MCS-51存储器和布尔处理器(第3章)

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1、第三章第三章 MCS-51存储器和布尔处理器内存：内存：存放当前执行的程序和数据，主机能 直接访问，存取速度快，容量小。 外存：外存：存放暂不执行的程序和数据，主机不 能直接访问，存取速度慢，容量大。 存储器的功能是存储程序和数据。 3.1 概述3.1.1 存储器的分类DateDate1 1RAM存 储 器双极型：由双极型晶体管构成，速度快 、功耗大、集成度低、价格贵。MOS型：由MOS管构成，速度比双极型 RAM慢、功耗小、集成度高、价格便宜 。按信息的存储方式分为：静态RAM和 动态RAM及新出现的iRAM。 ROMEEPROM，电擦除(擦除以Byte为单位)。 可擦写EPROM，紫外线（

2、一次全部）擦 除，需专门的擦除设备。掩膜ROM,出厂时已固化。 可编程PROM，用户一次固化。 FLASHROM，随机改写，速度快(擦除 以Block为单位) 。DateDate2 2EEPROM FLASHROM区别nFLASH集成度高，容量大，写入速度更 快。nFLASH擦除以Block为单位； EEPROM擦 除以Byte为单位DateDate3 33.1.2 8051的片内存储器8051单片机与一般微机的存储器配置方 式很不相同。一般微机通常采用冯诺依曼结构，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

3、类访问 指令。而MCS-51则不同：DateDate4 48051在物理结构上设计成程序存储器与数 据存储器独立分开的哈佛结构：片内程序存储器4KB（ROM 0000H0FFFH）片内数据存储器128B（RAM 00H7FH）3.2 MCS-51的存储器结构8051在物理结构上有四个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、 片内数据存储器、片外数据存储器。DateDate5 564KB ROMEA=0 EA=10000H0FFFH1000HFFFFH4KB ROMFFH80H7FH00HSFRRAM64KB RAM (I/O)0000HFFFFH片内片外片外程序存储器数据存储器DateDat

4、e6 68051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-MOVXDateDate7 73.2.1 程序存储器及地址空间作用-程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。 8051片内有4K字节ROM，片外用16位地址线最多可扩 展64K字节ROM，两者是统一编址的。如果EA端保持高电平，8051执行片内前4KB ROM地址 (0000H0FFFH) 中的程序。当寻址范围超过4KB（ 10

5、00HFFFFH）时，则从片外存储器取指令。 当EA端保持低电平时，8051的所有取指令操作均在 片外程序存储器中进行，这时片外存储器可以从0000H 开始编址。DateDate8 8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。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程序上。0000H: 8051复位后，PC0000H，即程序从0000H开始执行指令。DateDate9 93.2.2 数据存储器及地址空间数 据

6、 存 储 器片外RAM64KB，地址范围0000HFFFFH片内RAM128B，地址范围00H7FH使用时只能用MOVX指令访问使用MOV指令访问，可以进行堆栈操作DateDate1010片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)寄存器区 4组(32B)7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组寄存器区 4组(32B).由PSW中的2位RS1、RS0来决定选 哪一组为当前工作寄存器：RS1、RS0=00 选0组RS1、RS0=01 选1组RS1、RS0=10 选2组RS1、RS0=11 选3组在位地址区，每一个BIT都有一个 地址，共168=128位00H30

7、H 2FH20H 1FH .DateDate1111片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组寄存器0组寄存器区 4组(32B).RS1、RS0=00R7R6R5R4R3R2R1R000H01H02H03H04H05H06H07H00H30H 2FH20H 1FH .DateDate1212片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组寄存器1组R7R6R5R4R3R2R1R008H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH寄存器区 4组(32B)

8、.RS1、RS0=0100H30H 2FH20H 1FH .DateDate1313片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组寄存器2组R7R6R5R4R3R2R1R010H11H12H13H14H15H16H17H寄存器区 4组(32B).RS1、RS0=1000H30H 2FH20H 1FH .DateDate1414片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组寄存器3组R7R6R5R4R3R2R1R018H19H1AH1BH1CH1DH1E

9、H1FH寄存器区 4组(32B).RS1、RS0=1100H30H 2FH20H 1FH .DateDate1515片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组位地址区20H21H22H23H24H25H26H27H28H29H2AH2BH2CH2DH2EH2FH00H01H02H03H04H05H06H07H08H0FH10H7FH78H 70H 68H 60H 58H 50H 48H 40H 38H 30H 28H 20H77H 6FH 67H1FH5FH 57H 4FH 47H 3FH 37H 2FH 27H 1F

10、H 17H .D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0.00H30H 2FH20H 1FH .DateDate1616片内数据存储器空间分布图通用RAM区(80B) 位地址区(16B)00H30H 2FH20H 1FH7FH寄存器3组 寄存器2组 寄存器1组 寄存器0组通用RAM区.共80个字节，作为一般的数据缓冲 区并可设置堆栈区DateDate17173.2.3 特殊功能寄存器（21个字节）SFR (Special Functional Register) 见书P40表3-6 与ALU相关的（3个）A Register (Accumulator)：累加器，通常用A或ACC表示。可字节

11、寻址(E0H)，也可位寻址(E0HE7H)在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中。B Register：暂存寄存器。暂存寄存器。在做乘、除法时放乘数或除数及结果。PSW (Program Status Word ）：PSW是8位寄存器，用于作为程序运行状态的标志。借此， 可以了解CPU的当前状态，并作出相应的处理。DateDate1818它的各位功能如下：当CPU进行各种逻辑操作或算术运算时，为反映操 作或运算结果的状态，把相应的标志位置1或清0。这 些标志的状态，可由专门的指令来测试，也可通过指 令来读出。它为计算机确定程序的下一步进行方向提 供依据。PSW寄存器中各位的名称及位置如上所

12、示，下 面说明各标志位的作用。D7H D6H D5H D4HD3HD2HD1HD0HCY AC F0 RS1 RS0 OV PPSW位地址DateDate1919 CY：进位标志。加减运算时，保存最高位进位、借位状态。 AC：半进位标志。 例：78H+97H0111 1000+1001 01111 0000 1111 D7H D6H D5H D4HD3HD2HD1H D0HCY AC F0 RS1 RS0 OV PPSW位地址有进位 CY=1没有半进位 AY=0DateDate2020 RS1、RS0：工作寄存器组选择位。0 0 选择工作寄存器0组（内部RAM地址00H07H）0 1 选择工作

13、寄存器1组（内部RAM地址08H0FH）1 0 选择工作寄存器2组（内部RAM地址10H17H）1 1 选择工作寄存器3组（内部RAM地址18H1FH） P：奇偶校验位，它用来表示累加器A内容中二进制数位 “1”的个数的奇偶性。若为奇数，则P=1，否则为0。例：某运算结果是78H（01111000），P=0。D7H D6H D5H D4HD3HD2HD1HD0HCY AC F0 RS1 RS0 OV PPSW位地址DateDate2121F0：用户标志位。作为软件标志，由编程人员决定何时使用。OV：OV（PSW.2）：溢出标志位，运算结果的D7或 D6位中只有一位产生进/借位时，置位OV，表

14、示产生溢出。D7H D6H D5H D4HD3HD2HD1HD0HCY AC F0 RS1 RS0 OV PPSW位地址DateDate2222与指针相关的（2个）SP (Stack Pointer)：堆栈指针，8位寄存器，用来指定堆栈的栈顶位置 ，初值为07H，它是加1计数。DPTR (Data Pointer)（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。DateDate2323P0、P1、P2、P3：四个并行输入/输出口的寄存器（锁存器）。它里面的 内容对应着管脚的输出。 SCON (Serial Co

15、ntrol Register) SBUF (Serial Date Buffer) PCON (Power Control Register) 与端口相关的（7个）与定时/计数器相关的（6个）TMOD (Timer/Counter Mode Register)定时器工作模式寄存器。 TCON (Timer/Counter Control 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。 DateDate2424IP (Interrupt Priority Register) IE (Interrupt Enable Register) 与中断相关的（2个）课堂练习 补充题： 1.下列是关于8031单片机存储空间的描述,分析其对 错： a.特殊功能寄存器容量为21B, 没有位地址。b.外部数据存储器容量可达64kB, 字节地址和位 地址范围均为0000HFFFFHc.程序存储器容量可达64kB, 字节地址和位地址 范围均为0000HFFFFHDateDate2525d. 内部数据存储器容量为128B, 字节地址和位地址 范围均为00H7FH e.特殊功能寄存器容量为21B, 有一部分特殊功能寄 存器具有位地址。 f.程序存储器容量可达64kB,地址范围为0000H FFFFH。2.MCS-51单片机的工作寄存器组