入口地址,定时/计数器0中断入口地址,外部中断1中断入口地址,定时/计数器1中断入口地址,串行中断入口地址,0030H,实际编程区0030HFFFFH,注意：0000H0002H单元被保留用于初始化,外部程序存储区扩展,地址范围：0000HFFFFH，共64KB(65536B)。其中: 低段4KB：0000H0FFFH 80C51和
3、87C51在片内，80C31在片外。 高段60KB：1000HFFFFH。在片外。 读写ROM用MOVC指令，控制信号是PSEN和EA。 读ROM是以程序计数器PC作为16位地址指针，依次读相应地址ROM中的指令和数据，每读一个字节，PC+1PC，这是CPU自动形成的。 但是有些指令有修改PC的功能，例如转移类指令和MOVC指令，CPU将按修改后PC的16位地址读ROM。,程序存储器（ROM）,读外ROM的过程：,CPU从PC(程序计数器)中取出当前ROM的16位地址，分别由P0口（低8位）和P2口（高8位）同时输出，ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号，地址锁存器输出的低8位地址信
4、号和P2口输出的高8位地址信号同时加到外ROM 16位地址输入端，当PSEN信号有效时，外ROM将相应地址存储单元中的数据送至数据总线（P0口），CPU读入后存入指定单元。,程序存储器（ROM）,外部数据存储器一般用来存放相对来讲是用不太频繁的数据，其中的数据不能直接进行处理，要进行处理前必须提前从外部数据存储器送到单片机内部。外部数据存储器地址空间寻址范围为64K字节，采用R0、R1或DPTR寄存器间址方式访问。当采用R0、R1间址时只能访问00H0FFH的低256字节，采用DPTR间址可访问整个64K字节空间。,外部数据存储器,外部数据存储器,共64KB 地址范围：0000HFFFFH,读
5、写外RAM用MOVX指令，控制信号是P3口中的RD和WR。,一般情况下，只有在内RAM不能满足应用要求时，才外接RAM。,外RAM 16位地址分别由P0口（低8位）和P2口（高8位）同时输出；ALE信号有效时由地址锁存器锁存低8位地址信号，地址锁存器输出的低8位地址信号和P2口输出的高8位地址信号同时加到外RAM 16位地址输入端；RD信号有效时，外RAM将相应地址存储单元中的数据送至数据总线（P0口），CPU读入后存入指定单元。,读外RAM的过程,写外RAM的过程,写外RAM的过程与读外RAM的过程相同。只是控制信号不同，信号换成WR信号。当WR信号有效时，外RAM将数据总线（P0口分时传送
6、）上的数据写入相应地址存储单元中。,MCS-51单片机的内部数据存储器空间共计256字节，在功能上有具体分为片内数据存储器与特殊功能寄存器区，它们统一编址，其中片内数据存储器共有128个字节，占用00H7FH地址范围，特殊功能寄存器区占用80H0FFH这段空间。片内数据存储器分成：1、工作寄存器区2、位寻址区3、通用RAM区三部分4、特殊功能寄存器区,内部数据存储器（内RAM）,图 MCS-51单片机的内部数据存储器空间,内部数据存储器（内RAM）,内部数据存储器（低128RAM）,低128字节RAM,数据缓冲区,位寻址区,工作寄存器区,00H,1FH,20H,2FH,30H,7FH,内部数据
7、存储器（内RAM）,低128字节RAM,高128字节RAM仅8052系列有,SFR特殊功能寄存器区,7FH,00H,80H,FFH,128B,128B,工作寄存器区,程序状态字PSW中的RS1、RS0确定工作寄存器组,00,01,10,11,工作寄存器区分为4个区：0区、1区、2区、3区。每区有8个寄存器：R0R7，寄存器名称相同。但是，当前工作的寄存器区只能有一个，由PSW中的D4、D3位决定。,有专用于工作寄存器操作的指令，读写速度比一般内RAM要快，指令字节比一般直接寻址指令要短，还具有间址功能，能给编程和应用带来方便。,工作寄存器区,工作寄存器区,位寻址区,位寻址区,1、地址: 从20
8、H2FH共16字节（Byte，缩写为英文大写字母B）。每字节有8位（bit，缩写为小写b），共128位，每一位均有一个位地址，可位寻址、位操作。即按位地址对该位进行置1、清0、求反或判转。2、用途： 存放各种标志位信息和位数据。3、注意事项: 位地址与字节地址编址相同，容易混淆。 区分方法:位操作指令中的地址是位地址; 字节操作指令中的地址是字节地址。,数据缓冲区,内部RAM中30H7FH为数据缓冲区，用于存放各种数据和中间结果，起到数据缓冲的作用。 一般应用中常把堆栈开辟在此区中。,特殊功能寄存器（SFR）,特殊功能寄存器地址映象表（一）,特殊功能寄存器地址映象表（二）,特殊功能寄存器（SF
9、R）,特殊功能寄存器地址映象表（三）,注：带括号的字节地址表示每位有位地址可位操作。,特殊功能寄存器（SFR）,（1）端口P0P3（2）串行数据缓冲器SBUF 串行数据缓冲器SBUF用于存放欲发送或接收的数据。它实际上由两个独立的寄存器组成，一个是发送寄存器，另一个是接收寄存器。当要发送的数据传送到SBUF时，进入的是发送缓冲器；当要从SBUF取数据时，则取自接收缓冲器，取走的是刚接收到的数据。（3）定时器/ 计数器 80C51单片机有两个16位的定时器/计数器T0和T1。它们分别由两个独立的8位寄存器组成，共有4个独立的寄存器：TH0、TL0、TH1、TL1。可对这4个寄存器寻址，但不能把T
10、0和T1当成16位寄存器来访问。（4）其它控制寄存器 IP、IE、TMOD、TCON、SCON和PCON寄存器分别包含有中断系统、定时器/计数器、串行口和供电方式的控制和状态位。,特殊功能寄存器（SFR）,堆 栈,由堆栈指针SP定义位置，SP存放栈顶地址,保护CPU现场和断点地址,作用：,工作方式：“先进后出”或“后进先出”,数据压入堆栈时，SP自动加1，栈区“向上生长”,数据弹出堆栈时，SP自动减1，栈区“向下减小”,SP始终指向栈顶地址,中断时,转子时,由SP组织的内部 RAM区域，按“先进后出”工作原则。,系统复位时，SP为07H，应重新初始化,堆栈操作,建立堆栈,压入操作,弹出操作,A的内容,B的内容,MOV SP, #60H,PUSH ACC,PUSH B,POP direct,direct,栈 底,