80C51存储器配置PPT.ppt

哈佛结构哈佛结构 80C51的存储器配置方式与其他常用的微机系统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。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程序存储器用于存放程序和表格常数。常数。数据存储器用于存放程序运行数据和结果。数据存储器用于存放程序运行数据和结果。四、四、80C51单片机的存储器配置单片机的存储器配置1从功能上分，从功能上分，MCS-51分为分为5个地址空间个地址空间l 程序存储器程序存储器 ROMl片内数据存储器片内数据存储器 RAMl 特殊功能寄存器区特殊功能寄存器区 SFRl 位寻址区位寻址区l 外部扩展的数据存储器外部扩展的数据存储器 RAM（I/O）区）区存储空间存储空间2从从物理空间物理空间上分，上分，MCS-51有有4个存储器地址空间个存储器地址空间l片内数据存储器片内数据存储器l片外数据存储器片外数据存储器l片内程序存储器片内程序存储器l片外程序存储器片外程序存储器存储空间存储空间8XX51外部数据 存储器 (RAM)外部程序 存储器 (ROM)内部程序 存储器内部数据 存储器380C5180C51存储空间配置图存储空间配置图 存储空间存储空间4EA=1内部内部外部外部EA=00000H0FFFH0FFFH0000H1000H外部外部FFFFH51系列程序存储器配置图系列程序存储器配置图4KB接地接地5程序存储器分配程序存储器分配0000H复位入口：单片机从此处开始执行程序复位入口：单片机从此处开始执行程序000BH0013H001BH0023H0003H外部中断外部中断0 0中断入口地址中断入口地址定时定时/计数器计数器0 0中断入口地址中断入口地址外部中断外部中断1 1中断入口地址中断入口地址定时定时/计数器计数器1 1中断入口地址中断入口地址串行中断入口地址串行中断入口地址0030H实际编程区实际编程区0030HFFFFH注意：注意：0000H0000H0002H0002H单元被保留用于初始化单元被保留用于初始化6外部程序存储区扩展外部程序存储区扩展7地址范围地址范围：0000H0000HFFFFHFFFFH，共，共64KB(65536B)64KB(65536B)。其中。其中:低段低段4KB4KB：0000H0000H0FFFH0FFFH 80C51 80C51和和87C5187C51在片内，在片内，80C3180C31在片外。在片外。高段高段60KB60KB：1000H1000HFFFFHFFFFH。在片外。在片外。读写读写ROMROM用用MOVCMOVC指令，控制信号是指令，控制信号是PSENPSEN和和EAEA。读读ROMROM是以程序计数器是以程序计数器PCPC作为作为1616位地址指针，依次读相应位地址指针，依次读相应地址地址ROMROM中的指令和数据，每读一个字节，中的指令和数据，每读一个字节，PC+1PCPC+1PC，这是，这是CPUCPU自动形成的。自动形成的。但是有些指令有修改但是有些指令有修改PCPC的功能，例如转移类指令和的功能，例如转移类指令和MOVCMOVC指令，指令，CPUCPU将按修改后将按修改后PCPC的的1616位地址读位地址读ROMROM。程序存储器（程序存储器（ROM）8l读外读外ROMROM的过程：的过程：CPUCPU从从PCPC(程序计数器程序计数器)中取出当前中取出当前ROMROM的的1616位位地址，分别由地址，分别由P0P0口（低口（低8 8位）位）和和P2P2口（高口（高8 8位）位）同同时输出，时输出，ALEALE信号有效时由地址锁存器锁存低信号有效时由地址锁存器锁存低8 8位位地址信号，地址锁存器输出的低地址信号，地址锁存器输出的低8 8位地址信号和位地址信号和P2P2口输出的高口输出的高8 8位地址信号同时加到外位地址信号同时加到外ROM 16ROM 16位地址位地址输入端，输入端，当当PSENPSEN信号有效时信号有效时，外，外ROMROM将相应地址存将相应地址存储单元中的数据送至数据总线（储单元中的数据送至数据总线（P0P0口），口），CPUCPU读入读入后存入指定单元。后存入指定单元。程序存储器（程序存储器（ROM）9v外部数据存储器一般用来存放相对来讲是用不太频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。处理前必须提前从外部数据存储器送到单片机内部。v外部数据存储器地址空间寻址范围为外部数据存储器地址空间寻址范围为64K字节，采字节，采用用R0、R1或或DPTR寄存器间址方式访问。当采用寄存器间址方式访问。当采用R0、R1间址时只能访问间址时只能访问00H0FFH的低的低256字节，采用字节，采用DPTR间址可访问整个间址可访问整个64K字节空间。字节空间。外部数据存储器外部数据存储器10 外部数据存储器外部数据存储器共共64KB64KB 地址范围：地址范围：0000H0000HFFFFHFFFFH读写外读写外RAMRAM用用MOVXMOVX指令，指令，控制信号是控制信号是P3P3口中的口中的RDRD和和WRWR。一般情况下，只有在内一般情况下，只有在内RAM不能满足不能满足应用应用要求时，才外接要求时，才外接RAMRAM。11外外RAM 16RAM 16位地址分别由位地址分别由P0P0口口（低（低8 8位）和位）和P2P2口口（高（高8 8位）同时输出；位）同时输出；ALEALE信号有效时由地址锁存器锁存低信号有效时由地址锁存器锁存低8 8位地址信号，位地址信号，地址锁存器输出的低地址锁存器输出的低8 8位地址信号和位地址信号和P2P2口输出的高口输出的高8 8位地址信号同时加到外位地址信号同时加到外RAM 16RAM 16位地址输入端；位地址输入端；RDRD信号有效时，外信号有效时，外RAMRAM将相应地址存储单元中的数将相应地址存储单元中的数据送至数据总线（据送至数据总线（P0P0口口），），CPUCPU读入后存入指定单元。读入后存入指定单元。读外读外RAM的过程的过程 12写外写外RAM的过程的过程 写外写外RAMRAM的过程与读外的过程与读外RAMRAM的过程相同。只是控制的过程相同。只是控制信号不同，信号换成信号不同，信号换成WRWR信号。当信号。当WRWR信号有效时，信号有效时，外外RAMRAM将数据总线（将数据总线（P0P0口分时传送口分时传送）上的数据写入相）上的数据写入相应地址存储单元中。应地址存储单元中。13 MCS-51 MCS-51单片机的内部数据存储器空间共单片机的内部数据存储器空间共计计256256字节，在功能上有具体分为片内数据存字节，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，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其中片内数据存储器共有128128个字节，占用个字节，占用00H00H7FH7FH地址范围，特殊功能寄存器区占用地址范围，特殊功能寄存器区占用80H80H0FFH0FFH这段空间。这段空间。片内数据存储器片内数据存储器分成：分成：v1 1、工作寄存器区、工作寄存器区v2 2、位寻址区、位寻址区v3 3、通用、通用RAMRAM区三部分区三部分v4 4、特殊功能寄存器区、特殊功能寄存器区内部数据存储器（内内部数据存储器（内RAM）1400H20H2FH7FH1FH30H80H0FFH特殊功能寄存器区 普通RAM区位寻址区 工作寄存器区图 MCS-51单片机的内部数据存储器空间内部数据存储器（内内部数据存储器（内RAM）15内部数据存储器（低内部数据存储器（低128RAM）00H1FH20H2FH30H7FH16内部数据存储器（内内部数据存储器（内RAM）7FH00H80HFFH128B128B17工作寄存器区工作寄存器区 程序状态字程序状态字PSWPSW中的中的RS1RS1、RS0RS0确定工作确定工作寄存器组寄存器组18H1FH工作寄存器工作寄存器3 3组组10H17H工作寄存器工作寄存器2 2组组08H0FH工作寄存器工作寄存器1 1组组00H07H工作寄存器工作寄存器0 0组组18 工作寄存器区分为工作寄存器区分为4 4个区：个区：0 0区、区、1 1区、区、2 2区、区、3 3区。每区有区。每区有8 8个寄存器：个寄存器：R0R0R7R7，寄存器名称，寄存器名称相同。但是，当前工作的寄存器区只能有一个，相同。但是，当前工作的寄存器区只能有一个，由由PSWPSW中的中的D4D4、D3D3位决定。位决定。有专用于工作寄存器操作的指令，读写速有专用于工作寄存器操作的指令，读写速度比一般内度比一般内RAMRAM要快，指令字节比一般直接寻址要快，指令字节比一般直接寻址指令要短，还具有间址功能，能给编程和应用指令要短，还具有间址功能，能给编程和应用带来方便。带来方便。工作寄存器区工作寄存器区 19工作寄存器区工作寄存器区 20位寻址区位寻址区字节字节地址地址位位 地地 址址D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D02FH2FH7FH7FH7EH7EH7DH7DH7CH7CH7BH7BH7AH7AH79H79H78H78H2EH2EH77H77H76H76H75H75H74H74H73H73H72H72H71H71H70H70H2DH2DH6FH6FH6EH6EH6DH6DH6CH6CH6BH6BH6AH6AH69H69H68H68H2CH2CH67H67H66H66H65H65H64H64H63H63H62H62H61H61H60H60H2BH2BH5FH5FH5EH5EH5DH5DH5CH5CH5BH5BH5AH5AH59H59H58H58H2AH2AH57H57H56H56H55H55H54H54H53H53H52H52H51H51H50H50H29H29H4FH4FH4EH4EH4DH4DH4CH4CH4BH4BH4AH4AH49H49H48H48H28H28H47H47H46H46H45H45H44H44H43H43H42H42H41H41H40H40H27H27H3FH3FH3EH3EH3DH3DH3CH3CH3BH3BH3AH3AH39H39H38H38H26H26H37H37H36H36H35H35H34H34H33H33H32H32H31H31H30H30H25H25H2FH2FH2EH2EH2DH2DH2CH2CH2BH2BH2AH2AH29H29H28H28H24H24H27H27H26H26H25H25H24H24H23H23H22H22H21H21H20H20H23H23H1FH1FH1EH1EH1DH1DH1CH1CH1BH1BH1AH1AH19H19H18H18H22H22H17H17H16H16H15H15H14H14H13H13H12H12H11H11H10H10H21H21H0FH0FH0EH0EH0DH0DH0CH0CH0BH0BH0AH0AH09H09H08H08H20H20H07H07H06H06H05H05H04H04H03H03H02H02H01H01H00H00H21位寻址区位寻址区1、地址、地址:从从20H2FH共共16字节（字节（Byte，缩写为英文大写，缩写为英文大写字母字母B）。每字节有）。每字节有8位（位（bit，缩写为小写，缩写为小写b），共），共128位，每一位均有一个位地址，可位寻址、位操作。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即按位地址对该位进行置1、清、清0、求反或判转。、求反或判转。2、用途：、用途：存放各种标志位信息和位数据。存放各种标志位信息和位数据。3、注意事项、注意事项:位地址与字节地址编址相同，容易混淆。位地址与字节地址编址相同，容易混淆。区分方法区分方法:位操作位操作指令指令中的地址是位地址中的地址是位地址;字节操作字节操作指令指令中的地址是字节地址。中的地址是字节地址。22 数据缓冲区数据缓冲区 内部内部RAM中中30H7FH为数据缓冲区，为数据缓冲区，用于存放各种数据和中间结果，起到数据缓用于存放各种数据和中间结果，起到数据缓冲的作用。冲的作用。一般应用中常把堆栈开辟在此区中。一般应用中常把堆栈开辟在此区中。23特殊功能寄存器（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（一）24特殊功能寄存器地址映象表（二）特殊功能寄存器地址映象表（二）特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）25特殊功能寄存器地址映象表（三）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。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（特殊功能寄存器（SFR）26（1）端口）端口P0P3（2）串行数据缓冲器）串行数据缓冲器SBUF 串行数据缓冲器串行数据缓冲器SBUF用于存放欲发送或接收的数据。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一个是接收寄存器。当要发送的数据传送到SBUF时，进入时，进入的是发送缓冲器；当要从的是发送缓冲器；当要从SBUF取数据时，则取自接收缓冲取数据时，则取自接收缓冲器，取走的是刚接收到的数据。器，取走的是刚接收到的数据。（3）定时器）定时器/计数器计数器 80C51单片机有两个单片机有两个16位的定时器位的定时器/计数器计数器T0和和T1。它。它们分别由两个独立的们分别由两个独立的8位寄存器组成，共有位寄存器组成，共有4个独立的寄存器：个独立的寄存器：TH0、TL0、TH1、TL1。可对这。可对这4个寄存器寻址，但不能把个寄存器寻址，但不能把T0和和T1当成当成16位寄存器来访问。位寄存器来访问。（4）其它控制寄存器）其它控制寄存器 IP、IE、TMOD、TCON、SCON和和PCON寄存器分别寄存器分别包含有中断系统、定时器包含有中断系统、定时器/计数器、串行口和供电方式的控计数器、串行口和供电方式的控制和状态位。制和状态位。特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）27堆堆 栈栈由堆栈指针由堆栈指针SP定义位置，定义位置，SP存放存放栈顶地址栈顶地址保护保护CPU现场和现场和断点地址断点地址作用：作用：工作方式：工作方式：“先进后出先进后出”或或“后进先出后进先出”数据压入堆栈时，数据压入堆栈时，SP自动加自动加1，栈区栈区“向上生长向上生长”数据弹出堆栈时，数据弹出堆栈时，SP自动减自动减1，栈区栈区“向下减小向下减小”SP始终指向始终指向栈顶地址栈顶地址中断时中断时转子时转子时由由SPSP组织的内部组织的内部 RAMRAM区域，按区域，按“先进后出先进后出”工作原则。工作原则。系统复位时，系统复位时，SP为为07H，应重新初始化，应重新初始化28SPSP堆栈操作堆栈操作建立堆栈建立堆栈压入操作压入操作弹出操作弹出操作 60H61H62H63H64HA的内容的内容B的内容的内容SPMOV SP,#60HPUSH ACCPUSH BPOP direct SPdirect栈栈 底底29