存储组织

2016年11月5日 00:10:54

 

大部分单片机在存储器结构上采用哈佛型结构：程序存储器与数据存储器分开。

S51的存储器配置在

物理结构上有4个存储空间：

①.片内程序存储器

②.片外程序存储器

③.片内数据存储器

④.片外数据存储器。

逻辑结构上有3个存储器地址空间：

①.片内、外统一编址的64KB程序存储器地址空间

②.片内256B的数据存储器地址空间（包含特殊功能寄存器SFR）

③.片外64KB的数据存储器地址空间

1.    程序存储器

只读存储器（ROM），专门用于存放程序指令字节代码及表格的常数。

S51有4KB的电可擦写的闪速Flash存储器（永久记忆，停电不丢失存储数据），地址为0000H~0FFFH

S51对外功能扩展时有16位的地址总线（P0提供低八位，P2提供高八位），寻址空间为64KB,范围：0000H~FFFFH。

程序存储器地址空间片内、外统一编址，都可用MOVC访问。PSEN非，根据实际需要来扩展。EA非接5V时，CPU从片内0000H单元开始取指令，当PC超过0FFFH时，自动到片外程序存储器地址空间执行程序。

S51有以下6中特殊的地址单元

(1). 0000H: 单片机复位后，PC=0000H，程序从此处开始执行

(2). 0003H（INT0非）：外部中断0入口地址

(3). 000BH（T0）：定时器T0溢出中断入口地址

(4). 0013H（INT1非）：外部中断1入口地址

(5). 001BH（T1）：定时器T1溢出中断入口地址

(6). 0023H：串行口中断入口地址     -----2~6为五个中断源

通常使用时，在这些中断入口地址处安放一条绝对跳转指令

2.    数据存储器

 

用于存放运算结果。数据暂存和缓冲、标志位等

可分为两个地址空间：①.片内256B的RAM（含SFR），地址范围：00H~FFH，用MOV访问（又能分为两部分）

②.片外最大可扩充64KB的RAM区，地址范围：0000H~FFFFH，用MOVX访问，WR非和RD非是该区域的写读控制信号

S51最多可以扩展64KB的外部RAM和I/O接口，即CPU有64KB的外部寻址能力，又因为扩展RAM和I/O接口是统一编址，所以I/O相当于一个RAM的存储单元，CPU都通过MOVX来对它们进行读、写操作

2.5.2    片内数据存储器和特殊功能寄存器（SFR）

片内的RAM又可分为两部分：①. 00~7FH，低128字节地址，有工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲堆栈区

                           ②．80H~FFH，高128字节地址，特殊功能寄存器区

1.    工作寄存器区

 

 

00H~1FH，共32个字节，又称通用寄存器

功能：一般作为数据运算和传送时的暂存地址单元

使用时，由PSW中的RS1和RS0来决定工作寄存器区（每次只允许一组被选中）

CPU复位有效时，自动选择第0区，其他3个区仅能作普通RAM存储单元使用

优点：单机器周期可完成，执行速度快，占用内存少，使用方便效率高

2.    位寻址区

20H~2FH,有16B地址单元，共128位

该区域可直接寻址方式访问，也可位寻址方式访问。每一位都有一个单独的位地址编码（00~7FH）。通常将各种程序状态标志、位控制变了都设置在其中，有些特殊功能寄存器也有位寻址功能。

3.    用户RAM区

30H~7FH，作为普通RAM存储单元

功能：一般用作数据的暂存、缓冲区域

只能直接寻址。实际应用中，在该区域设置堆栈，来保护CPU现场数据。由于SP复位后是07H，与工作寄存器区重叠，必须重新定义。

 

4.    特殊功能寄存器区

MCS-51有21个特殊功能寄存器

S51有26个，被离散地设置在80H~FFH中

 

 

128个字节只用了26个，所以部分地址访问无效

特殊功能寄存器按字节操作时，仅可用直接寻址方式。

若字节地址能被8整除（地址尾数是8或者0）则具有位寻址操作功能

S51有11个这样的寄存器

注：IE中的EA与引脚的EA非无关

其他特殊功能寄存器，将在第五章介绍