第2章：单片机的结构原理与简单应用2.ppt

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1、补充：微机存储系统和结构补充：微机存储系统和结构存储系统是由几个容量、速度和价格各不相存储系统是由几个容量、速度和价格各不相同的存储器构成的系统。设计一个容量大、同的存储器构成的系统。设计一个容量大、速度快、成本低的存储系统是计算机发展的速度快、成本低的存储系统是计算机发展的一个重要课题。本节重点数据在主存中的存一个重要课题。本节重点数据在主存中的存放方法和主存储器容量的各种扩展方法。放方法和主存储器容量的各种扩展方法。1主存储器的组织主存储器的组织 主存储器是整个存储系统的核心，它用来存主存储器是整个存储系统的核心，它用来存放计算机运行期间所需要的程序和数据，放计算机运行期间所需要的程序和数

2、据，CPU可直接随机地对它进行访问。可直接随机地对它进行访问。1.1主存储器的基本结构主存储器的基本结构 主存通常由存储体、地址译码驱动电路、I/O和读写电路组成。存储体是主存储器的核心，程序和数据都存放在存储体中。存储体是主存储器的核心，程序和数据都存放在存储体中。1.1主存储器的基本结构（续）主存储器的基本结构（续）地址译码地址译码驱动电路实际上包含译码器和驱动器驱动电路实际上包含译码器和驱动器两部分。译码器将地址总线输入的地址码转换两部分。译码器将地址总线输入的地址码转换成与之对应的译码输出线上的有效电平，以表成与之对应的译码输出线上的有效电平，以表示选中了某一存储单元，然后由驱动器提供

3、驱示选中了某一存储单元，然后由驱动器提供驱动电流去驱动相应的读写电路，完成对被选中动电流去驱动相应的读写电路，完成对被选中存储单元的读写操作。存储单元的读写操作。I/O和读写电路包括读出放大器、写入电路和和读写电路包括读出放大器、写入电路和读写控制电路，用以完成被选中存储单元中各读写控制电路，用以完成被选中存储单元中各位的读出和写入操作。位的读出和写入操作。4.1.2主存储器的存储单元主存储器的存储单元 位位是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位。一个二进制数由若干位组成，当这个的最小单位。一个二进制数由若干位组成，当这个二进制数作为一个

4、整体存入或取出时，这个数称为二进制数作为一个整体存入或取出时，这个数称为存储字。存放存储字或存储字节的主存空间称为存储字。存放存储字或存储字节的主存空间称为存存储单元或主存单元储单元或主存单元，大量存储单元的集合构成一个，大量存储单元的集合构成一个存储体，为了区别存储体中的各个存储单元，必须存储体，为了区别存储体中的各个存储单元，必须将它们逐一编号。将它们逐一编号。存储单元的编号称为地址，地址存储单元的编号称为地址，地址和存储单元之间有一对一的对应关系。和存储单元之间有一对一的对应关系。PDP-11机是字长为机是字长为16位的计算机，主存按字节编址，位的计算机，主存按字节编址，每一个存储字包含

5、每一个存储字包含2个单独编址的存储字节，它被称个单独编址的存储字节，它被称为为小端方案小端方案，即，即字地址等于最低有效字节地址字地址等于最低有效字节地址，且，且字地址总是等于字地址总是等于2的整数倍，正好用地址码的最末的整数倍，正好用地址码的最末1位来区分同一个字的两个字节。位来区分同一个字的两个字节。1.3主存储器的主要技术指标主存储器的主要技术指标 1.存储容量存储容量 对于字节编址的计算机，以字节数来表示存对于字节编址的计算机，以字节数来表示存储容量；对于字编址的计算机，储容量；对于字编址的计算机，以字数与其以字数与其字长的乘积来表示存储容量字长的乘积来表示存储容量。如某机的主存。如某

6、机的主存容量为容量为64K16，表示它有，表示它有64K个存储单元，个存储单元，每个存储单元的字长为每个存储单元的字长为16位，若改用字节数位，若改用字节数表示，则可记为表示，则可记为128K字节（字节（128KB）。）。注意：注意：通常情况下，应认为通常情况下，应认为1MB代表代表1024KB。但在表述硬盘的存储容量时，目前习惯上但在表述硬盘的存储容量时，目前习惯上1MB指指1000KB。2.存取速度存取速度 存取时间存取时间Ta 存取时间又称为访问时间或读写时间，存取时间又称为访问时间或读写时间，它是指从启它是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。动一次存储器操作到完成该操作所经

7、历的时间。例例如：读出时间是指从如：读出时间是指从CPU向主存发出有效地址和读向主存发出有效地址和读命令开始，直到将被选单元的内容读出为止所用的命令开始，直到将被选单元的内容读出为止所用的时间；写入时间是指从时间；写入时间是指从CPU向主存发出有效地址和向主存发出有效地址和写命令开始，直到信息写入被选中单元为止所用的写命令开始，直到信息写入被选中单元为止所用的时间。显然时间。显然Ta越小，存取速度越快。越小，存取速度越快。2.存取速度（续）存取速度（续）存取周期存取周期Tm 存取周期又可称作读写周期、访内周期，是指主存取周期又可称作读写周期、访内周期，是指主存进行一次完整的读写操作所需的全部时

8、间，即存进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。显然，一般情况下，显然，一般情况下，TmTa。这是因为对于任。这是因为对于任何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢复内部状态的复原时间。对于破坏性读出的复内部状态的复原时间。对于破坏性读出的RAM，存取周期往往比存取时间要大得多，甚至可以，存取周期往往比存取时间要大得多，甚至可以达到达到Tm=2Ta，这是因为存储器中的信息读出后，这是因为存储器中的信息读出后需要马上进行重写（再生）。需要马上进行重写（再生）。2.存

9、取速度（续）存取速度（续）主存带宽主存带宽Bm 主存的带宽又称为数据传输率，表示每秒从主存主存的带宽又称为数据传输率，表示每秒从主存进出信息的最大数量，单位为字每秒或字节每秒进出信息的最大数量，单位为字每秒或字节每秒或位每秒。目前，主存提供信息的速度还跟不上或位每秒。目前，主存提供信息的速度还跟不上CPU处理指令和数据的速度，所以，主存的带宽处理指令和数据的速度，所以，主存的带宽是改善计算机系统瓶颈的一个关键因素。为了提是改善计算机系统瓶颈的一个关键因素。为了提高主存的带宽，可以采取的措施有：高主存的带宽，可以采取的措施有：缩短存取周期；缩短存取周期；增加存储字长；增加存储字长；增加存储体。增

10、加存储体。3.可靠性可靠性 可靠性是指在规定的时间内，存储器无故障读写可靠性是指在规定的时间内，存储器无故障读写的概率。通常，用平均无故障时间的概率。通常，用平均无故障时间MTBF来衡量来衡量可靠性。可靠性。4.功耗功耗 功耗是一个不可忽视的问题，它反映了存储器件功耗是一个不可忽视的问题，它反映了存储器件耗电的多少，同时也反映了其发热的程度。通常耗电的多少，同时也反映了其发热的程度。通常希望功耗要小，这对存储器件的工作稳定性有好希望功耗要小，这对存储器件的工作稳定性有好处。大多数半导体存储器的工作功耗与维持功耗处。大多数半导体存储器的工作功耗与维持功耗是不同的，后者大大地小于前者。是不同的，后

11、者大大地小于前者。2 主存储器的连接与控制主存储器的连接与控制 由于存储芯片的容量有限的，主存储器往往要由一定由于存储芯片的容量有限的，主存储器往往要由一定数量的芯片构成的。而由若干芯片构成的主存还需要数量的芯片构成的。而由若干芯片构成的主存还需要与与CPU连接，才能在连接，才能在CPU的正确控制下完成读写操作。的正确控制下完成读写操作。2.1主存容量的扩展主存容量的扩展 要组成一个主存，首先要考虑选片的问题，然后就要组成一个主存，首先要考虑选片的问题，然后就是如何把芯片连接起来的问题。根据存储器所要求是如何把芯片连接起来的问题。根据存储器所要求的容量和选定的存储芯片的容量，就可以计算出总的容

12、量和选定的存储芯片的容量，就可以计算出总的芯片数，即的芯片数，即总片数总片数 将多片组合起来常采用将多片组合起来常采用位扩展法、字扩展法、字和位扩展法、字扩展法、字和位同时扩展法位同时扩展法。1.位扩展位扩展 位扩展是指只在位数方向扩展（加大字长），而芯片位扩展是指只在位数方向扩展（加大字长），而芯片的字数和存储器的字数是一致的。的字数和存储器的字数是一致的。位扩展的连接方式是将各存储芯片的地址线、片选线位扩展的连接方式是将各存储芯片的地址线、片选线和读写线相应地并联起来，而将各芯片的数据线单独和读写线相应地并联起来，而将各芯片的数据线单独列出。列出。如用如用64K1的的SRAM芯片组成芯片组

13、成64K8的存储器，所需芯的存储器，所需芯片数为：片数为：64K8/64K1=8片片CPU将提供将提供16根地址线、根地址线、8根数据线与存储器相连；而根数据线与存储器相连；而存储芯片仅有存储芯片仅有16根地址线、根地址线、1根数据线。具体的连接方根数据线。具体的连接方法是：法是：8个芯片的地址线个芯片的地址线A15A0分别连在一起，各芯分别连在一起，各芯片的片选信号片的片选信号/CS以及读写控制信号以及读写控制信号/WE也都分别连到也都分别连到一起，只有数据线一起，只有数据线D7D0各自独立，每片代表一位。各自独立，每片代表一位。当当CPU访问该存储器时，其发出的地址和控制信号同访问该存储器

14、时，其发出的地址和控制信号同时传给时传给8个芯片，个芯片，选中每个芯片的同一单元选中每个芯片的同一单元，相应单元，相应单元的内容被同时读至数据总线的各位，或将数据总线上的内容被同时读至数据总线的各位，或将数据总线上的内容分别同时写入相应单元。的内容分别同时写入相应单元。位扩展连接举例位扩展连接举例 扩展条件：扩展条件：设目标容量为设目标容量为M字字N位，存储器芯片容量为位，存储器芯片容量为 m字字n位，位，Mm，Nn，则需要的存储器芯片数，则需要的存储器芯片数N/n。2.字扩展字扩展 字扩展是指仅在字数方向扩展，而位数不变。字扩展是指仅在字数方向扩展，而位数不变。字扩展将芯片的地址线、数据线、

15、读写线并联，字扩展将芯片的地址线、数据线、读写线并联，由片选信号来区分各个芯片。由片选信号来区分各个芯片。如用如用16K8的的SRAM组成组成64K8的存储器，所的存储器，所需芯片数为：需芯片数为：64K8/16K8=4片片16K 80000H0000H3FFFH3FFFH16K 84000H4000H7FFFH7FFFH16K 8C000HC000HFFFFHFFFFH.D D7 7 D D0 02.字扩展（续）字扩展（续）例如例如:CPU将提供将提供16根地址线、根地址线、8根数据线与存根数据线与存储器相连；而存储芯片仅有储器相连；而存储芯片仅有14根地址线、根地址线、8根根数据线。四个芯

16、片的地址线数据线。四个芯片的地址线A13A0、数据线、数据线D7D0及读写控制信号及读写控制信号/WE都是同名信号并联都是同名信号并联在一起；高位地址线在一起；高位地址线A15、A14经过一个地址经过一个地址译码器产生四个片选信号译码器产生四个片选信号/CS，分别选中四个，分别选中四个芯片中的一个。芯片中的一个。字扩展连接举例字扩展连接举例 在同一时间内在同一时间内4个芯片中最多只有一个芯片被选中。个芯片中最多只有一个芯片被选中。2.字扩展（续）字扩展（续）芯片芯片编编号号A15 A14 A13 A8 A0地址范地址范围围SRAM芯片芯片00 0 0 0 0 1 1 -10000H3FFFHS

17、RAM芯片芯片1 0 10 0 0 1 1 -14000H7FFFHSRAM芯片芯片2 1 00 0 0 1 1 -18000HBFFFHSRAM芯片芯片31 1 0 0 0 1 1 -1C000HFFFFH3.字和位同时扩展字和位同时扩展当构成一个容量较大的存储器时，往往需当构成一个容量较大的存储器时，往往需要在字数方向和位数方向上同时扩展，这要在字数方向和位数方向上同时扩展，这将是前两种扩展的组合，实现起来也是很将是前两种扩展的组合，实现起来也是很容易的。容易的。D D7 7 D D4 4 D D3 3 D D0 08K 40000H0000H1FFFH1FFFH8K 48K 42000H

18、2000H3FFFH3FFFH8K 4例：用例：用8K4芯片组成芯片组成16K8存储器存储器 扩展条件：扩展条件：目标容量为目标容量为M字字N位，存储器芯片容量为位，存储器芯片容量为m字字n位，位，Mm，Nn，则需要的存储器芯片数，则需要的存储器芯片数（M/m）（N/n）字和位同时扩展连接举例字和位同时扩展连接举例 字和位同时扩展连接举例译码器定义译码器定义译码译码是是编码编码的逆过程，在编码时，每一种的逆过程，在编码时，每一种二进制代码二进制代码，都赋予了特定的含义，即都，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的表示了一个确定的信号信号或者或者对象对象。把代码。把代码状态的特定含义状态的特定

19、含义“翻译翻译”出来的过程叫做出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。译码，实现译码操作的电路称为译码器。或者说，译码器是可以将输入二进制代码或者说，译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的义的电路电路。译码和译码器译码译码：将某个特定的将某个特定的“编码输入编码输入”翻译为翻译为唯一唯一一个一个“有效输出有效输出”的过程。的过程。译码器件：译码器件：采用采用门电路组合逻辑门电路组合逻辑进行译码进行译码采用采用集成集成译码器译码器进行译码，常用的器件有：进行译码，常用的器件有：2-4（4 选选 1）译码器）译码器74LS

20、1393-8（8 选选 1）译码器）译码器74LS1384-16（16 选选 1）译码器）译码器74LS154对芯片的寻址方法：对芯片的寻址方法：全译码全译码 所有所有系统高位地址线参与对芯片的寻址系统高位地址线参与对芯片的寻址部分译码部分译码部分部分系统高位地址线参与对芯片的寻址系统高位地址线参与对芯片的寻址线选译码线选译码用用 1 根根系统的高位地址线选中芯片系统的高位地址线选中芯片片选端常有效片选端常有效无无系统的高位地址线据参与对芯片的寻址系统的高位地址线据参与对芯片的寻址译码的概念N 位编码输入位编码输入2N 位译码输出位译码输出唯一有效的输出唯一有效的输出其余均无效其余均无效译译码

21、码器器用与非门组成的用与非门组成的3线线-8线译码器线译码器74LS138 译码器74LS138的功能表1.全译码全译码所有的系统地址线均参与对存储单元的译码寻址所有的系统地址线均参与对存储单元的译码寻址包括低位地址线对芯片内各存储单元的译码寻址包括低位地址线对芯片内各存储单元的译码寻址（片内译码），高位地址线对存储芯片的译码寻（片内译码），高位地址线对存储芯片的译码寻址（片选译码）址（片选译码）采用全译码，采用全译码，每个存储单元的地址都是唯一的每个存储单元的地址都是唯一的，不存在地址重复不存在地址重复译码电路可能比较复杂、连线也较多译码电路可能比较复杂、连线也较多全译码示例全译码示例A19

22、A18A17A15 A14A13A16CBAE3138 A12A0CEY6E2E1IO/-M27641C000H1DFFFH全全0全全10 0 0 1 1 1 00 0 0 1 1 1 0地址范围地址范围A12A0A19A18A17A16A15A14 A13全译码示例地址分析2.部分译码部分译码只有部分（高位）地址线参与对存储芯片的只有部分（高位）地址线参与对存储芯片的译码译码每个存储单元将对应多个地址每个存储单元将对应多个地址（地址重复），（地址重复），需要选取一个可用地址需要选取一个可用地址可简化译码电路的设计可简化译码电路的设计但系统的部分地址空间将被浪费但系统的部分地址空间将被浪费部分

23、译码示例部分译码示例138A17 A16A11A0A14 A13A12(4)(3)(2)(1)2732273227322732CBAE3-E2-E1IO/-M-CE-CE-CE-CE-Y0-Y1-Y2-Y3请看地址分析请看地址分析部分译码示例部分译码示例地址分析地址分析1234芯片芯片10101010A19 A1520000H20FFFH21000H21FFFH22000H22FFFH23000H23FFFH全全0全全1全全0全全1全全0全全1全全0全全1000001010011一个可用地址一个可用地址A11A0A14 A123.线选译码线选译码只用少数几根高位地址线进行芯片的译码，且每根负责

24、选中只用少数几根高位地址线进行芯片的译码，且每根负责选中一个芯片（组）一个芯片（组）虽构成简单，但地址空间严重浪费虽构成简单，但地址空间严重浪费必然会出现地址重复必然会出现地址重复一个存储地址会对应多个存储单元一个存储地址会对应多个存储单元多个存储单元共用的存储地址不应使用多个存储单元共用的存储地址不应使用线线选选译译码码示示例例A14A12A0A13(1)2764(2)2764 CECE请看地址分析请看地址分析线选译码示例线选译码示例地址分析地址分析12芯芯片片A19 A1504000H05FFFH02000H03FFFH全全0全全1全全0全全11 00 1一个可用地址一个可用地址A12A0

25、A14 A13切记：切记：A14 A13“00”的情况不能出现，的情况不能出现，此时此时 00000H01FFFH 的地址将不能使用的地址将不能使用4.片选端常有效片选端常有效A19A15 A14A0 全全0全全1D7D027256EPROMA14A0CE片选端常有效片选端常有效与与A19A15 无关无关片选端译码小结片选端译码小结存储芯片的片选控制端可以被看作是一根最存储芯片的片选控制端可以被看作是一根最高位地址线。高位地址线。在系统中，主要与地址发生联系：包括在系统中，主要与地址发生联系：包括地址地址空间的选择空间的选择（接系统的（接系统的IO/-M信号）和信号）和高位地高位地址的译码选择

26、址的译码选择（与系统的高位地址线相关联）（与系统的高位地址线相关联）对一些存储芯片通过片选无效可关闭内部的对一些存储芯片通过片选无效可关闭内部的输出驱动机制，起到降低功耗的作用。输出驱动机制，起到降低功耗的作用。芯片的地址线通常应全部与系统的低位地址总线相连。芯片的地址线通常应全部与系统的低位地址总线相连。寻址时，这部分地址的译码是在存储芯片内完成的，寻址时，这部分地址的译码是在存储芯片内完成的，我们称为我们称为“片内译码片内译码”。1.存储芯片内地址译码存储芯片内地址译码片内译码片内译码地址线地址线 A9A0存储芯片存储芯片存储单元存储单元片内译码片内译码000H001H002H3FDH3F

27、EH3FFH000000010010110111101111（16进制表示）进制表示）A9A0片内片内10 位地址译码位地址译码10 位地址的变化：位地址的变化：全全0全全12.存储芯片片选端译码存储芯片片选端译码存储系统常需要利用多个存储芯片进行容量的扩充，也存储系统常需要利用多个存储芯片进行容量的扩充，也就是扩充存储器的地址范围就是扩充存储器的地址范围这种扩充简称为这种扩充简称为“地址扩充地址扩充”或或“字扩充字扩充”进行进行“地址扩充地址扩充”时，需要利用存储芯片的片选端来对时，需要利用存储芯片的片选端来对存储芯片（芯片组）存储芯片（芯片组）进行寻址进行寻址通过存储芯片的通过存储芯片的片

28、选端片选端与系统的与系统的高位地址线高位地址线相关联来实相关联来实现对存储芯片（芯片组）的寻址，常用的方法有：现对存储芯片（芯片组）的寻址，常用的方法有：全译码全译码全部全部高位地址线高位地址线与与片选端片选端关联（参与芯片译关联（参与芯片译码）码）部分译码部分译码部分部分高位地址线高位地址线与与片选端片选端关联（参与芯片关联（参与芯片译码）译码）线选法线选法某根某根高位地址线高位地址线与与片选端片选端关联（参与芯片译关联（参与芯片译码）码）片选端常有效片选端常有效无无高位地址线高位地址线与与片选端片选端关联（不参与关联（不参与芯片译码）芯片译码）地址扩充（字扩充）地址扩充（字扩充）片选端片选

29、端D7D0A19A10A9A0（2）A9A0D7D0-CE（1）A9A0D7D0-CE译译码码器器00000000010000000000低位地址线低位地址线高位地址线高位地址线地址重复地址重复1个个存储单元存储单元具有具有多个多个存储地址存储地址的现象的现象原因：有些高位地址线没有用、可任意原因：有些高位地址线没有用、可任意使用地址：出现地址重复时，常选取其使用地址：出现地址重复时，常选取其中既好用、又不冲突的一个中既好用、又不冲突的一个“可用地址可用地址”例如：例如：00000H07FFFH选取的原则：高位地址全为选取的原则：高位地址全为0的地址的地址高位地址译码才更好高位地址译码才更好2

30、.2 单片机的存储器单片机的存储器 2.2.1 程序存储器程序存储器ROM 2.2.2 数据存储器数据存储器RAM 2.2.3 数据存储器数据读写应用实例数据存储器数据读写应用实例 8051的存储器结构的存储器结构8051的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式的存储器结构与常见的微型计算机的配置方式不同，它把不同，它把程序存储器程序存储器和和数据存储器数据存储器分开，有各自分开，有各自的寻址系统、控制信号和功能。的寻址系统、控制信号和功能。8051的存储器在物理结构上分为的存储器在物理结构上分为片内数据存储器片内数据存储器、片内程序存储器片内程序存储器、片外数据存储器片外数据存储器和和片外程

31、序存储片外程序存储器器4个存储空间。但从用户使用的角度看，个存储空间。但从用户使用的角度看，8051的的存储器分为存储器分为3个逻辑空间。个逻辑空间。存储空间分布图存储空间分布图 片内外统一寻址的片内外统一寻址的64KB程序存储器空间程序存储器空间，地址范围为，地址范围为0000HFFFFH。64KB的片外的片外数据存储器空间数据存储器空间，地址范围也为，地址范围也为0000HFFFFH。256B的片内的片内数据存储器空间数据存储器空间，地址范围为，地址范围为00HFFH。8051在逻辑上，即从用户角度上在逻辑上，即从用户角度上8051有三个有三个存储空间：存储空间：片内外统一编址的程序存储器

32、片内外统一编址的程序存储器 片内外不统一编址的数据存储器片内外不统一编址的数据存储器 特殊功能寄存器（片内）特殊功能寄存器（片内）访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令：访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令：片内外程序存储器空间片内外程序存储器空间-MOVC 片内数据存储器空间和片内数据存储器空间和SFR-MOV 片外数据存储器地址空间片外数据存储器地址空间-MOVX2.2.1 程序存储器程序存储器ROM程序存储器程序存储器ROMROM用来存放用来存放程序程序、常数常数或或表格表格等。等。在在8051中，其存储空间分布如下：中，其存储空间分布如下：l片内片内4KB的的ROM存储单元，地址为存

33、储单元，地址为0000H0FFFH。l片外最多扩至片外最多扩至64KB的的ROM，地址为，地址为1000HFFFFH。l片内外片内外ROMROM统一编址。统一编址。如果如果EA端保持高电平端保持高电平，8051执行片内前执行片内前4KB ROM地址地址(0000H0FFFH)中的程序。当寻址范围超过中的程序。当寻址范围超过4KB（1000HFFFFH）时，则从片外存储器取指令。时，则从片外存储器取指令。如如果果EA端端保保持持低低电电平平，8051的的所所有有取取指指令令操操作作均均在在片片外外程程序序存存储储器器中中进进行行，这这时时片片外外存存储储器器可可以以从从 0000H开开始编址。始

34、编址。对对于于8031，由由于于其其片片内内无无ROM，所所以以使使用用时时必必须须使使EA接低电平，以便能够从片外扩展的接低电平，以便能够从片外扩展的EPROM中取指令。中取指令。程序存储器主要用来存放程序，同时也常常用来存放程序存储器主要用来存放程序，同时也常常用来存放数据表格（通过数据表格（通过DBDB指令建立数码管字型表等），在具指令建立数码管字型表等），在具体存放程序和建立数据表格时应该注意，程序存储器体存放程序和建立数据表格时应该注意，程序存储器的部分空间的使用是有规定的，主要如下。的部分空间的使用是有规定的，主要如下。0000H0002H：系统的上电复位程序入口地址：系统的上电复

35、位程序入口地址0003H000AH：外部中断：外部中断0中断地址区中断地址区000BH0012H：定时器：定时器/计数器计数器0中断地址区中断地址区0013H001AH：外部中断：外部中断1中断地址区中断地址区001BH0022H：定时器：定时器/计数器计数器1中断地址区中断地址区0023H002AH：串行中断地址区：串行中断地址区2.2.1 程序存储器程序存储器ROM在程序存储器中，以下在程序存储器中，以下6个单元具有特殊含义。个单元具有特殊含义。0000H：8051复位后，复位后，PC0000H，即程序从，即程序从0000H开始开始执行指令。执行指令。l0003H：外部中断外部中断0的中断

36、服务程序入口地址。的中断服务程序入口地址。l000BH：定时器定时器0的中断服务程序入口地址。的中断服务程序入口地址。l0013H：外部中断外部中断1的中断服务程序入口地址。的中断服务程序入口地址。l001BH：定时器定时器1的中断服务程序入口地址。的中断服务程序入口地址。l0023H：串行口串行口的中断服务程序入口地址。的中断服务程序入口地址。在上述入口地址区域不能放置用户的程序和建立数据表格，原因是：在上述入口地址区域不能放置用户的程序和建立数据表格，原因是：由于两个中断入口地址间仅有由于两个中断入口地址间仅有8个单元（如个单元（如0003H到到000BH），用来存），用来存放中断发生后的

37、用户程序（一般称中断服务程序）显然是不够的，我放中断发生后的用户程序（一般称中断服务程序）显然是不够的，我们将中断服务程序放在程序存储器的其他们将中断服务程序放在程序存储器的其他“自由自由”空间，在这些入口空间，在这些入口地址放一条跳转指令（如：地址放一条跳转指令（如：LJMP XXXX，其中，其中“XXXX”就是实际中就是实际中断服务程序的起始地址或标号），由这条跳转指令去断服务程序的起始地址或标号），由这条跳转指令去“找到找到”实际的实际的中断服务程序。中断服务程序。2.2.2 数据存储器数据存储器RAM 数据存储器数据存储器RAM主要用来存放运算的主要用来存放运算的中间结果中间结果和和数

38、据数据等。等。在在8051中，其存储空间分布如下：中，其存储空间分布如下：l片外片外RAM最多可扩至最多可扩至64KB存储单元，地址范围为存储单元，地址范围为0000HFFFFH。使用时只能用使用时只能用MOVX指令访问。指令访问。l片内片内RAM为为256B存储单元，地址范围为存储单元，地址范围为00HFFH。使用使用MOV指令访问，可以进行堆栈操作。指令访问，可以进行堆栈操作。片内片内RAM地址空间共有地址空间共有256B，又分为两个部分：，又分为两个部分：l低低128B(00H7FH)为为真正的真正的RAM区区，分为工作寄存，分为工作寄存器区、位寻址区和用户器区、位寻址区和用户RAM区，

39、区，如下图所示如下图所示。l高高128B(80HFFH)为为特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)区，如下区，如下表所示表所示。片内数据存储器空间分布图片内数据存储器空间分布图通用通用RAM区区 (80B)位地址区位地址区(16B)寄存器区寄存器区4组组(32B)7FH寄存器寄存器3组组寄存器寄存器2组组寄存器寄存器1组组寄存器寄存器0组组寄存器区寄存器区4组组(32B).由由PSW中的中的2位位RS1、RS0来决定来决定选哪一组为当前工作寄存器：选哪一组为当前工作寄存器：RS1、RS0=00 选选0组组 RS1、RS0=01 选选1组组 RS1、RS0=10 选选2组组 RS1、RS0=11

40、 选选3组组在位地址区，每一个在位地址区，每一个BIT都有一个都有一个地址，共地址，共168=128位。位。00H30H2FH20H1FH.片内数据存储器空间分布图片内数据存储器空间分布图通用通用RAM区区 (80B)位地址区位地址区(16B)7FH寄存器寄存器3组组寄存器寄存器2组组寄存器寄存器1组组寄存器寄存器0组组寄存器寄存器0组组寄存器区寄存器区4组组(32B).RS1、RS0=00R7R6R5R4R3R2R1R000H01H02H03H04H05H06H07H00H30H2FH20H1FH.片内数据存储器空间分布图片内数据存储器空间分布图通用通用RAM区区 (80B)位地址区位地址区

41、(16B)7FH寄存器寄存器3组组寄存器寄存器2组组寄存器寄存器1组组寄存器寄存器0组组寄存器寄存器1组组R7R6R5R4R3R2R1R008H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH寄存器区寄存器区4组组(32B).RS1、RS0=0100H30H2FH20H1FH.片内数据存储器空间分布图片内数据存储器空间分布图通用通用RAM区区 (80B)位地址区位地址区(16B)7FH寄存器寄存器3组组寄存器寄存器2组组寄存器寄存器1组组寄存器寄存器0组组寄存器寄存器2组组R7R6R5R4R3R2R1R010H11H12H13H14H15H16H17H寄存器区寄存器区4组组(32B).RS1、RS0

42、=1000H30H2FH20H1FH.片内数据存储器空间分布图片内数据存储器空间分布图通用通用RAM区区 (80B)位地址区位地址区(16B)7FH寄存器寄存器3组组寄存器寄存器2组组寄存器寄存器1组组寄存器寄存器0组组寄存器寄存器3组组R7R6R5R4R3R2R1R018H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH寄存器区寄存器区4组组(32B).RS1、RS0=1100H30H2FH20H1FH.片内低128字节2位寻址区 什么是位寻址区呢？可以这么来理解，这些区除了每个单元都有确定的单元地址外，单元内的8位数的每个位置也有地址。位寻址区的地址如表2-2所示。表2-2 位寻址区的地址000

43、102030405060720H08090A0B0C0D0E0F21H101112131415161722H18191A1B1C1D1E1F23H202122232425262724H28292A2B2C2D2E2F25H303132333435363726H38393A3B3C3D3E3F27H404142434445464728H48494A4B4C4D4E4F29H50515253545556572AH58595A5B5C5D5E5F2BH60616263646566672CH68696A6B6C6D6E6F2DH70717273747576772EH78797A7B7C7D7E7F2F

44、HD7 MSB 位 地 址 LSB D0单元地址 位寻址区比普通用户RAM相比具有的优点是，它具有位寻址功能，常常用来做标记，同时利用位操作功能可以使程序更加简单，除了位寻址区有位地址之外，特殊功能寄存（SFR）中地址末位是0H或8H的12个单元也有位地址。在使用位地址时，容易与单元地址混淆，如地址“20H”，既可以理解成单元的地址，也可以理解成24H单元中的一个位地址（见表2-2倒数第5行），具体是指单元地址还是位地址，除了看文字表述外，在指令中看指令的类型和含义就可知道了。片内数据存储器空间分布图片内数据存储器空间分布图通用通用RAM区区 (80B)位地址区位地址区(16B)00H30H2

45、FH20H1FH7FH寄存器寄存器3组组寄存器寄存器2组组寄存器寄存器1组组寄存器寄存器0组组通用通用RAM区（堆栈、数据缓冲区）区（堆栈、数据缓冲区）.共共80个字节，作为一般的数据缓冲个字节，作为一般的数据缓冲区并可设置堆栈区区并可设置堆栈区高128RAM特殊功能寄存器（SFR）8051片内有21个SFR，它们离散的分布在80HFFH的RAM空间中。21个特殊功能寄存器地址不连续，空闲地址不连续，对用户来说，这些单元是不存在的。特殊功能寄存器在书写时，可以使用寄存器符号，也可以使用寄存器单元地址。11个SFR具有位寻址。带“*”号的即是，它们的字节地址可以被8整除。P30页8051单片机特

46、殊功能寄存器表SFR中位地址分布表 SFRMSB位地址位地址/位定位定义义LSB字字节节地址地址BF7F6F5F4F3F2F1F0F0HACCE7E6E5E4E3E2E1E0E0HPSWD7D6D5D4D3D2D1D0D0HCYACF0RS1RS0OV-PIPBFBEBDBCBBBAB9B8B8H-PSPT1PX1PT0PX0P3B7B6B5B4B3B2B1B0B0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0IEAFAEADACABAAA9A8A8HEA-ESET1EX1ET0EX0P2A7A6A5A4A3A2A1A0A0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2

47、P2.1P2.0SCON9F9E9D9C9B9A999898HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRIP1979695949392919090HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TCON8F8E8D8C8B8A898888HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0P0878685848382818080HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.02.2.3 数据存储器数据读写应用实例数据存储器数据读写应用实例【程序程序程序程序1 1】工作寄存器的读写工作寄存器的读写工作寄存器的读写工作寄存器的读写地址地址地址地址机器码机器码机器码

48、机器码程程程程 序序序序注注注注 释释释释检查结果检查结果检查结果检查结果ORG 0000HORG 0000H；程序从；程序从；程序从；程序从ROMROM区区区区0000H0000H处开始存放处开始存放处开始存放处开始存放0000H0000H78 1178 11MOV R0,#11HMOV R0,#11H；将立即数；将立即数；将立即数；将立即数11H11H送入寄存器送入寄存器送入寄存器送入寄存器R0R0中中中中(H)=11H(H)=11H0002H0002H79 2279 22MOV R1,#22HMOV R1,#22H；将立即数；将立即数；将立即数；将立即数22H22H送入寄存器送入寄存器送

49、入寄存器送入寄存器R1R1中中中中(H)=22H(H)=22H0004H0004H7A 337A 33MOV R2,#33HMOV R2,#33H；将立即数；将立即数；将立即数；将立即数33H33H送入寄存器送入寄存器送入寄存器送入寄存器R2R2中中中中(H)=33H(H)=33H0006H0006H7B 447B 44MOV R3,#44HMOV R3,#44H；将立即数；将立即数；将立即数；将立即数44H44H送入寄存器送入寄存器送入寄存器送入寄存器R3R3中中中中(H)=44H(H)=44H0008H0008H75 D0 1075 D0 10MOV PSW,#10HMOV PSW,#10

50、H；使当前工作寄存器组为第；使当前工作寄存器组为第；使当前工作寄存器组为第；使当前工作寄存器组为第2 2组组组组(H)=10H(H)=10H000BH000BH78 5578 55MOV R0,#55HMOV R0,#55H；将立即数；将立即数；将立即数；将立即数55H55H送入寄存器送入寄存器送入寄存器送入寄存器R0R0中中中中(H)=55H(H)=55H000DH000DH79 6679 66MOV R1,#66HMOV R1,#66H；将立即数；将立即数；将立即数；将立即数66H66H送入寄存器送入寄存器送入寄存器送入寄存器R1R1中中中中(H)=66H(H)=66H000FH000FH