AT89C51单片机存储器结构

第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 第 五 讲 ： AT89C51单 片 机 存 储 器 结 构一 、 半 导 体 存 储 器二 、 存 储 器 空 间 划 分 方 法三 、 数 据 存 储 器 (RAM)四 、 程 序 存 储 器 (RO M)五 、 MCS-51片 外 总 线 构 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 一 、 半 导 体 存 储 器 一 功 能 ： 存 放 程 序 和 数 据 。 二 结 构 ： 由 若 干 存 储 单 元 组 成 。 每 个 存 储 单 元 存 放 若 干 位 （ 4、 8、 16或 32） 二 进 制 数 (由 字 长 决 定 )。 如 图 所 示 。 为 区 分 各 个 存 储 单 元 ， 每 个 单 元 赋 以 一 个 二 进 制 代 码 称 为 存 储 器 的存 储 单 元 地 址 ， 简 称 为 地 址 。 由 于 当 单 元 数 较 多 时 ， 二 进 制 位 数 较 长 ，不 便 于 读 、 写 、 记 ， 所 以 地 址 一 般 用 十 六 进 制 表 示 。 地 址 位 数 与 存 储 单 元 数 之 间 的 关 系 ： 设 有 2 N个 存 储 单 元 ， 则 一 定 有N位 地 址 。 如 有 4=22个 单 元 需 两 位 地 址 ， 00B、 01B、 10B、 11B。 反 之亦 然 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 存 储 器 结 构 示 意 图 ：n 210 D7 D0 存 储 单 元 位 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 三 分 类 （ 按 存 方 式 分 ）1、 随 机 存 取 存 储 器 RAM（ Radom Access Memory） 可 读 可 写 ， 存 取 速 度 快 ， 但 掉 电 信 息 丢 失 。 常 用 于 存放 需 要 暂 时 保 存 的 数 据 ， 因 此 也 叫 数 据 存 储 器 。 又 可 分 为动 态 RAM、 静 态 RAM两 种 类 型 。2、 只 读 存 储 器 ROM（ Read Only Memory） 只 读 不 写 ， 掉 电 后 信 息 不 丢 失 。 常 用 于 存 放 需 要 长 期保 存 的 程 序 ， 因 此 也 叫 程 序 存 储 器 。 又 可 分 为 以 下 几 种 类型 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 （ 1） 掩 膜 ROM： 由 生 产 厂 家 在 制 作 时 用 掩 膜 板 将 程 序 和 数 据 写入 ， 用 户 只 能 使 用 不 能 对 其 进 行 修 改 。 适 用 于 大 批 量 生 产 的 定型 产 品 。（ 2） PROM： 可 一 次 编 程 的 只 读 存 储 器 。 它 允 许 用 户 把 程 序 和 数据 写 入 内 部 ， 但 只 允 许 写 入 一 次 。（ 3） EPROM： 紫 外 线 擦 除 的 只 读 存 储 器 。（ 4） EEPROM（ E 2PROM） ： 电 信 号 擦 除 的 只 读 存 储 器 。（ 5） Flash ROM： 闪 速 存 储 器 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 四 主 要 技 术 指 标1、 存 储 容 量 ： 越 大 越 好 存 储 容 量 =字 数 位 数 = 2N n 字 数 ： 决 定 地 址 线 数 （ 有 2N个 字 一 定 有 N根 地 址 线 ） 位 数 ： 决 定 数 据 线 数 （ 有 n位 一 定 有 n根 数 据 线 ） 如 ： 若 容 量 =32K 8， 则 一 定 有 15根 地 址 线 ， 8根 数 据 线 。2、 存 取 时 间 ： 越 短 越 好3、 可 靠 性 ： 越 稳 定 越 好4、 性 价 比 ： 越 高 越 好 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 二 、 存 储 空 间 器 配 置 方 法 一 计 算 机 的 两 种 不 同 结 构 一 般 微 机 ： 普 林 斯 顿 结 构 ， 将 程 序 和 数据 存 于 同 一 空 间 。 采 用 分 段 （ CS、 DS、 SS、ES） 形 式 存 放 。 也 叫 冯 若 依 曼 结 构 。 AT89系 列 单 片 机 ： 哈 佛 结 构 ， 分 为 程 序存 储 器 （ ROM） 和 数 据 存 储 器 （ RAM） ，将 程 序 和 数 据 分 别 存 放 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 二 、 AT89C51存 储 器 结 构 （ 见 23页 图 2-7）1、 从 物 理 上 看 有 四 个 空 间 ： 片 内 ROM、 片 外 ROM、片 内 RAM、 片 外 RAM。2、 从 用 户 角 度 ， 即 逻 辑 上 看 有 三 个 空 间 ： 片 内 外 统一 编 址 的 64KBROM（ 0000H0FFFFH） 、 片 内256B的 RAM（ 00H0FFH） 、 片 外 64KB的 RAM（ 0000H0FFFFH） 。 分 别 用 MOVC、 MOV、 MOVX 三 个 不 同 的 指 令 来访 问 这 三 个 不 同 的 空 间 。 因 此 ， 三 个 空 间 地 址 可重 叠 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 图 2-7 AT89C51存 储 器 结 构 图 (a) 程 序 存 储 器 地 址 分 配 ； (b) 数 据 存 储 器 地 址 分 配EA 内 部 0FFFH0000H EA 外 部=1 =0外 部FFFFH1000H 内 部RAM 专 用寄 存 器 外 部FFH80H7FH00H 0000HFFFFH(a) (b) 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 三 、 数 据 存 储 器 （ RAM）作 用 ： 用 于 存 放 数 据 ， 运 算 的 中 间 结 果 ， 待 调 试 的 程 序等 等 。 断 电 信 息 丢 失 。地 址 分 配 ： RAM在 物 理 和 逻 辑 上 都 分 为 两 个 地 址 空 间 。一 个 是 片 内 256BRAM； 另 一 个 是 片 外 最 大 可 扩 充64KBRAM。 为 了 区 分 片 内 、 片 外 RAM， MCS-51采 用不 同 的 指 令 访 问 。 访 问 片 内 RAM使 用 MOV指 令 ， 访 问片 外 RAM使 用 MOVX指 令 （ 访 问 ROM使 用 MOVC指令 ） 。 因 此 ， 片 内 、 外 RAM， 片 内 、 外 ROM地 址 空 间 可 重 叠 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 片 内 RAM在 物 理 上 又 可 分 为 两 个 区00H7FH（ 0127） 单 元 组 成 低 128B的 片 内 RAM区 。 又 可 分 为 ： 工 作 寄 存 器 区 （ 00H1FH） ， 4组 共 32个 单 元 ， 每组 8个 工 作 寄 存 器 R0R7。 由 PSW中 的 RS1、 RS0进行 选 择 。 位 寻 址 区 （ 20H2FH） ， 共 16个 字 节 128位 ， 既 可字 节 寻 址 ， 也 可 位 寻 址 。 便 签 区 （ 30H7FH） 共 80个 单 元 为 用 户 RAM区 ， 用于 存 放 数 据 或 作 堆 栈 区 使 用 。 80H0FFH（ 128256） 单 元 组 成 高 128B的 片 内 RAM区 对 52子 系 列 ， 作 一 般 的 RAM区 使 用 对 51子 系 列 ， 称 为 专 用 寄 存 器 （ SFR） 区 （ 见 图 2-3） 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 7FH 30H2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78 2EH 77 76 75 74 73 72 71 70 2DH 6F 6E 6D 6C 6B 6A 69 68 2CH 67 66 65 64 63 62 61 60 2BH 5F 5E 5D 5C 5B 5A 59 58 2AH 57 56 55 54 53 52 51 50 29H 4F 4E 4D 4C 4B 4A 49 48 28H 47 46 45 44 43 42 41 40 位 寻 址 区27H 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 26H 37 36 35 34 33 32 31 3025H 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 21H 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 1FH 3组 18H 17H 2组 10H 通 用 寄 存 器 区0FH 1组 08H 07H 0组 00H 图 2-8 AT89C51内 部 RAM低 128B空 间 分 配 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 四 、 程 序 存 储 器 （ RO M）组 成 ： 由 ROM构 成 ， 切 断 电 源 后 程 序 不 会 丢 失 。作 用 ： 存 放 编 好 的 程 序 以 及 程 序 中 所 用 到 的 常 数 。容 量 ： ROM的 最 大 容 量 为 64KB， 地 址 从 0000H0FFFFH。 8051内 有4KB掩 膜 ROM， 8751内 有 4KBEPROM， 8031内 无 ROM， 必 须外 接 。 片 内 、 外 ROM地 址 是 连 续 的 ， 内 部 为 0000H0FFFH； 外部 为 0000H0FFFFH。注 意 事 项 ： 见 备 注 。 第 2章 AT89C51单 片 机 结 构 和 原 理 五 、 MCS-51片 外 总 线 构AB： 用 来 传 送 片 内 发 送 的 地 址 信 息 的 总 线 。 共 16位 ， P0口 提 供 低 8位 ， P2口 提 供 高 8位 。DB： 片 内 外 之 间 用 来 相 互 传 送 数 据 信 息 的 总 线 。 D0D7共 8位 ， 由 P0口 提 供 。CB： 由 第 二 功 能 下 的 P3口 和 4根 独 立 控 制 线 组 成 。 用 来 传送 控 制 信 息 ， 使 单 片 机 与 外 界 同 步 。 有 的 是 输 入 ， 有的 是 输 出 。