微機原理及應用03存儲器系統(tǒng)2015-分享

1、第 三 講 MCS-51單片機的存儲器系統(tǒng)(教材2.4節(jié))1微機原理及應用Principle and Applications of Micro-Computers教學目的: 了解MCS-51單片機的存儲器系統(tǒng)要求: 掌握MCS-51單片機的存儲器系統(tǒng)的組成, 片內RAM的功能分區(qū)及其作用難點: 片內RAM的功能分區(qū)及其作用, 訪問方法 MCS-51單片機存儲器系統(tǒng)的組成 程序存儲器: 片內的和片外的 數據存儲器: 片內的和擴展的(包含片內和片外擴展的) 片內數據存儲器的功能分區(qū)及其作用 片內數據存儲器的功能分區(qū)及其作用 特殊功能寄存器(SFR) 總結 MCS-51單片機的基本資源內容2022

2、-6-113MCS-51單片機存儲器系統(tǒng)的組成注意: (1) 這里“擴展的數據存儲器”不包括串行接口擴展的數據存儲器, 見6.3節(jié). (2) 片內擴展的數據存儲器和片外擴展的數據存儲器地址可以重疊, 且可以同時使用, 如W77E58, 80C320等.(3) 片外程序存儲器和片內程序存儲器地址允許重疊,但只能使用其中之一.(4) 數據存儲器和程序存儲器的地址空間允許重疊.片外程序程序存儲器 片內程序程序存儲器 片外擴展的數據數據存儲器 片內數據存儲器特殊功特殊功能寄存器能寄存器 片內擴展的片內擴展的數據存儲器數據存儲器高高128字字節(jié)節(jié)RAM 低低128字字節(jié)節(jié)RAM 程序存儲器程序存儲器(6

3、4K字節(jié)字節(jié))數據存儲器數據存儲器(128/256字節(jié)字節(jié))+ SFR+(擴展的擴展的64K字節(jié)字節(jié))MCS-51單片機的存儲器系統(tǒng)單片機的存儲器系統(tǒng)(限于并行擴展限于并行擴展) 2022-6-114MCS-51單片機的程序存儲空間 問問: 為什么說程序存儲器是為什么說程序存儲器是64K字節(jié)字節(jié)?n復位期間復位期間, EA/VP引腳的狀態(tài)決定引腳的狀態(tài)決定MCS-51單片機程序存儲單片機程序存儲器按下圖的例子使用器按下圖的例子使用EA =0片內片內程序程序存儲器存儲器片外片外程序程序片內片內程序程序影像影像空間空間0000H7FFFH8000HFFFFH片外片外程序程序片內片內程序程序影像影像

4、空間空間0000H7FFFH8000HFFFFH片內片內程序程序空間空間EA =12022-6-115程序存儲器中程序存儲器中7個特殊定義的地址個特殊定義的地址入口意義系統(tǒng)程序的啟動地址 外部中斷0入口地址定時器0溢出入口地址外部中斷1入口地址定時器1溢出入口地址串行口中斷定時器2溢出或T2EX（P1.1）端負跳 MCS-51單片機存儲器系統(tǒng)的組成 程序存儲器: 片內的和片外的 數據存儲器: 片內的和擴展的(包含片內和片外擴展的) 片內數據存儲器的功能分區(qū)及其作用 片內數據存儲器的功能分區(qū)及其作用 特殊功能寄存器(SFR) 總結 MCS-51單片機的基本資源內容2022-6-117片內數據存儲

5、器功能分區(qū)及其作用低128字節(jié)RAM (地址范圍: 00H7FH)一般數據存儲器, 堆棧等; 每個字節(jié)都可以采用直接或間接地址訪問兩個特殊區(qū)域 通用寄存器區(qū) (32個字節(jié)地址): 00H1FH 通用位變量區(qū) (16個字節(jié)地址): 20H2FH; 128個位地址: 00H7FH 高128字節(jié)RAM (地址范圍: 80HFFH)一般數據存儲器, 堆棧等; 只能采用間接地址方式訪問特殊功能寄存器(SFR) (地址范圍: 80HFFH)特殊功能單元的編程控制; 只能采用直接地址方式訪問擴展的數據存儲器 (地址范圍: 0000HxxxxH)只能采用MOVX指令(即外部數據存儲器和I/O地址)訪問2022

6、-6-118 數據存儲器片內RAM 128字節(jié)（00H7FH）00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH5252子系列才有子系列才有的的RAMRAM區(qū)區(qū)僅可以僅可以間接間接尋址尋址普通普通RAMRAM區(qū)區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)SFRSFR分布在分布在80H-FFH80H-FFH僅可僅可直接直接尋址尋址80H80HFFHFFH所有的所有的RAMRAM區(qū)區(qū)( (包括位尋包括位尋址區(qū)、工作寄存器區(qū)）都址區(qū)、工作寄存器區(qū)）都可以用于存放數據，故也可以用于存放數據，故也稱為稱為數據緩存寄存器數據緩存寄存器89C5189C51 128

7、128字節(jié)字節(jié)2022-6-119數據存儲器片內RAM前32個單元是工作寄存器區(qū)(00H1FH)也稱之為：通用寄存器區(qū) (32個字節(jié)地址)00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH52子系列才有子系列才有的的RAM區(qū)區(qū)普通普通RAM區(qū)區(qū)位尋址區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)3工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)2工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)1工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)00FH10H17H18H2022-6-1110數據存儲器RS1，RS0 =

8、 0 0 則選擇了工作寄存器組 0 區(qū)R0R7分別代表00H 07H單元。RS1，RS0 = 0 1 則選擇了工作寄存器組 1 區(qū)R0R7分別代表08H 0FH單元。RS1，RS0 = 1 0 則選擇了工作寄存器組 2 區(qū) R0R7分別代表10H 17H單元。RS1，RS0 = 1 1 則選擇了工作寄存器組 3 區(qū)R0R7分別代表18H 1FH單元。CYACF0RS1PSW.7RS0OVP工作寄存器使用哪一組由特殊功能寄存器(PSW)的RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)位狀態(tài)來選擇：PSW.4PSW.0PSW.32022-6-1111數據存儲器片內RAM中有128個可按位尋址的位。 位

9、地址:00H7FH 分布在:20H2FH單元00H20H2FH7FH1FH30H80HFFH52子系列才有的RAM區(qū)普通RAM區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)單元地址（字節(jié)地址）單元地址（字節(jié)地址）27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B

10、3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 407F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78位地址位地址2022-6-1112字節(jié)地址字節(jié)地址C 對應的對應的起始位地址起始位地址B為為位地址位地址B 對應的對應的字節(jié)地址字節(jié)地址C 及及偏移偏移d 分別為分別為(20) 08BCHH(08)20 mod 08CBHHdBH通用位變量地址空間的通用位變量地址空間的位地址和字節(jié)地址關系位地址和字節(jié)地址關系單元地址（字節(jié)地址）單元地址（字節(jié)地址）C27H22H21H20H26H24H25H23H28H2FH07 06 05 04 03 02 01 000F 0E 0D 0C 0B 0A

11、 09 0817 16 15 14 13 12 11 101F 1E 1D 1C 1B 1A 19 1827 26 25 24 23 22 21 202F 2E 2D 2C 2B 2A 29 2837 36 35 34 33 32 31 303F 3E 3D 3C 3B 3A 39 3847 46 45 44 43 42 41 407F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78位地址位地址B2022-6-1113MCS-51單片機的特殊功能寄存器 標準標準8031和和8051等具有等具有21個個SFRs; 8032和和8052等具有等具有27個個SFRs8052特有的特有的6個個SFRs請問請

12、問: 為什么為什么8052比比8051多出多出6個個SFRs? 128個特殊功能位個特殊功能位,位地址位地址: 80HFFH(詳見下頁詳見下頁)DPTR8052的的27個個SFRs控制控制以下功能單元以下功能單元: 4個個PIO端口端口 5個中斷源個中斷源 1個串行端口個串行端口 3個個16位定時位定時/計數器計數器 等等.n其它衍生的類型可能集成了更多的特殊功能單元其它衍生的類型可能集成了更多的特殊功能單元(如如ADC和和DAC, 串行端串行端口等口等), 所以將具有更多的所以將具有更多的SFRs2022-6-1114特殊功能位(SFR中的特殊位變量)2022-6-1115外部數據存儲器nM

13、CS-51外部數據存儲器尋址空間為64KB。n對外部數據存儲器的訪問采用寄存器間接尋址方式。間址寄存器有R0，R1（尋址范圍僅256B）和數據指針DPTR（尋址范圍達64KB）。n訪問外部數據存儲器用MOVX類指令，當執(zhí)行MOVX指令時，單片機就會產生RD、WR信號選通，以對外部數據存儲器產生讀寫操作。 2022-6-1116不同存儲空間的訪問方法程序存儲器 (無論片內的或片外的)只能用MOVC查表指令訪問(僅允許讀! 為什么?)數據存儲器低128字節(jié)RAM: 支持多種訪問方式高128字節(jié)RAM: 僅支持間接地址訪問SFR: 僅支持直接地址訪問擴展的(并行)數據存儲器(無論片內的或片外的)只能

14、采用MOVX指令訪問2022-6-1117MCS-51單片機地址空間的編址一個系統(tǒng)的所有程序存儲器采用統(tǒng)一編址, 占用地址范圍: 0000HFFFFH, 允許重疊但不能同時使用片內低128字節(jié)和高128字節(jié)RAM以及SFR統(tǒng)一編址, 占用地址范圍: 00HFFH片內擴展的數據存儲器和片外擴展的數據都可以占用地址空間: 0000HFFFFH, 需要有特殊功能位或SFR來識別并行擴展的數據存儲器與并行擴展的I/O端口統(tǒng)一編址, 占用地址空間: 0000HFFFFH, 不允許重疊總結總結第2講和本講內容, MCS-51單片機的基本資源包括u 片內128字節(jié)(8051)/256字節(jié)(8052)RAMu 片內064K字節(jié)ROMu 最大可分別擴展64K字節(jié)程序存儲器, 64K字節(jié)數據存儲器(以及I/O)u 一個布爾處理器, 有位變量存儲空間, 支持位操作u 4個8位雙向可編程I/O端口u 5個中斷源, 分2級優(yōu)先級u 2個(8051)/3個(8052)16位定時/計數器u 1個串行端口問題和討論194個通用寄存器組在使用時有什么特殊作用?為什么特殊功能位的起始地址是從80H, 而不是從00H?MCS-51單片機的地址空間編