MCS-51單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用：第3章 MCS-51存儲(chǔ)器

1、第3章 MCS-51存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器空間可劃分為4類： 1、程序存儲(chǔ)器空間 片內(nèi)、片外共64K字節(jié)ROM 2、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間（128個(gè)可位尋址位） 3、特殊功能寄存器SFR（83個(gè)可位尋址位） (Special Function Register) 4、外部數(shù)據(jù)寄存器空間 片外可擴(kuò)展64K字節(jié)RAM特殊功能寄存器 位尋址區(qū)00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH部分可位尋址外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH1000HFFFFH外 部RAM(包含I/O口地址)0000HFFFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間程序存儲(chǔ)器空間工作寄存器區(qū)

2、RAM區(qū)3.1 程序存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器ROM包括片內(nèi)ROM和片外ROM兩個(gè)部分；16位的程序計(jì)數(shù)器PC為程序存儲(chǔ)器地址指針，尋址空間為64KB，上電（或復(fù)位）后PC=0000H；/EA接高電平時(shí)，單片機(jī)啟始從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器取指令，當(dāng)指令地址超過片內(nèi)程序存儲(chǔ)器空間后，自動(dòng)地轉(zhuǎn)向片外程序存儲(chǔ)器取指令；/EA接低電平時(shí)，單片機(jī)直接從片外程序存儲(chǔ)器取指令。程序存儲(chǔ)器中有5個(gè)單元段具有特殊用途： (5個(gè)中斷源的中斷入口首地址) 外中斷0 0003H （000AH） 定時(shí)器T0中斷 000BH （0012H） 外中斷1 0013H （001AH） 定時(shí)器T1中斷 001BH （0022H） 串行口中斷 0

3、023H （002AH）3.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 128個(gè)字節(jié)，字節(jié)地址為00H7FH片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的位地址（128個(gè)位單元）3.3 特殊功能寄存器（SFR） CPU對(duì)內(nèi)部各種功能部件的控制采用特殊功能寄存器集中控制方式 特殊功能寄存器區(qū)，地址空間是80HFFH 51系列有21個(gè)特殊功能寄存器（部分可位尋址） 52系列有26個(gè)特殊功能寄器（片內(nèi)RAM有256個(gè)字節(jié)，地址為00HFFH，其中80HFFH與SFR區(qū)地址重迭） 特殊功能寄存器 位尋址區(qū)00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH部分可位尋址內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器工作寄存器區(qū)RAM區(qū)SFR中的位地址分布串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF： 由兩個(gè)獨(dú)立

4、的寄存器組成：發(fā)送緩沖器，接收緩沖器 存放準(zhǔn)備發(fā)送或已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)，一個(gè)字節(jié)地址，物理空間上是兩個(gè)獨(dú)立寄存器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器： 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T1和T0） 各由兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器組成：TH1、TL1、TH0、TL0 不能把T1或T0當(dāng)作一個(gè)16位寄存器來尋址訪問3.4 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 可擴(kuò)展64K字節(jié)（擴(kuò)展外部RAM或擴(kuò)展外部I/O） 1、地址的重疊 程序存儲(chǔ)器與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器64K字節(jié)地址重疊2、程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在使用上是不同的3、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，外部RAM與外部I/O端口統(tǒng)一編址 所有外部擴(kuò)展的I/O端口地址均占用外部RAM單元地址 訪問外部擴(kuò)展的I/O端口方式（指令

5、）與訪問外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器相同3.5 外部存儲(chǔ)器工作過程 外部ROM內(nèi)部ROM(EA=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH1000HFFFFH外 部RAM(包含I/O口地址)FFFFH外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間程序存儲(chǔ)器空間0000H1、以P2口作為高8位地址線。 2、以P0口作為低8位地址/ 8位數(shù)據(jù)復(fù)用線。3、控制信號(hào)線。 *使用ALE信號(hào)作為低8位地址鎖存控制信號(hào)。 *以/EA信號(hào)作為內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器的選擇控制信號(hào)。 *以/PSEN信號(hào)作為擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。 *由/RD和/WR信號(hào)作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和擴(kuò)展I/O口 的讀選通、寫選通信號(hào)。 MCS-51有4個(gè)并行I/O口

6、，共32條口線，但由于系統(tǒng)擴(kuò)展需要，作為I/O口使用的，就剩下P1口和P3口的部分口線。3.6 MCS-51的尋址方式 尋址方式就是在指令中指明操作數(shù)所在地址的方式 共7種尋址方式一、寄存器尋址方式 操作數(shù)在寄存器中 MOV A，Rn ；（Rn）A，n=07 （表示把寄存器Rn的內(nèi)容傳送給累加器A） 尋址范圍： （1）4組通用工作寄存器共32個(gè)工作寄存器。 （2）部分特殊功能寄存器，例如A、B以及數(shù)據(jù)指針寄存器 DPTR等。二、直接尋址方式 操作數(shù)直接以單元地址的形式給出： MOV A，40H （表示把內(nèi)部RAM 40H中的內(nèi)容傳送給累加器A） 尋址范圍： (1) 內(nèi)部RAM的128個(gè)單元 (

7、2) 特殊功能寄存器。除了以單元地址的形式外,還可用 寄存器符號(hào)的形式給出。 例如：MOV A，80H 與 MOV A，P0 是等價(jià)的。三、寄存器間接尋址方式 寄存器中存放的是操作數(shù)的地址，寄存器前加“” MOV A，Ri ；i=0或1 （如果Ri中的內(nèi)容為40H，把內(nèi)部RAM 40H單元內(nèi)容送A） 尋址范圍： （1）訪問內(nèi)部RAM和特殊功能寄存器區(qū)，其通用形式為Ri （只能用R0或R1作為間址寄存器） （2）對(duì)外部內(nèi)部RAM的64K字節(jié)的間接尋址 例如：MOVX A，DPTR （訪問外部RAM的256個(gè)字節(jié)范圍時(shí)，也可以用R0或R1 作為間址寄存器） （3）堆棧區(qū) 堆棧操作指令PUSH（壓棧

8、）和POP（出棧） 使用堆棧指針（SP）作間址寄存器四、立即尋址方式 操作數(shù)在指令中直接給出，操作數(shù)前面加“#” MOV A，#40H 五、基址寄存器加變址寄存器間址尋址方式 以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作為變址寄存器。 MOVC A，A+DPTR 如果A中原有內(nèi)容為05H，DPTR內(nèi)容為0400H，該指令執(zhí)行 的結(jié)果是把程序存儲(chǔ)器0405H單元中的內(nèi)容傳送給A 說明： （1）專門針對(duì)程序存儲(chǔ)器的尋址方式，尋址范圍達(dá)64KB （2）本尋址方式的指令只有3條： MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC JMP A+DPTR 六、相對(duì)尋址方式 在相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令中，給出了地址偏移量，以 “rel”表示；把PC的當(dāng)前值加上偏移量就構(gòu)成了 程序轉(zhuǎn)移的目的地址 目的地址 = 轉(zhuǎn)移指令所在的地址 + 該轉(zhuǎn)移指令的字節(jié) + rel 偏移量“rel”是一帶符號(hào)的8位二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)碼 范圍是：128 +127 向地址增加方向最大可轉(zhuǎn)移（127+該轉(zhuǎn)移指令字節(jié)） 個(gè)單元地址 向地址減少方向最大可轉(zhuǎn)移（128-該轉(zhuǎn)移指令字節(jié)） 個(gè)單元地址七、位尋址方式 MCS-51有位處理功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)的位進(jìn)行操作。 MOV C，40H （把位40H的值送到進(jìn)位位C） 尋址范圍包括： （1）內(nèi)部RAM中的位尋址區(qū) 有兩種表示方法：直接位地址40H；字節(jié)單元