第五节-单片机的内部存储器的组成课件.ppt

1、存储器的配置存储器的配置 片内、片内、片外统一编址的片外统一编址的64KB的程序存储器空间的程序存储器空间64KB片外数据存储器空间片外数据存储器空间和和256B片内数据存储器空间，片内数据存储器空间， 从用户使用的角度看，从用户使用的角度看，MCS-51存储器空间可存储器空间可以分为三类独立空间：以分为三类独立空间： 第一类是片内、片外统一编址的第一类是片内、片外统一编址的64KB的程序的程序存储器空间存储器空间，如图，如图(a)所示。所示。 第二类是第二类是64KB片外数据存储器空间，如图片外数据存储器空间，如图(b)所示。所示。 第三类是第三类是256B片内数据存储器空间片内数据存储器空

2、间，如图，如图(b)所示。所示。 注意上述三个存储空间的地址是重叠的，所以注意上述三个存储空间的地址是重叠的，所以要用不同种类的指令来访问：要用不同种类的指令来访问：CPU访问片访问片? 内、内、片外片外ROM用用MOVC指令，访问片外指令，访问片外RAM用用MOVX指令，访问片内指令，访问片内RAM用用MOV指令。指令。MOV?40H，60HMOV?DPTR，1000HMOVX?A，DPTR内部数据存储器内部数据存储器RAM 数据存储空间也分成片内和片外两大部分：数据存储空间也分成片内和片外两大部分：? 片外片外RAM为为64KB，地址空间为地址空间为0000HFFFFH，? 地址指针为地址

3、指针为DPTR，片外，片外RAM是用是用存储器芯片存储器芯片? 扩展而成的，参考前面所讲外部存储器扩展部分。片扩展而成的，参考前面所讲外部存储器扩展部分。片内内RAM为为256B，地址为，地址为00HFFH。片内。片内RAM又分为两个部分，又分为两个部分，其中低其中低128B(00H7FH)是真正的是真正的RAM区，高区，高128B(80HFFFFH)为为特特? 殊功能寄存器殊功能寄存器(SFR)区。区。?低低128B128B的的RAMRAM 低低128B按用途可分为按用途可分为3个区：个区： (1)寄存器区寄存器区?低低128BRAM的的低低32个单元称作工个单元称作工? 作寄存器，作寄存器

4、，也称为通用寄存器，常用于也称为通用寄存器，常用于存放操作数及存放操作数及?中间结果等。中间结果等。工作寄存器共分为工作寄存器共分为4组，组号组，组号依次为依次为0、1、2和和? 3，每组有，每组有8个寄存器个寄存器R0R7，每个寄存每个寄存器都是器都是8位。需要说明的是，位。需要说明的是，在任一时刻，只能使用在任一时刻，只能使用4组寄组寄存存?器中的一组，正在使用的器中的一组，正在使用的那组寄存器称作当前工作寄那组寄存器称作当前工作寄?存器组。存器组。工工? 作寄存器的特点作寄存器的特点 在任一时刻，只能使用在任一时刻，只能使用4组寄存组寄存? 器中的一组，正在使用的器中的一组，正在使用的那

5、组寄存器称作当前工作寄那组寄存器称作当前工作寄? 存器组。工作寄存器的这个使存器组。工作寄存器的这个使用特点并不是浪费，换种说法就是用户可以自由选择用特点并不是浪费，换种说法就是用户可以自由选择8个个寄存寄存? 器器R0R7的实际物理地址，比如可以选择第一组工的实际物理地址，比如可以选择第一组工作寄存器，也即设定作寄存器，也即设定R0R7的物理地的物理地? 址为址为08H0FH，用，用户利用这种方法可以方便地达到保护数据的目的。比如选户利用这种方法可以方便地达到保护数据的目的。比如选用第用第1组工作组工作? 寄存器后，可以把一些不希望变化的数据存寄存器后，可以把一些不希望变化的数据存放在第放在

6、第0组组00H07H或第二组或第二组10H1FH单元里，在程序运单元里，在程序运?行中，除非改变当前工作寄存器组，否则这些单元里的内行中，除非改变当前工作寄存器组，否则这些单元里的内容是不会被破坏的。容是不会被破坏的。?MOV?R1，#83H CPU复位后，选中第复位后，选中第0组寄存器为当前的工作寄存器。用组寄存器为当前的工作寄存器。用户可以通过设置特殊功能寄存器八位的程序状态字户可以通过设置特殊功能寄存器八位的程序状态字? PSW中中RSl、RS0两位的值来选择当前工作寄存器组。（两位的值来选择当前工作寄存器组。（?程序状程序状态字态字? PSW将在本节特殊功能寄存器小节中介绍）将在本节特

7、殊功能寄存器小节中介绍） (2) MOV?A，2FH?CLR?A?MOV?2FH，A?位操作指令位操作指令 低低128B单元中，工作寄存器占单元中，工作寄存器占用用32个单元，位寻址区占用个单元，位寻址区占用16个单个单? 元，剩余元，剩余80个字节就是供个字节就是供用户使用的一般用户使用的一般RAM区，其区，其单元地址为单元地址为30H7FH。? 通常把通常把堆栈开辟在此区中，对一般的堆栈开辟在此区中，对一般的应用来说，堆栈只占用一般应用来说，堆栈只占用一般RAM区的少量字节单区的少量字节单?元。元。（堆栈的概念和应用将在在本（堆栈的概念和应用将在在本节特殊功能寄存器中介绍）节特殊功能寄存器

8、中介绍）思考题（1）1 MCS51系列单片机内部有256B的RAM，高128B是特特? 殊功能寄存器殊功能寄存器(SFR)区，低区，低128B128B的的空间分哪三个区域：空间分哪三个区域： ， ， 。2 2 指令指令SETB 40HSETB 40H中中40H40H是字节地址。（是字节地址。（ ）3 3 指令指令MOV AMOV A，40H40H中中40H40H是字节地址。（是字节地址。（ ）4 4 工作寄存器组，有工作寄存器组，有 个工作寄存器组成，它个工作寄存器组成，它们的名称分别为们的名称分别为 。5 5 位寻址区的可寻址的位有位寻址区的可寻址的位有 个，位寻址区在个，位寻址区在片内片内

9、RAMRAM中的字节地址范围中的字节地址范围 。高高128B的的RAM 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）区）区 片内高片内高128B的的RAM也称为特殊功能寄存器（也称为特殊功能寄存器（SFRSpecial?function?Register）区，共有）区，共有21个个SFR，见下表。，见下表。 具有位寻址能力的具有位寻址能力的SFR的位地址表的位地址表 ?LOOP:?CLR?P1.0?LCALL?DELAY?SETB?P1.0?LCALL?DELAY?SJMP?LOOP 90H 累加器为累加器为8位寄存器，是最常用的寄存器，它的功能位寄存器，是最常用的寄存器，它的功能较多，地位重要。

10、它既可用于存放操作数，也可用较多，地位重要。它既可用于存放操作数，也可用来存放运算的中间结果。来存放运算的中间结果。MCS-51单片机中大部分单单片机中大部分单操作数就取自累加器操作数就取自累加器A，许多双操作数指令中的一，许多双操作数指令中的一个操作数也是取自累加器个操作数也是取自累加器A。?MOV?A，#09H?MOVX?A，DPTR? 累加器自身带有零标志累加器自身带有零标志Z。累加器的值为。累加器的值为0时，零标时，零标志志Z1；累加器的值不为；累加器的值不为0时，零标志时，零标志Z=0。? MOV?DPTR，1000H?MOVX?A，DPTR程序计数器程序计数器PC PC是一个是一个

11、16位的计数位的计数器，器，PC是程序存储器是程序存储器ROM中指令机器码的中指令机器码的地址指针，地址指针，PC中的内中的内容是将要执行的下一条容是将要执行的下一条?指令机器码的地址。指令机器码的地址。它它指示的地址范围是指示的地址范围是64KB，即一个，即一个MCS-51单单? 片机的片机的ROM的最大的最大容量是容量是64KB，左图是，左图是程序运行顺序与程序运行顺序与PC变变?化关系的示意图。系统化关系的示意图。系统上电复位后，上电复位后，PC?=?0000H，随着程序的执，随着程序的执?行，行，PC的值是自动加的值是自动加1的，即一个八位二进制的，即一个八位二进制机器码取出执行后，机

12、器码取出执行后，PC的值自的值自? 动加动加1。用户。用户可以通过转移、调用和可以通过转移、调用和返回等指令改变返回等指令改变PC内内容，从容，从? 而改变程序执行而改变程序执行的顺序。的顺序。程序计数器程序计数器PC与与数据指针数据指针DPTR的区别的区别 单片机依靠单片机依靠PC所指示的所指示的ROM中指令机器码的地址来读取指令，自动控制着程中指令机器码的地址来读取指令，自动控制着程序的运行，序的运行，DPTR则出现在单片机与外部则出现在单片机与外部RAM或或ROM的数据传送指令，作为的数据传送指令，作为单片机读写片外单片机读写片外RAM或片内和片外统一编址的或片内和片外统一编址的ROM中

13、数据的地址指针。而中数据的地址指针。而单片机内部单片机内部RAM中数据的地址是在数据传送指令中直接提供的。中数据的地址是在数据传送指令中直接提供的。MOV?40H,#60H?该指令的机器码为该指令的机器码为75H?40H?60HMOV DPTR,#1000H MOVX A, DPTR思考题（2） 1 指令MOV A，40H的含义是把立即数40H送到A累加器中。（ ） 2 指令MOV 40H，40H的含义是把立即数40H送到片外RAM地址为40H的存储单元中。（ ） 3 指令MOVX A，DPTR的含义是把片外RAM中以DPTR内容为地址的存储单元中的数据送到A累加器中。（ ） 要把当前工作寄存

14、器组中的工作寄存器要把当前工作寄存器组中的工作寄存器R0的内容的内容05H，R1的的内容内容49H，分别由先至后压入单元地址为，分别由先至后压入单元地址为41H和和42H的堆栈区的堆栈区中，以上过程步骤如图所示。中，以上过程步骤如图所示。步骤（步骤（a）通过指令）通过指令MOV?SP，#40H设置堆栈指示器设置堆栈指示器SP的内容为的内容为40H，40H为堆栈栈顶的地址，为堆栈栈顶的地址，SP指向堆栈的栈顶。指向堆栈的栈顶。步骤（步骤（b），当通过进栈指令），当通过进栈指令PUSH?R0，把工作寄存器，把工作寄存器R0的内容的内容字节字节05H压入堆栈时，堆栈指示器压入堆栈时，堆栈指示器SP先

15、自动加先自动加1，栈顶的地址由，栈顶的地址由40H增为增为41H，进栈的字节，进栈的字节05H于是被存放在地址为于是被存放在地址为41H的栈顶的栈顶单元中。单元中。步骤（步骤（c），当通过进栈指令），当通过进栈指令PUSH?R1，把工作寄存器，把工作寄存器R1的内的内容字节容字节49H压入堆栈时，堆栈指示器压入堆栈时，堆栈指示器SP又先自动加又先自动加1，栈顶的，栈顶的地址则由地址则由41H增为增为42H，进栈的字节，进栈的字节49H被存放在地址为被存放在地址为42H的的栈顶单元中。栈顶单元中。由此可见栈顶位置是活动的，随着字节压入堆栈从低地址向由此可见栈顶位置是活动的，随着字节压入堆栈从低地

16、址向高地址伸展，而栈底是固定的，总是在起初被指令高地址伸展，而栈底是固定的，总是在起初被指令MOV?SP，#40H所设定的位置上。所设定的位置上。步骤（步骤（b）通过出栈指令）通过出栈指令POP?R1，把地址为，把地址为42H的栈顶单元内的的栈顶单元内的数据数据49H弹出给工作寄存器弹出给工作寄存器R1，同时堆栈指示器，同时堆栈指示器SP自动减自动减1，这，这时，时，SP所指向的栈顶单元的地址由所指向的栈顶单元的地址由42H减为减为41H。堆栈主要用于在子程序调用和中断操作中保护断点和堆栈主要用于在子程序调用和中断操作中保护断点和现场内容。此外，也可以用于数据的临时存放。现场内容。此外，也可以用于数据的临时存放。 思考题 （3）