第三章AT89s52存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

第三章AT89S52存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)3.1存儲(chǔ)器概述3.2AT89S52單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)3.3外部存儲(chǔ)器及其訪問(wèn)3.4片內(nèi)FLASH存儲(chǔ)器操作重點(diǎn)單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)：程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器SFR。外部存儲(chǔ)器及其訪問(wèn)：外部程序存儲(chǔ)器的訪問(wèn)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)3.1存儲(chǔ)器概述1、各種存儲(chǔ)器的特點(diǎn)2、AT89S52的閃速存儲(chǔ)器Flash2、AT89S52的閃速存儲(chǔ)器Flash結(jié)合了EPROM和EEPROM兩種存儲(chǔ)器的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。編程速度快，幾秒鐘就可以完成對(duì)全片的擦除支持在線編程不易揮發(fā)性、訪問(wèn)速度快3.2AT89S52單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)3.2.1程序存儲(chǔ)器

3.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

3.2.3特殊功能寄存器SFR3.2.1程序存儲(chǔ)器1.程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)

2.程序存儲(chǔ)器中的中斷矢量區(qū)AT89S52單片機(jī)共有8個(gè)中斷源，6個(gè)中斷矢量，當(dāng)中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求且CPU響應(yīng)中斷后便轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序執(zhí)行。在程序存儲(chǔ)器中為中斷服務(wù)程序保留了一段特殊的區(qū)域，即0003H~0032H存儲(chǔ)單元被特殊保留，專門留給中斷服務(wù)程序使用，被稱為中斷矢量區(qū)

返回在編程時(shí)，通常在這些入口地址開(kāi)始的二三個(gè)地址單元中，放入一條轉(zhuǎn)移類指令，以使相應(yīng)的程序在指定的程序存儲(chǔ)器區(qū)域中生成。例如，從000BH地址單元開(kāi)始，放入一條轉(zhuǎn)移到3000H地址單元的轉(zhuǎn)移類指令，定時(shí)器0的中斷服務(wù)程序就可從3000H地址單元開(kāi)始安排。程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放固化了的用戶程序，取指地址由程序計(jì)數(shù)器PC給出，PC具有自動(dòng)加l的功能，從而在無(wú)轉(zhuǎn)移類指令的條件下，指令被逐一執(zhí)行。轉(zhuǎn)移類指令可改變PC值，使程序得以轉(zhuǎn)移。程序存儲(chǔ)器中也可固化一片數(shù)據(jù)區(qū)，存放被查閱的表格和參數(shù)等。3.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

AT89S52單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間分為芯片內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)部分,使用MOV類指令訪問(wèn)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，使用MOVX類指令訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器最大地址空間為64KB，地址范圍為0000H~FFFFH。

返回3.2.3特殊功能寄存器SFRAT89S52芯片內(nèi)設(shè)有128B的特殊功能寄存器區(qū)，其特殊功能寄存器增加到了32個(gè)，與AT89C51相比增加了11個(gè)，與AT89S51相比也增加了6個(gè)。AT89S52的片內(nèi)特殊功能寄存器占用256B的高128B字節(jié)（80H~FFH）地址

返回3.3外部存儲(chǔ)器及其訪問(wèn)

3.3.1外部程序存儲(chǔ)器與訪問(wèn)

3.3.2外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與訪問(wèn)3.3.1外部程序存儲(chǔ)器與訪問(wèn)

只有讀操作。除由PC直接尋址，以執(zhí)行各條指令外，還可用FC或DPTR作變址尋址。例如，若DPTR＝2000H，A＝20H，則指令MOVCA，＠A十DPTR完成了把程序存儲(chǔ)器2020H單元中的內(nèi)容送入A中的操作。這種數(shù)據(jù)操作方式通常用來(lái)查閱程序存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)表格。1.AT89S52單片機(jī)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器所使用的控制信號(hào)ALE：低8位地址鎖存控制；PSEN：外部程序存儲(chǔ)器“讀取”控制。EA：片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)的控制信號(hào)。=1時(shí)，訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；當(dāng)=0時(shí)，訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。

2.訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的過(guò)程首先通過(guò)地址總線給出地址信號(hào)，選中程序存儲(chǔ)器該地址的存儲(chǔ)單元，然后由控制總線發(fā)出讀選通信號(hào)，在讀選通信號(hào)的控制作用下，將存儲(chǔ)在被選中存儲(chǔ)單元中的指令代碼讀出并送至數(shù)據(jù)總線，單片機(jī)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)總線的訪問(wèn)讀取已送至數(shù)據(jù)總線的指令代碼，完成一次對(duì)外部程序存儲(chǔ)器的訪問(wèn)過(guò)程。

3.擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器的連接方法74LS373圖3.3.1外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展4.地址鎖存器的作用5.訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器的時(shí)序

數(shù)據(jù)輸入3.3.2外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與訪問(wèn)1.擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的連接方法74LS273圖3.3..3外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展雖然外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和和外部程序存儲(chǔ)器共用0000H~FFFFH的64KB地址空間，但兩者的讀寫控制信號(hào)不同，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀和寫分別由和信號(hào)控制，外部程序存儲(chǔ)器的讀選通由信號(hào)控制，因此不會(huì)發(fā)生地址重疊的現(xiàn)象?？蛇M(jìn)行讀寫操作。用DPTR或工作寄存器組中的Ro或R1作寄存器間接尋址。當(dāng)用RO或R1作寄存器間接尋址時(shí)，由P2端口提供高8位地址，R0或R1提供低8位地址。訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用MOVX類指令，如MOVXA，@Ri，MOVX@Ri，A，MOVXA，@DPTR，MOVX@DPTR，A例1MOVXA，＠DPTR；外部數(shù)據(jù)RAM中以DPTR為地址中的內(nèi)容----A

例2MOVP2，＃20H；數(shù)20H----P2

MOVR0，＃30H；數(shù)30H----R0

MOVX＠R0，A；A----外部數(shù)據(jù)RAM中2030H單元2.訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)序圖3.3.4外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀時(shí)序3.3.5外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫操作時(shí)序3.4片內(nèi)FLASH存儲(chǔ)器操作3.4.1

簽名字節(jié)及讀出

3.4.2

程序存儲(chǔ)器的加密

3.4.3

Flash存儲(chǔ)器的并行編程

3.4.4

Flash存儲(chǔ)器的串行編程3.4.1

簽名字節(jié)及讀出1.簽名字節(jié)所謂簽名字節(jié)是Flash存儲(chǔ)器的生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)AT89S系列單片機(jī)時(shí)，寫入到Flash存儲(chǔ)器中的一組用以說(shuō)明單片機(jī)的生產(chǎn)廠商、型號(hào)和編程電壓等的特征信息。AT89S52的簽名字節(jié)共有3B字節(jié)，具體在存儲(chǔ)器中的地址和含義如表3.4.2所示。地址內(nèi)容代表的含義000H1EH表示產(chǎn)生廠商為ATMEL公司100H51H表示為AT89S51型單片機(jī)52H表示為AT89S52型單片機(jī)200H06H2.簽名字節(jié)的讀出簽名字節(jié)內(nèi)容被讀出時(shí)的電路邏輯結(jié)構(gòu)如圖3.4.1所示。圖3.4.1簽名字節(jié)被讀出時(shí)的電路邏輯結(jié)構(gòu)3.4.2

程序存儲(chǔ)器的加密1.程序存儲(chǔ)器加密的概念為了保護(hù)所存儲(chǔ)程序的安全性，防止被非法讀出，保護(hù)開(kāi)發(fā)者的合法利益，需要對(duì)寫入Flash存儲(chǔ)器中的程序進(jìn)行加密。

AT89S系列單片機(jī)提供了3位加密位LB1、LB2和LB3，對(duì)每位加密位可維持原來(lái)的非編程狀態(tài)（U），也可進(jìn)行編程（P），每位加密位是否進(jìn)行了編程便可組合形成幾種不同的保護(hù)模式，如表3.4.3所示。表3.4.3程序加密位的保護(hù)模式模式加密位組合加密功能LB1LB2LB31UUU沒(méi)有程序加密功能2PUU禁止在外部程序存儲(chǔ)器中執(zhí)行MOVC類指令讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令代碼;被采樣并在復(fù)位時(shí)被鎖存；禁止對(duì)Flash存儲(chǔ)器再編程3PPU同模式2，并禁止內(nèi)部存儲(chǔ)器校驗(yàn)。4PPP同模式3，并禁止外部存儲(chǔ)器的執(zhí)行。2.程序存儲(chǔ)器加密的方法對(duì)程序存儲(chǔ)器加密需要根據(jù)所希望采取的加密保護(hù)模式對(duì)3位加密位LB1、LB2和LB3進(jìn)行編程。編程按照LB1→LB2→LB3的順序按位進(jìn)行。注意，在對(duì)各位加密位進(jìn)行編程時(shí)，其控制信號(hào)是不同的。圖3.4.2為對(duì)加密位編程的邏輯電路圖。圖3.4.2加密位編程邏輯電路3.4.3

Flash存儲(chǔ)器的并行編程1.Flash編程器的并行編程方式AT89S52單片機(jī)的內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器在出廠時(shí)處于可編程狀態(tài)，除簽名字節(jié)已經(jīng)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)外其它存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為FFH。編程時(shí)須接12V編程電壓，與通用的Flash編程器或EPROM編程器兼容，因此可使用常規(guī)的Flash編程器或EPROM編程器對(duì)此進(jìn)行編程。AT89S52單片機(jī)的編程以字節(jié)為單位，逐位編程。圖3.4.3為并行編程的接口電路圖。圖3.4.3AT89S52Flash存儲(chǔ)器并行編程的接口電路2.并行編程的算法：從編程接口電路可以看出，AT89S52單片機(jī)編程時(shí)除地址線和數(shù)據(jù)線外還需要一些控制信號(hào)，表3.4.4為編程時(shí)這些控制信號(hào)的狀態(tài)情況。AT89S52單片機(jī)內(nèi)部Flash為8KB，地址范圍0000H~1FFFFH，因此編程時(shí)需要13位的地址線。編程時(shí)，被編程存儲(chǔ)單元的地址由P1口和P2口的P2.0~P2.4輸入（13位地址），編程代碼從P0口輸入，P2.6、P2.7、P3.3、P3.6和P3.7引腳的電平依據(jù)表3.4.4設(shè)置。編程時(shí)RST引腳接高電平，引腳接低電平（接地），引腳接編程負(fù)脈沖，每次寫入代碼的脈沖寬度200~500ns，是編程電壓的輸入引腳，按規(guī)定要求接12V編程電壓，編程時(shí)的振蕩頻率為3~33MHz。3.4.4

Flash存儲(chǔ)器的串行編程1.Flash存儲(chǔ)器的串行編程方式圖3.4.5AT89S52Flash存儲(chǔ)器串行編程/下載接口電路2.Flash存儲(chǔ)器的串行編程算法按照下列步驟對(duì)Flash實(shí)現(xiàn)串行編程：(1)對(duì)RST、VCC和GND引腳加電；加電次序如下：在VCC和GND引腳之間加電源電壓；將RST設(shè)置為高電平（若采用外部時(shí)鐘信號(hào)，則必須延時(shí)10ms后方可）。⑵在P1.5/MOSI引腳輸入編程允許指令；⑶在P1.5/MOSI引腳輸入寫程序存儲(chǔ)器指令；AT89S52的串行編程指令中包含了編程單元地址和代碼數(shù)據(jù)，向P1.5/MOSI引腳輸入寫程序存儲(chǔ)器指令時(shí)，便確定了可編程的字節(jié)地址和指令數(shù)據(jù)。寫入周期采用內(nèi)部自動(dòng)定時(shí)的方式，在VCC＝5V時(shí)其典型值不大于1ms。編程