mcs-51單片機存儲器結構

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

2、程序存儲器中。MCS51具有64kB程序存儲器尋址空間，它是用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。對于內部無ROM的8031單片機，它的程序存儲器必須外接，空間地址為64kB，此時單片機的端必須接地。強制CPU從外部程序存儲器讀取程序。對于內部有ROM的8051等單片機，正常運行時，則需接高電平，使CPU先從內部的程序存儲中讀取程序，當PC值超過內部ROM的容量時，才會轉向外部的程序存儲器讀取程序。8051片內有4kB的程序存儲單元，其地

3、址為0000H—0FFFH，單片機啟動復位后，程序計數(shù)器的內容為0000H，所以系統(tǒng)將從0000H單元開始執(zhí)行程序。但在程序存儲中有些特殊的單元，這在使用中應加以注意：其中一組特殊是0000H—0002H單元，系統(tǒng)復位后，PC為0000H，單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序，如果程序不是從0000H單元開始，則應在這三個單元中存放一條無條件轉移指令，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定時計數(shù)器0中斷地址區(qū)。0013H—001AH外部中斷1中斷地址區(qū)。001BH—0022H定時計數(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個單元是專門用于存放中斷處理程序的地址單元，中斷響應后，按中斷的類型，自動轉到各自的中斷區(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容，只能存放中斷服務

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

6、128或256個字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)存儲（不同的型號有分別），它們是用于存放執(zhí)行的中間結果和過程數(shù)據(jù)的。MCS51的數(shù)據(jù)存儲器均可讀寫，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單片機的運行狀態(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個特殊功能寄存器，它們被離散地分布在內部RAM的80H—FFH地址中，這些寄存的功能已作了專門的規(guī)定，用戶不能修改其結構。表2是特殊功能寄存器分布一覽表，我們對其主要的寄存器作一些簡單的介紹。程序計數(shù)器PC(programCounter)程序計數(shù)器在物理上是獨立的，它不屬于特殊內部數(shù)據(jù)存儲器塊中。PC是一個16位的計數(shù)器，用于存放一條要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍為64kB，PC有自動加1功能，即完成了一條指令的執(zhí)行后，其內容自動加1

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

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，有的集成了多累加器結構，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。提高單片機的軟件效率。表2特殊功能寄存器特殊功能寄存器標識符號地址寄存器名稱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定時控制寄存器TMOD89H定時器方式選擇寄存器TL08AH定時器0低8位TH08CH定時器0高8位TL18BH定時器1低8位TH18DH定時器1高8位寄存器B在乘除法指令中，乘法