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1、MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051 单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC ）2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV ）3、以及 64K片外数据存储器的地址空间（MOVX）在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。程序内存 ROM寻址范围： 0000H FFFFH 容量 64KB EA = 1，寻址内部 ROM ；EA = 0 ，寻址外部 RO
2、M 地址长度： 16 位作用： 存放程序及程序运行时所需的常数。七个具有特殊含义的单元是：0000H 系统复位， PC指向此处；0003H 外部中断 0 入口000BH T0 溢出中断入口0013H 外中断 1 入口001BH T1 溢出中断入口0023H 串口中断入口002BH T2 溢出中断入口内部数据存储器RAM 物理上分为两大区： 00H 7FH 即 128B内 RAM 和 SFR区。作用：作数据缓冲器用。下图是 8051 单片机存储器的空间结构图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
3、- - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ ROM ）。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。 MCS-51具有 64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM 的 8031 单片机，它的程序存储器必须外接，空间地
4、址为 64kB，此时单片机的端必须接地。 强制 CPU 从外部程序存储器读取程序。对于内部有 ROM 的 8051 等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部 ROM 的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。当=1 时，程序从片内 ROM 开始执行，当 PC值超过片内 ROM 容量时会自动转向外部 ROM 空间。当=0 时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM 的8031单片机，在实际应用中就要把8031 的引脚接为低电平。 8051 片内有 4kB的程序存储单元，其地址为0000H 0FFFH ，单片机启动复位后，程序计数器
5、的内容为0000H ， 所以系统将从 0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意：其中一组特殊是 0000H 0002H单元，系统复位后， PC为 0000H ，单片名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 机从 0000H单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU 直接去执行用户指定的程序。另一组特殊单元是0003H 002A
6、H ，这 40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H000AH 外部中断 0 中断地址区。 000BH0012H 定时/ 计数器 0 中断地址区。 0013H001AH 外部中断 1 中断地址区。 001BH0022H 定时/ 计数器 1 中断地址区。 0023H002AH 串行中断地址区。可见以上的 40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各自的中断区去执行程序。从上面可以看出，每个中断服务程序只有8 个字节单元，用8 个字节来存放一个中断服务程序显然是不可能的。因此以上地址单元不能用于存放程序的其他内容，只能存放中断服务
7、程序。但是通常情况下，我们是在中断响应的地址区安放一条无条件转移指令，指向程序存储器的其它真正存放中断服务程序的空间去执行, 这样中断响应后， CPU 读到这条转移指令，便转向其他地方去继续执行中断服务程序。下图是 ROM 的地址分配图：从上图中大家可以看到， 0000H-0002H ，只有三个存储单元， 3 个存储单元在我们的程序存放时是存放不了实际意义的程序的，通常我们在实际编写程序时是在这里安排一条ORG 指令，通过 ORG 指令跳转到从 0033H开始的用户 ROM区域，再来安排我们的程序语言。 从 0033 开始的用户 ROM 区域用户可以通过ORG指令任意安排，但在应用中应注意，不
8、要超过了实际的存储空间，不然程序就会找不到。数据存储器数据存储器也称为随机存取数据存储器。数据存储器分为内部数据存储和外部数据存储。 MCS-51内部 RAM 有 128 或 256个字节的用户数据存储（不同的型号有分别），片外最多可扩展64KB的 RAM ，构成两个地址空间，访问片内名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - RAM 用“MOV ”指令，访问片外RAM 用“MOVX”指令。它们是用于存放执行的中间结果和过程
9、数据的。 MCS-51的数据存储器均可读写， 部分单元还可以位寻址。 MCS-51单片机的内部数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间，即：数据存储器空间（低128 单元）；特殊功能寄存器空间（高128 单元）；这两个空间是相连的，从用户角度而言，低128单元才是真正的数据存储器。下面我们就来详细的与大家讲解一下：低 128 单元：片内数据存储器为8 位地址， 所以最大可寻址的范围为256个单元地址，对片外数据存储器采用间接寻址方式，R0、R1和 DPTR 都可以做为间接寻址寄存器，R0 、R1是 8 位的寄存器，即 R0 、R1的寻址范围最大为256 个单元，而 DPTR是 16 位地址
10、指针，寻址范围就可达到64KB 。 也就是说在寻址片外数据存储器时，寻址范围超过了256B ，就不能用 R0、R1做为间接寻址寄存器，而必须用DPTR寄存器做为间接寻址寄存器。从上图中我们可以看到， 8051 单片机片内 RAM 共有 256 个单元（ 00H-FFH ），这256 个单元共分为两部分。其一是地址从00H 7FH单元（共 128个字节）为用户数据 RAM 。从 80H FFH地址单元（也是 128 个字节）为特殊寄存器（ SFR ）单元。从图 1 中可清楚地看出它们的结构分布。1、通用寄存器区（ 00H-1FH ）在 00H1FH共 32 个单元中被均匀地分为四块，每块包含八个
11、8 位寄存器，均以 R0 R7来命名，我们常称这些寄存器为通用寄存器。这四块中的寄存器都称为 R0R7 ，那么在程序中怎么区分和使用它们呢？聪明的INTEL工程师们又安排了一个寄存器程序状态字寄存器（PSW ）来管理它们， CPU 只要定义这个寄存的 PSW 的 D3和 D4位（RS0和 RS1 ），即可选中这四组通用寄存器。对应的编码关系如下表所示。惹程序中并不需要用4 组，那么其余的可用做一般的数据缓冲器， CPU 在复位后，选中第0 组工作寄存器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
12、 - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2、位寻址区（ 20H-2FH ）片内 RAM 的 20H 2FH单元为位寻址区，既可作为一般单元用字节寻址，也可对它们的位进行寻址。位寻址区共有16 个字节， 128 个位，位地址为 00H 7FH 。位地址分配如下表所示：+CPU 能直接寻址这些位，执行例如置“1”、清“ 0”、求“反”、转移，传送和逻辑等操作。我们常称MCS-51 具有布尔处理功能，布尔处理的存储空间指的就是这些为寻址区。3、用户 RAM 区（30H-7FH ）在片内 RAM 低 128单元中，通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，剩下
13、的 80 个单元就是供用户使用的一般RAM 区了，地址单元为30H-7FH 。对这部份区域的使用不作任何规定和限制，但应说明的是，堆栈一般开辟在这个区域。高 128 单元：（ 80H-FFH ）前面提到，在片内的RAM 中，高 128 位是专用寄存器区，因这节比较重要，所以我们单独的安排一节课跟大家介绍。 下节课我们就重点介绍51单片机片内 RAM的高 128 位，即专用寄存器区。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 片外数据存储器在这里我们就先在介绍，在后面关于数据存储器扩展的章节中我们再详细介绍名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -