mcs-51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

1、MCS51MCS51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)MCS51的存儲(chǔ)器可分為四類：程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器一個(gè)微處理器能夠聰明地執(zhí)行某種任務(wù)，除了它們強(qiáng)大的硬件外，還需要它們運(yùn)行的軟件，其實(shí)微處理器并不聰明，它們只是完全按照人們預(yù)先編寫的程序而執(zhí)行之。那么設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在微處理器的程序存儲(chǔ)器中，俗稱只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）。程序相當(dāng)于給微處理器處理問題的一系列命令。其實(shí)程序和數(shù)據(jù)一樣，都是由機(jī)器碼組成的代碼串。只是程序代碼則存放于

2、程序存儲(chǔ)器中。MCS51具有64kB程序存儲(chǔ)器尋址空間，它是用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。對(duì)于內(nèi)部無ROM的8031單片機(jī)，它的程序存儲(chǔ)器必須外接，空間地址為64kB，此時(shí)單片機(jī)的端必須接地。強(qiáng)制CPU從外部程序存儲(chǔ)器讀取程序。對(duì)于內(nèi)部有ROM的8051等單片機(jī)，正常運(yùn)行時(shí)，則需接高電平，使CPU先從內(nèi)部的程序存儲(chǔ)中讀取程序，當(dāng)PC值超過內(nèi)部ROM的容量時(shí)，才會(huì)轉(zhuǎn)向外部的程序存儲(chǔ)器讀取程序。8051片內(nèi)有4kB的程序存儲(chǔ)單元，其地

3、址為0000H—0FFFH，單片機(jī)啟動(dòng)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為0000H，所以系統(tǒng)將從0000H單元開始執(zhí)行程序。但在程序存儲(chǔ)中有些特殊的單元，這在使用中應(yīng)加以注意：其中一組特殊是0000H—0002H單元，系統(tǒng)復(fù)位后，PC為0000H，單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序，如果程序不是從0000H單元開始，則應(yīng)在這三個(gè)單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，讓CPU直接去執(zhí)行用戶指定的程序。另一組特殊單元是0003H—002AH，這40個(gè)單元各

4、有用途，它們被均勻地分為五段，它們的定義如下：0003H—000AH外部中斷0中斷地址區(qū)。000BH—0012H定時(shí)計(jì)數(shù)器0中斷地址區(qū)。0013H—001AH外部中斷1中斷地址區(qū)。001BH—0022H定時(shí)計(jì)數(shù)器1中斷地址區(qū)。0023H—002AH串行中斷地址區(qū)。可見以上的40個(gè)單元是專門用于存放中斷處理程序的地址單元，中斷響應(yīng)后，按中斷的類型，自動(dòng)轉(zhuǎn)到各自的中斷區(qū)去執(zhí)行程序。因此以上地址單元不能用于存放程序的其他內(nèi)容，只能存放中斷服務(wù)

5、程序。但是通常情況下，每段只有8個(gè)地址單元是不能存下完整的中斷服務(wù)程序的，因而一般也在中斷響應(yīng)的地址區(qū)安放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，指向程序存儲(chǔ)器的其它真正存放中斷服務(wù)程序的空間去執(zhí)行這樣中斷響應(yīng)后，CPU讀到這條轉(zhuǎn)移指令，便轉(zhuǎn)向其他地方去繼續(xù)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也稱為隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。MCS51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在物理上和邏輯上都分為兩個(gè)地址空間，一個(gè)是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和一個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。MCS51內(nèi)部RAM有

6、128或256個(gè)字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（不同的型號(hào)有分別），它們是用于存放執(zhí)行的中間結(jié)果和過程數(shù)據(jù)的。MCS51的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可讀寫，部分單元還可以位尋址。21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器（SFR）也稱為專用寄存器，特殊功能寄存器反映了MCS51單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。很多功能也通過特殊功能寄存器來定義和控制程序的執(zhí)行。MCS51

7、有21個(gè)特殊功能寄存器，它們被離散地分布在內(nèi)部RAM的80H—FFH地址中，這些寄存的功能已作了專門的規(guī)定，用戶不能修改其結(jié)構(gòu)。表2是特殊功能寄存器分布一覽表，我們對(duì)其主要的寄存器作一些簡(jiǎn)單的介紹。程序計(jì)數(shù)器PC(programCounter)程序計(jì)數(shù)器在物理上是獨(dú)立的，它不屬于特殊內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器塊中。PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，用于存放一條要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64kB，PC有自動(dòng)加1功能，即完成了一條指令的執(zhí)行后，其內(nèi)容自動(dòng)加1

8、。PC本身并沒有地址，因而不可尋址，用戶無法對(duì)它進(jìn)行讀寫，但是可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以控制程序按我們的要求去執(zhí)行。累加器ACC(Accumulat)累加器A是一個(gè)最常用的專用寄存器，大部分單操作指令的一個(gè)操作數(shù)取自累加器，很多雙操作數(shù)指令中的一個(gè)操作數(shù)也取自累加器。加、減、乘、除法運(yùn)算的指令，運(yùn)算結(jié)果都存放于累加器A或AB累加器對(duì)中。大部分的數(shù)據(jù)操作都會(huì)通過累加器A進(jìn)行，它形象于一個(gè)交通要道，在程序比較復(fù)雜的運(yùn)算中，

9、累加器成了制約軟件效率的“瓶頸”，它的功能較多，地位也十分重要。以至于后來發(fā)展的單片機(jī)，有的集成了多累加器結(jié)構(gòu)，或者使用寄存器陣列來代替累加器，即賦予更多寄存器以累加器的功能，目的是解決累加器的“交通堵塞”問題。提高單片機(jī)的軟件效率。表2特殊功能寄存器特殊功能寄存器標(biāo)識(shí)符號(hào)地址寄存器名稱ACC0E0H累加器B0F0HB寄存器PSW0D0H程序狀態(tài)字SP81H堆棧指針DPTR82H、83H數(shù)據(jù)指針（16位）含DPL和DPHIE0A8H中斷

10、允許控制寄存器IP0B8H中斷優(yōu)先控制寄存器P080HIO口0寄存器P190HIO口1寄存器P20A0HIO口2寄存器P30B0HIO口3寄存器PCON87H電源控制及波特率選擇寄存器SCON98H串行口控制寄存器SBUF99H串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器TCON88H定時(shí)控制寄存器TMOD89H定時(shí)器方式選擇寄存器TL08AH定時(shí)器0低8位TH08CH定時(shí)器0高8位TL18BH定時(shí)器1低8位TH18DH定時(shí)器1高8位寄存器B在乘除法指令中，乘法