《STM8S系列单片机原理与应用 教学课件 ppt 作者 潘永雄 第1-5章 第3章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《STM8S系列单片机原理与应用 教学课件 ppt 作者 潘永雄 第1-5章 第3章（103页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 存储器系统及访问,3.1 存储器结构 3.2 存储器读写保护与控制寄存器 3.3 Flash ROM存储器IAP编程,3.1 存储器结构,在STM8S系统内，RAM存储区、EEPROM存储区、引导ROM存储区、Flash ROM存储区，以及与外设有关的寄存器(包括外设控制寄存器、状态寄存器、数据寄存器)均统一安排在16 MB线性地址空间内，即内部地址总线为24位，如图3-1所示。这样，无论是RAM、EEPROM、Flash ROM，还是外设寄存器，其读、写指令的格式与操作数的寻址方式等完全相同。,图3-1 STM8S存储器组织,在图3-1中，16 MB线性地址空间以段(Section)
2、形式组织，每段大小为64 KB。内部地址总线b23b16(最高8位)视为段号；而b15b0被视为段内存储单元的字节编号，即地址形式为00XXXXHFFXXXXH。为减小指令码长度，RAM、EEPROM存储区安排在00段内，这样堆栈指针SP长度就可以缩减为16位。位于00段内的各存储单元也能用16位地址形式访问。另外，16 MB地址空间也可以按页(Page)形式组织，每页大小为256 B。这时，内部地址总线b23b8(高16位)被视为页号；而b7b0被视为页内存储单元的字节编号，即地址形式为0000XXHFFFFXXH。,这样位于0000页内的存储单元，即RAM空间内的前256字节，可用8位地址
3、形式访问。RAM地址空间为000000H003FFFH，目前容量在16 KB之间(000000H0017FFH)，未来最大可以扩充到16 KB，即001800H003FFFH的地址空间目前保留。EEPROM地址空间为004000H0047FFH，目前容量在640 B2 KB之间。,与硬件配置有关的选项字节(Option Bytes)用Flash ROM作为存储介质，地址空间在004800H00487FH之间，共计128字节。内嵌外设(包括通用I/O口、定时器、串行通信口以及AD转换器等)的控制寄存器、状态寄存器以及数据寄存器的映像地址，位于005000H0057FFH之间，可用16位地址形式访
4、问。引导ROM存储区(Boot ROM)位于006000H0067FFH，大小为2 KB，主要存放硬件复位引导程序，即006000H单元是STM8内核CPU复位入口地址。,程序存储器(Flash ROM)地址从008000H单元开始。这意味着，对于容量在32 KB以内的芯片，Flash ROM地址空间为008000H00FFFFH，即全部位于00段内，可使用16位地址形式访问；而对于32 KB以上Flash ROM容量的芯片，须使用24位地址形式访问。 在STM8系统中，存储单元内字、双字(由四个字节组成)等的存放规则是低字节存放在高地址中，高字节存放在低地址中，即采用“大端”方式。,字存储单
5、元起始于字的低位地址，对应于字存储单元的高位字节。字可以按“对齐”方式存放，字低位地址起始于0、2、4、6等偶地址字节；也可以按“非对齐”方式存放，字低位地址起始于1、3、5、7等奇地址字节。例如： LDW X, 0100H ; 将0100H单元内容送XH寄存器，将0101H单元内容送XL寄存器对齐 LDW X, 0101H ; 将0101H单元内容送XH寄存器，将0102H单元内容送XL寄存器非对齐 可见，字低位地址字节的a7a0对应于字的高8位b15b8，字高位地址字节的a15a8对应于字的低8位b7b0。,3.1.1 随机读写RAM存储区 STM8S内部RAM容量在640 B6 KB之间
6、，起始地址为0X00000H，终了地址与芯片内RAM存储器容量有关，可作为用户RAM存储区及堆栈区。RAM存储区内各单元地位相同，即读写指令、寻址方式相同，只是前256字节(00HFFH)支持8位地址形式，指令码短一些。例如：,LD $10, A ; 累加器A送10H(8位地址)单元，指令码为B710(两字节) LD $100, A ; 累加器A送0100H(16位地址)单元，指令码为C70100(三字节) STM8S堆栈区位于RAM存储区高端，特征是堆栈下向生长，数据压入堆后，堆栈指针SP减小；且为空栈结构，数据先入堆，后修改堆栈指针SP。例如执行“PUSH #$33”指令时，(SP)33H
7、，然后SPSP - 1。复位后，堆栈指针 SP内容与芯片内部RAM容量有关：含有6 KB RAM的STM8S芯片，复位后SP为017FFH；含有2 KB RAM的STM8S芯片，复位后SP为007FFH；含有1 KB RAM的STM8S芯片，复位后SP为03FFH，即堆栈被安排在RAM存储区的上端。,3.1.2 Flash ROM存储区 STM8S系列Flash ROM存储器数据总线为32位，即以4个字节作为一个基本的存储单元字(字起始地址最低两位为00)，一次可同时访问4个字节，但也可以只访问其中的一个字节。Flash ROM存储区起始地址为008000H，终了地址与Flash ROM存储器
8、容量有关。其中中断向量表占用128个字节，每个中断向量占用4个字节，用户监控程序可从008080H单元开始存放。,为保护用户关键程序代码，以及中断向量不因意外被误写，STM8S引入了用户启动代码区UBC(User Boot Code)保护机制。因此，Flash ROM存储区可分为UBC(具有二级保护功能)和主程序区(只有一级保护功能)。为调节这两个存储区的相对大小，在Flash ROM中引入了“Page”(页)的概念，将整个Flash ROM存储区视为由若干页组成，页的大小与存储器容量有关。为方便快速擦除，Flash ROM存储区被分成若干块(Block)，块的大小与片内Flash ROM存储
9、器容量有关，如表3-1所示。,表3-1 Flash ROM存储器页、块大小与容量的关系,1. UBC存储区 UBC存储区起始于008000H单元，它是有还是没有以及其值的大小(即UBC存储区包含的Page数目)由选项字节OPT1定义，如表3-2所示。,表3-2 UBC存储区大小与OPT1选项字节内容的关系,当OPT17:0取00H、FFH以外的值时，UBC存储区存在，大小与芯片Flash ROM存储器容量有关。例如，对于STM8S207R8芯片来说，当希望把8000HDFFFH之间存储区作为UBC存储区时(共计24 KB，即48页)，OPT17:0内容应为46，即2EH。 鉴于UBC存储区具有
10、二级保护功能，可将中断向量表、无须修改的程序代码及数表划入UBC区，而将需要通过IAP编程方式改写的代码、数据放在主存储区内。,2. 主存储区 UBC存储区外的Flash ROM存储区称为主程序区。如果没有定义UBC，则主程序区起始地址为008080H单元，即中断入口地址表外的所有Flash ROM单元均属于主程序区。如果定义了UBC存储区，则UBC存储区之上的所有Flash ROM单元属于主程序区。,3.1.3 数据EEPROM 存储区 数据EEPROM存储区起始于004000H单元，大小在640 B2 KB之间，组织方式与Flash ROM相同，即EEPROM中页、块的大小与Flash R
11、OM相同。它主要用于存放需要经常改写的非易失性数据，可重复擦写30万次以上，远高于Flash ROM存储器(1万次)。,3.1.4 硬件配置选项区 硬件配置选项字节位于004800H00487FH，共计128 B。存储介质也是Flash ROM存储器，即具有非易失特性。它主要用于存放系统硬件配置信息，包括存储器读保护字节ROP以及与硬件配置有关的8个选项寄存器及其反码寄存器，如表3-3所示。,表3-3 硬件配置选项字节,在表3-3中： (1) OPT0为ROP(Read-Out Protection)。当该选项字节为0XAAH时，EEPROM、Flash ROM存储器中的信息就处于读保护状态。
12、 (2) OPT1定义了UBC代码区的有无与大小。 (3) OPTBL选项字节定义了复位后启动方式，是执行位于0X6000H开始的引导程序，还是执行复位向量定义的指令码。,3.1.5 通用I/O端口及外设寄存器区 STM8S通用I/O端口与外设寄存器(包括外设控制寄存器、状态寄存器以及数据寄存器)的地址均位于005000H0057FFH之间。,3.1.6 唯一ID号存储区 STM8S系列MCU芯片提供了可按字节方式读取，长度为96 bit(12 Bytes)的唯一器件的ID号。该ID号可作为设备识别码，为程序加密、升级安装提供了身份验证。不同系列STM8S芯片ID号存放位置略有差异，其中STM
13、8S105、STM8S207、STM8S208系列芯片的ID号位于0048CDH0048D8H之间，而STM8S103系列芯片的ID号位于004865H004870H之间。,3.2 存储器读写保护与控制寄存器,3.2.1 存储器读保护(ROP)选择 在ICP编程状态下，如果选项字节OPT0(ROP)被编程为AAH，则EEPROM(DATA区)、Flash ROM(包括UBC和主程序区)均处于读保护状态。用户可在ICP编程状态下，重新指定选项字节OPT0的内容(置为00H)，以解除存储器的读保护状态。不过，一旦取消存储器读保护状态，芯片将自动擦除EEPROM(DATA区)、Flash ROM中的
14、全部信息。,3.2.2 存储器写保护 芯片复位以后，Flash区、DATA区、选项字节就自动处于写保护状态，避免意外写入造成数据丢失。当需要对这些区域进行编程时，可按下述方式解除其写保护状态。 通过IAP方式对UBC存储区以外的主程序区进行编程前，必须向FLASH_PUKR寄存器连续写入两个MASS密钥值(56H、AEH)，解除主程序存储区的写保护状态。如果输入的MASS密钥值不正确，则复位前主程序区就一直处于写保护状态，再向FLASH_PUKR寄存器写入的操作无效，即STM8S主存储器写保护采用“一错即锁”方式，以保证数据的可靠性。,通过IAP方式对EEPROM数据区写入前，必须向FLASH
15、_DUKR寄存器连续写入两个MASS密钥值(AEH、56H)，解除EEPROM数据区的写保护状态。 (AEH、56H)，解除选项字节的写保护状态。在Flash ROM状态寄存器FLASH_CR2的OPT为1、其反码FLASH_NCR2的NOPT为0的情况下，即可对选项字节编程。 值得注意的是，存储器读保护与写保护特性相互独立，即读保护有效与写保护是否有效无关，反之亦然。,3.2.3 存储器控制寄存器 Flash存储器的特性、编程操作由下列寄存器控制。 1. 控制寄存器1(Flash_CR1) Flash_CR1寄存器主要控制Flash存储器在不同状态的 供电。其表示及各位的含义如下： 寄存器名
16、：FLASH_CR1 偏移地址：0X00H; 复位初值：0X00H,HALT：在HALT状态下，Flash ROM电源状态选择。该位由软件置1或清0，若其为0，当MCU处于停机状态时，Flash处于掉电状态(功耗小一些)；若其为1，MCU处于停机状态下，Flash处于加电状态(功耗大一些)。,IE：Flash中断允许。该位由软件置1或清0，若其为0，禁止MCU响应Flash编程结束EOP中断、向保护页写操作错误WR_PG_DIS中断请求(可采用查询方式)；若其为1，允许MCU响应这两个中断请求。 FIX：编程周期选择。若其为0，由MCU自动确定编程时间：当待写入目标单元空白时，自动跳过擦除操作过程，编程时间只有正常时间的1/2；若其为1，无论目标单元是否空白，均执行擦除操作，编程时间长。这一项最好设为0，即由MCU自动选择编程时间。,2. Flash控制寄存器2(Flash_CR2与Flash_NCR2) Flash_CR2寄存器主要涉及Flash存储器编程方式的选择，该寄存器具有反码寄存器Flash_NC
