电子技术课件-第五课--存储器.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,存储器、堆栈、,SFR,1,数据存储器,RAM,（,Random Access Memory,）,程序存储器,ROM,（,Read Only Memory,）,闪速存储器,Flash Memory,EPROM,（,UV,）,Erazible,Programmable ROM,EEPROM/E,2,PROM,Electrical Erasable,Programmable ROM,静态存储器,SRAM,Static RAM,（,动态存储器,DRAM,Dynamic RAM,）,按字节寻址：每个字节,(8,个位,),占一个地址,按位寻址：有的存储器每一个位就有一个地址,单片机的存储器,几个有关的概念：,2,8051,的存储器组织,8051,存储器可以分成两大类：,RAM,，,CPU,在运行时能随时进行数据的写入和读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。它用来存放暂时性的输入输出数据、运算的中间结果或用作堆栈。,ROM,是一种写入信息后不易改写的存储器。断电后，,ROM,中的信息保留不变。用来存放固定的程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。,3,2.1.1,普林斯顿结构,一般微机通常只有,一个逻辑空间,，,可以随意安排,ROM,或,RAM,。,访问存储器时，同一地址对应唯一的存储单元，可以是,ROM,也可以是,RAM,，,并用同类访问指令。,这种结构称为普林斯顿结构。,4,2.1.2,哈佛结构,8051,单片机与一般微机的存储器配置方式很不相同。,51,单片机的存储器在物理结构上分为程序存储空间和数据存储空间，共有四个：片内和片外程序存储空间以及片内和片外数据存储空间，这种在物理结构上,把程序存储器和数据存储器分开,的结构形式称为哈佛结构。,5,6,89C51,单片机存储器配置,片内,RAM,128,字节（,00H,7FH,）；,片内,RAM,前,32,个单元是工作寄存器区,(00H,1FH),片内,RAM,有,128,个可按位寻址的位，占,16,个单元。,位地址编号为：,00H,7FH,，,分布在,20H,2FH,单元,片内,21,个特殊功能寄存器,(,SFR,),中：地址号能被,8,整除的,SFR,中的各位,也可,按位寻址,（,P.33-34,）,可寻址片外,RAM,64K,字节（,0000H,FFFFH,）,可寻址片外,ROM,64K,字节（,0000H,FFFFH,）,片内,Flash,ROM,4K,字节（,000H,FFFH,）,7,8051,在逻辑上，即从用户角度上,8051,有三个存储空间：,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,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：,片内外程序存储器空间,-,MOVC,片内数据存储器空间和,SFR-,MOV,片外数据存储器地址空间,-,MOVX,8,52,对应的,RAM,有,384Byte,，其中多出的,128Byte,只能进行间接寻址用,而,C51,是通过对自定义的数据类型来区分访问的存储空间的：,片内外程序存储器空间,-,code,片内数据存储器空间和,SFR-,data,片外数据存储器地址空间,-,xdata,片内间接寻址区间,-,idata,9,存储器配置,（,片内,RAM,）,片内,RAM,128,字节,（,00H7FH,）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,SFR,分布在,80H-FFH,其中,92,个位可位寻址,80H,FFH,所有的,RAM,区,(,包括,位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为,数据缓存寄存器,89C51,128,字节,10,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器区,3,工作寄存器区,2,工作寄存器区,1,工作寄存器区,0,0FH,10H,17H,18H,片内,RAM,前,32,个单元是,工作寄存器区,(00H,1FH),存储器配置,（,片内,RAM,）,11,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,27H,22H,21H,20H,26H,24H,25H,23H,28H,2FH,单元地址,07 06 05 04 03 02 01 00,0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08,17 16 15 14 13 12 11 10,1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18,27 26 25 24 23 22 21 20,2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28,37 36 35 34 33 32 31 30,3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38,47 46 45 44 43 42 41 40,7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78,位,地址,总共,128,个可按位寻址的位,片内,RAM,中有,128,个可按位寻址的位。,位地址,:,00H,7FH,分布在,:,20H,2FH,单元,存储器配置,（,片内,RAM,）,12,这些可位寻址的空间，可通过执行指令直接对某一位进行操作，如置,1,、清,0,或判,1,、判,0,等，可用作软件标志位或用于位（布尔）处理。,这是一般微机所不具备的，这种位寻址能力是,8051,所独有的。,20H2FH,：既可以字节操作，又可以位操作，但是要用不同的指令来区分；,mov,20h,a,setb,00h,setb,20.0,13,存储器配置,（,片内,RAM,）,89C,51,片内,RAM,128,字节,（,00H7FH,）,89C,52,片内,RAM,256,字节,（,00H0FFH,）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,SFR,分布在,80H-FFH,其中,92,个位可位寻址,80H,FFH,89C,51,128,字节,89C,52,256,字节,只能直接寻址,只能寄存器间接寻址,(P14),既可间接寻址,又可直接寻址,14,程序存储器,外部,ROM,内部,ROM,(EA=1),外部,ROM,(EA=0),0000H,0000H,0FFFH,0FFFH,1000H,FFFFH,15,在程序存储器中，有,6,个单元具有特殊功能,0003H,：,外部中断,0,入口,。,000BH,：,定时器,0,溢出中断入口,。,0013H,：,外部中断,1,入口,。,001BH,：,定时器,1,溢出中断入口,。,0023H,：,串行口中断,入口。,52,还有,002BH,对应,T2,中断。,使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或者从,0000H,起始地址跳转到用户设计的初始程序上。,0000H,:,8051,复位后，,PC,0000H,，,即程序从,0000H,开始执行指令。,16,org0000h,jmp,main,（跳过中断入口地址区）,org0100h,main:,mov,p1,#55h,mov,r0,#3fh,Loop:,djnz,r0,loop,cpl,a,mov,p1,a,jmp,main,end,17,可寻址片外,RAM 64K,字节,（,0000HFFFFH,）；,可寻址片外,ROM 64K,字节,（,0000HFFFFH,）；,片内,Flash ROM 4K,字节,（,0000H FFFH,）；,FFFFH,0000H,可寻址,片外,RAM,64K,字节,FFFFH,0000H,可寻址,片外,ROM,64K,字节,FFFH,000H,可寻址,片内,Flash ROM,4K,字节,89C51,7FH,00H,片内,RAM,128,字节,FFH,80H,存储器配置,（,片内,RAM,）,18,堆栈,：,在,片,内,RAM,中，常常要指定一个专门的区域来存放某些,特别的,数据,它遵循,先进后出,和,后进先出,(LIFO/FILO,）,的原则,这个,RAM,区,叫,堆栈,。,功用,：,1,）子程序调用,和,中断服务,时,CPU,自动将当前,PC,值,压栈保存，返回时自动将,PC,值弹栈。,2,）保护现场,/,恢复现场,3,）数据传输,19,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,SP,栈顶,下一个进栈的数据将存在此,数据进栈,已经进栈的数据存放在此,初始,SP,复位后,SP=07H,，,数据进栈时：,首先,SP+1,指向,08H,单元，第一个放进堆栈的数据将放进,08H,单元，然后,SP,再自动增,1,，仍指着栈顶,堆栈区由特殊功能寄存器,堆栈指针,SP,管理,堆栈区可以安排在,RAM,区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的,RAM,区，通常,放在,RAM,区的,靠后,的位置。,20,从,堆栈取出数据时,：,取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后,SP,再自动减,1,，仍指着栈顶,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,SP,栈顶,当前要出栈的数据,数据出栈,SP-1,指向下一个将要出栈的数据,初始,SP,堆栈区由特殊功能寄存器,堆栈指针,SP,管理,堆栈区可以安排在,RAM,区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的,RAM,区，通常,放在,RAM,区的,靠后,的位置。,21,从,堆栈取出数据时,：,取出的数据是最近放进去的一个数据，也就是当前栈顶的数据。然后,SP,再自动减,1,，仍指着栈顶,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,SP-1,指向新的栈顶,也就是下一个将要出栈的数据,数据出栈,初始,SP,堆栈区由特殊功能寄存器,堆栈指针,SP,管理,堆栈区可以安排在,RAM,区任意位置，一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的,RAM,区，通常,放在,RAM,区的,靠后,的位置。,22,在实际应用中，常需在,RAM,区设置堆栈。,80C51,的,堆栈一般设在,30H7FH,的范围内。,栈顶的位置由,SP,寄存器指示。,复位时,SP,的初值为,07H,，在系统初始化时可以重新设置。,23,push a,push b,push PSW,.,pop a,pop b,pop PSW,这样的指令顺序对不对？,24,89C51,特殊功能寄存器,(SFR),特殊功能寄存器,SFR,（,专用寄存器）,专用于,控制、选择、管理、存放,单片机内部各部分的工作,方式、条件、状态、结果,的寄存器,。,不同的,SFR,管理不同的硬件模块，负责不同的功能,各司其职,换言之：要让单片机实现预定的功能，必须有相应的硬件和软件，,而软件中最重要的一项工作就是对,SFR,写命令（要求）,。,25,标识符号,地址,寄存器名称,ACC,0E0H,累加器,B,0F0H,B,寄存器,PSW,0D0H,程序状态字,SP,81H,堆栈指针,DPTR,82H,、,83H,数据指针,(16,位,),含,DPL,和,DPH,IE,0A8H,中断允许控制寄存器,IP,0B8H,中断优先控制寄存器,P0,80H,I/O,口,0,寄存器,P1,90H,I/O,口,1,寄存器,P2,0A0H,I/O,口,2,寄存器,26,标识符号,地址,寄存器名称,P3,0B0H,I/O,口,3,寄存器,PCON,87H,电源控制及波特率选择寄存器,SCON,98H,串行口控制寄存器,SBUF,99H,串行数据缓冲寄存器,TCON,88H,定时控制寄存器,TMOD,89H,定时器方式选择寄存器,TL0,8AH,定时器,0,低,8,位,TH0,8CH,定时器,0,高,8,位,TL1,8BH,定时器,1,低,8,位,TH1,8DH,定时器,1,高,8,位,27,P0,、,P1,、,P2,、,P3,：,四个并行输入,/,输出口的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。,SCON(S,erial,Control Register,),SBUF(,Serial Date,Buf,fer,),PCON(,P,ower,Con,trol Register,),与端口相关的（,7,个）,与定时,/,计数器相关的（,6,个）,TMOD(T,imer/Counter,Mod,e,Register,),定时器工作模式寄存器。,TCON(T,imer/Counter,Con,trol,Register,),定时器控制寄存器。,TH0,、,TL0,、,TH1,、,TL1,：,分别是,T0,、,T1,的记数初值寄存器。,28,IP(I,nterrupt,P,riority,Register,),IE(I,nterrupt,E,nable,Register,),与中断相关的（,2,个）,29,程序计数器,PC,（,Program Counter,）,PC,不是,一个特殊功能寄存器,SFR,，,但其作 用又十分重要和特殊,!,特点：,它是,16,位,的按机器周期,自动增,1,计数器,一切,分支,/,跳转,/,调用,/,中断,/,复位,等操作的,本质,就是,:,改变,PC,值,总指向下一条指令所在首地址,(,当前,PC,值,),特殊功能寄存器,(PC),30,DPTR (D,ata,P,oin,t,e,r),（,分成,DPH,、,DPL,两个,）：,数据指针可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。,31,数据指针寄存器,DPTR,数据指针,DPTR,是一个,16,位的专用寄存器,其高位字节寄存器用,DPH,表示,低位字节寄存器用,DPL,表示。既可作为一个,16,位寄存器,DPTR,来处理,也可作为两个独立的,8,位寄存器,DPH,和,DPL,来处理。,DPTR,主要用来存放,16,位地址,当对,64 KB,外部数据存储器空间寻址时,作为间址寄存器用。在访问程序存储器时,用作基址寄存器。,mov,a,a+dptr,32,89C51,有,21,个,SFR(89C52,有,26,个,),P.33,34,已知的,P0,、,P1,、,P2,、,P3,等四个,8,位,I/O,口,分别由名为,P0,、,P1,、,P2,、,P3,四个,SFR,代表。,堆栈指针寄存器,SP,（,Stack Pointer):,总是指向栈顶,压栈时先,(SP)+1,然后数据进栈；弹栈时数据先出栈 然后,(SP)-1,。,累加器,ACC:,一个被众多指令用得最频繁的特殊功能寄存器,(,如：运算、数据传输,),。,副累加器,B,:,一个经常与,ACC,配合在一起使用的特殊功能寄存器,(,如：乘法、除法,),，此外，它也经常当作普通寄存器使用。,特殊功能寄存器,(P0P3,SP,A,B),33,程序状态字寄存器,PSW,：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,CY,(PSW.7),进位,/,借位标志位,。若,ACC,在运算过程中发生了进位或借位，则,CY=1,；,否则,=0,。它也是,布尔处理器,的,位累加器,，可用于布尔,操作,。,AC,(PSW.6),半进位,/,借位标志位。,若,ACC,在运算过程中，,D3,位向,D4,位发生了进位或借位，则,CY=1,否则,=0,。机器在执行,“,DA A,”,指令时,自动,要判断这一位，我们可以暂时不关心它。,F0,(PSW.5),可由用户定义的标志位。,PSW.6,PSW.5,特殊功能寄存器,(PSW),34,程序状态字寄存器,PSW,：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,PSW.6,PSW.5,特殊功能寄存器,(PSW),例：,78H+97H,0111 1000,+1001 0111,1 0000 1111,有进位,CY=1,没有半进位,AC=0,35,程序状态字寄存器,PSW,（,续）,：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,RS1,(PSW.4),、,RS0,(PSW.3),工作寄存器组选择位,。,RS1,，,RS0=0 1,则选择了工作寄存器组,1,区,R0,R7,分别,代表,08H,0FH,单元。,RS1,，,RS0=1 0,则选择了工作寄存器组,2,区,R0,R7,分别,代表,10H,17H,单元。,RS1,，,RS0=1 1,则选择了工作寄存器组,3,区,R0,R7,分别,代表,18H,1FH,单元。,PSW.4 PSW.3,RS1,，,RS0=0 0,则选择了工作寄存器组,0,区,R0,R7,分别,代表,08H,0FH,单元。,36,片内,RAM,前,32,个单元,(00H,1FH),是工作寄存器区,(,由,PSW,中的,RS1,RS0,决定,),00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,R0,R2,R1,R3,R4,R5,R6,R7,07H,02H,01H,00H,06H,04H,05H,03H,08H,1FH,工作寄存器区,3,工作寄存器区,2,工作寄存器区,1,工作寄存器区,0,37,程序状态字寄存器,PSW,（,续）,：,CY,AC,F0,RS0,OV,P,RS1,PSW.7,PSW.0,OV,(PSW.2),溢出标志位。,OV=1,时特指累加器在进行带符号数,(-128,+127),运算时出错（超出范围）；,OV=0,时未出错。,PSW.1,未定义,。,P,(PSW.0),奇偶标志位。,P=1,表示累加器中,“,1,”,的个数,为奇数,P=0,表示累加器中,“,1,”,的个数,为偶数,CPU,随时监视着,ACC,中的,“,1,”,的个数,并反映在,PSW,中,PSW.2,PSW.1,例：某运算结果是,78H,（,01111000,）,，,P=0,。,它常用在校验串行通信中的数据是否出错。,38,89C51,单片机存储器配置,片内,RAM,128,字节（,00H7FH,）；,片内,RAM,前,32,个单元是工作寄存器区,(00H1FH),片内,RAM,有,128,个可按位寻址的位，占,16,个单元。,位地址编号为：,00H7FH,分布在：,20H2FH,单元,片内,21,个特殊功能寄存器,(SFR),中：地址号能被,8,整除的,SFR,中的各位,也可,按位寻址,可寻址片外,RAM,64K,字节（,0000HFFFFH,）,可寻址片外,ROM,64K,字节（,0000HFFFFH,）,片内,Flash,ROM,4K,字节（,000HFFFH,）,小结,39,存储器配置,（片内,RAM,）,片内,RAM,128,字节,（,00H7FH,）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52,子系列才有,的,RAM,区,普通,RAM,区,位寻址区,工作寄存器区,SFR,分布在,80H-FFH,其中,92,个位可位寻址,80H,FFH,所有的,RAM,区,(,包括,位寻址区、工作寄存器区）都可以用于存放数据，故也称为,数据缓存寄存器,128,字节,小结,40,单片机存储器配置,（片外,RAM/ROM,）,可寻址片外,RAM 64K,字节,（,0000HFFFFH,）；,可寻址片外,ROM 64K,字节,（,0000HFFFFH,）；,片内,Flash ROM 4K,字节,（,000HFFFH,）；,FFFFH,0000H,可寻址,片外,RAM,64K,字节,FFFFH,0000H,可寻址,片外,ROM,64K,字节,FFFH,000H,可寻址,片内,Flash ROM,4K,字节,89C51,7FH,00H,片内,RAM,128,字节,FFH,80H,小结,41,