详细分析MCS-51单片机内部数据存储器RAM
详细分析MCS-51单片机内部数据存储器RAM
8051单片机的内部RAM共有256个单元，通常把这256个单元按其功能划分为两部分：低128单元(单元地址00H～7FH)和高128单元(单元地址80H～FFH)。如图所示为低128单元的配置图。
寄存器区
8051共有4组寄存器，每组8个寄存单元(各为8)，各组都以R0～R7作寄存单元编号。寄存器常用于存放操作数中间结果等。由于它们的功能及使用不作预先规定，因此称之为通用寄存器，有时也叫工作寄存器。4组通用寄存器占据内部RAM的00H～1FH单元地址。
在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称之为当前寄存器组。到底是哪一组，由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0位的状态组合来决定。通用寄存器为CPU提供了就近存储数据的便利，有利于提高单片机的运算速度。此外，使用通用寄存器还能提高程序编制的灵活性，因此，在单片机的应用编程中应充分利用这些寄存器，以简化程序设计，提高程序运行速度。
位寻址区
内部RAM的20H～2FH单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作，因此把该区称之为位寻址区。位寻址区共有16个RAM单元，计128位，地址为00H～7FH。MCS-51具有布尔处理机功能，这个位寻址区可以构成布尔处理机的存储空间。这种位寻址能力是MCS-51的一个重要特点。
用户RAM区
在内部RAM低128单元中，通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，剩下80个单元，这就是供用户使用的一般RAM区，其单元地址为30H～7FH。对用户RAM 区的使用没有任何规定或限制，但在一般应用中常把堆栈开辟在此区中。
内部数据存储器高128单元
AT89C51单片机的基本结构和工作原理
AT89C51单片机的主要工作特性： ·内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次； ·内含28字节的RAM； ·具有32根可编程I/O线； ·具有2个16位可编程定时器； ·具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构； ·具有1个全双工的可编程串行通信接口； ·具有一个数据指针DPTR; ·两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式； ·具有可编程的3级程序锁定定位； AT89C51的工作电源电压为5（1±0.2）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz. AT89C51各部分的组成及功能： 1.单片机的中央处理器（CPU）是单片机的核心，完成运算和操作控制，主要包括运算器和控制器两部分。
（1）运算器 运算器主要用来实现算术、逻辑运算和位操作。其中包括算术和逻辑运算单元ALU、累加器ACC、B寄存器、程序状态字PSW和两个暂存器等。 ALU是运算电路的核心，实质上是一个全加器，完成基本的算术和逻辑运算。算术运算包括加、减、乘、除、增量、减量、BCD码运算；逻辑运算包括“与”、“或”、“异或”、左移位、右移位和半字节交换，以及位操作中的位置位、位复位等。 暂存器1和暂存器2是ALU的两个输入，用于暂存参与运算的数据。ALU的输出也是两个：一个是累加器，数据经运算后，其结果又通过内部总线返回到累加器；另一个是程序状态字PSW，用于存储运算和操作结果的状态。 累加器是CPU使用最频繁的一个寄存器。ACC既是ALU处理数据的来源，又是ALU运算结果的存放单元。单片机与片外RAM或I/O扩展口进行数据交换必须通过ACC来进行。 B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一，另一个输入来自ACC。运算结果存于AB寄存器中。 （2）控制器 控制器是识别指令并根据指令性质协调计算机内各组成单元进行工作的部件，主要包括程序计数器PC、PC增量器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等，其功能是控制指令的读入、译码和执行，并对指令执行过程进行定时和逻辑控制。AT89C51单片机中，PC是一个16位的计数器，可对64KB程序存储器进行寻址。复位时PC的内容是0000H. (3)存储器 单片机内部的存储器分为程序存储器和数据存储器。AT89C51单片机的程序存储器采用4KB的快速擦写存储器Flash Memory,编程和擦除完全是电器实现。 （4）外围接口电路 AT89C51单片机的外围接口电路主要包括：4个可编程并行I/O口,1个可编程串行口，2个16位的可编程定时器以及中断系统等。 AT89C51的工作原理： 1.引脚排列及功能 AT89C51的封装形式有PDIP,TQFP,PLCC等，现以PDIP为例。 （1）I/O口线 ·P0口 8位、漏极开路的双向I/O口。 当使用片外存储器及外扩I/O口时，P0口作为低字节地址/数据复用线。在编程时，P0口可用于接收指令代码字节；程序校验时，可输出指令字节。P0口也可做通用I/O口使用，但需加上拉电阻。作为普通输入时，应输出锁存器配置1。P0口可驱动8个TTL负载。 ·P1口 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。 P1口是为用户准备的I/O双向口。在编程和校验时，可用作输入低8位地址。用作输入时，应先将输出锁存器置1。P1口可驱动4个TTL负载。 ·P2 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。 当使用外存储器或外扩I/O口时，P2口输出高8位地址。在编程和校验时，P2口接收高字节地址和某些控制信号。 ·P3 8位、准双向I/O口，具有内部上拉电阻。 P3口可作为普通I/O口。用作输入时，应先将输出锁存器置1。在编程/校验时，P3口接收某些控制信号。它可驱动4个TTL负载。 （2）控制信号线
单片机程序存储空间和数据存储空间详解
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 单片机程序程序存储空间（ROM）和数据存储空间(RAM)详解 问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K 字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？ 8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。 512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。 2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。 单片机原理及系统结构 在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。
图一：存储空间分布 51单片机存储器结构分析 8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。 这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。而ARM （甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。 MCS-51单片机存储器的配置特点 ①内部集成了4K的程序存储器ROM； ②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）； ③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。 从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑结构上看（既编程的角度），可以分为三个不同的空间： （1）片内、片外统一编址的64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH(用16位地址);，其中0000H~0FFFH为片内4KB的ROM地址空间，1000H~FFFFH为
单片机的存储组织和结构认识
单片机的存储组织和结构认识 一．51单片机为例 1、一个8位的微处理器CPU。 2、片内数据存储器(RAM128B/256B）:用以存放可以读 /写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示 的数据等。 3、片内4kB程序存储器Flash ROM（4KB）:用以存放 程序、一些原始数据和表格。 4、四个8位并行I/O（输入/输出）接口P0~P3:每个口 可以用作输入，也可以用作输出。 5、两个或三个定时/计数器: 每个定时/计数器都可以 设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可 以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制 6、一个全双工UART的串行I/O口:可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。 7、片内振荡器和时钟产生电路:但需外接晶振和电容。 8、五个中断源的中断控制系统。 9、具有节电工作方式：休闲方式及掉电方式。 二、结构：由中央处理单元（CPU）、存储器（ROM及RAM）和I/O接口组成。89C51单片机内部结构如图所示： 下面介绍的是mcs-51 MCS-51单片机存储器的配置特点 ①内部集成了4K的程序存储器ROM； ②内部具有256B的数据存储器RAM； ③可以外接64K的程序存储器ROM和数据 存储器RAM。 三、从物理结构的角度讲 51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内 ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑上讲（既编程的角度），51单片机的存储系统实际 上分为三个存储空间。 1. 片内数据存储器RAM； 2. 片外数据存储器RAM； 3. 片内或外的程序存储器ROM（由EA电平决定）。 物理结构： 1.程序存储器ROM用于存放程序、常数或表格。 2.在51单片机中，由引脚/EA 上的电平选择内、外 ROM：EA=1时,CPU执行片内的4KROM中的程序; EA=0 时，CPU选择片外ROM中的程序。 3.无论是使用片内还是使用片外ROM，程序的起始地 址都是从ROM的0000H单元开始。 4.尽管系统可以同时具备片内ROM和外部ROM，但是 在一般正常使用情况下，通过/EA的设定来选择其一 （或者使用内部ROM，或者使用外部ROM）。 5.如果EA=1（执行片内程序存储器中程序时):如果程序
51单片机数据存储器结构详解
1、bit是在内部数据存储空间中20H .. 2FH 区域中一个位的地址，这在DATA的20H以后以字节形式出现，可互相参照。另外加上8051 可寻址的SFR，但刚刚试过，只是00H--7FH 起作用，也就是说当数据有变化时颜色变红，以后的从80H到--FFH就不是位寻址区了，是位寻址的特殊寄存器，如涉及到了可位寻址的那11个当然会有反应。 复位后，程序计数器PC的内容为0000H，内部RAM各单元的值不确定。各功能寄存器的复位值如下：堆栈指针SP的复位值为07H，累加器ACC、寄存器B的复位值为00H，数据指针DPTR的复位值为0000H，而p0、p1、p2、p3四个口的复位值为0FFH。其他SFR如PSW、TCON、TMOD、TL0、TH0、TL1、TH1的复位值也为00H。 2、wave中是低128字节和高128字节（0-7FH），低128字节是片内RAM区，高128字节（80-FFH）是SFR（特殊功能寄存器）bit则是位于低128字节的20H .. 2FH 区域，即data 的20H .. 2FH 区域 3、code是在0000H .. 0FFFFH 之间的一个代码地址。 例如： ORG 5000H TAB: DB 22H,3BH,43H,66H,5H,6DH,88H后， CODE从5000H开始以后变成DB各位 4、data是在0 到127 之间的一个数据存储器地址，或者加128 .. 255 范围内的一个特殊功能寄存器（SFR）地址。两者访问的方式不同。实际上由于PSW的复位设置PSW.3=RS0和PSW.4=RS1皆为0，所以通用工作寄存器区就是第0区，所以data的00--07H部分是与REG栏中的R0--R7对应的。以后的则仅代表低128字节的内部RAM。 5、idata是0 to 255 范围内的一个idata 存储器地址。idata与data重合低128字节，有的地方只有DATA表示256字节的片内RAM，xdata 是0 to 65535 范围内的一个xdata 存储器地址。 指针类型和存储区的关系详解 一、存储类型与存储区关系 data ---> 可寻址片内ram bdata ---> 可位寻址的片内ram idata ---> 可寻址片内ram，允许访问全部内部ram pdata ---> 分页寻址片外ram (MOVX @R0) (256 BYTE/页) xdata ---> 可寻址片外ram (64k 地址范围FFFFH) code ---> 程序存储区(64k 地址范围),对应MOVC @DPTR 二、指针类型和存储区的关系 对变量进行声明时可以指定变量的存储类型如: uchar data x和data uchar x相等价都是在内ram区分配一个字节的变量。 同样对于指针变量的声明，因涉及到指针变量本身的存储位置和指针所指向的存储区
详细分析MCS-51单片机内部数据存储器RAM
详细分析MCS-51单片机内部数据存储器RAM 8051单片机的内部RAM共有256个单元，通常把这256个单元按其功能划分为两部分：低128单元(单元地址00H～7FH)和高128单元(单元地址80H～FFH)。如图所示为低128单元的配置图。 寄存器区 8051共有4组寄存器，每组8个寄存单元(各为8)，各组都以R0～R7作寄存单元编号。寄存器常用于存放操作数中间结果等。由于它们的功能及使用不作预先规定，因此称之为通用寄存器，有时也叫工作寄存器。4组通用寄存器占据内部RAM的00H～1FH单元地址。 在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称之为当前寄存器组。到底是哪一组，由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0位的状态组合来决定。通用寄存器为CPU提供了就近存储数据的便利，有利于提高单片机的运算速度。此外，使用通用寄存器还能提高程序编制的灵活性，因此，在单片机的应用编程中应充分利用这些寄存器，以简化程序设计，提高程序运行速度。 位寻址区 内部RAM的20H～2FH单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作，因此把该区称之为位寻址区。位寻址区共有16个RAM单元，计128位，地址为00H～7FH。MCS-51具有布尔处理机功能，这个位寻址区可以构成布尔处理机的存储空间。这种位寻址能力是MCS-51的一个重要特点。 用户RAM区 在内部RAM低128单元中，通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，剩下80个单元，这就是供用户使用的一般RAM区，其单元地址为30H～7FH。对用户RAM 区的使用没有任何规定或限制，但在一般应用中常把堆栈开辟在此区中。 内部数据存储器高128单元
51单片机基础知识及期末复习
51单片机简答题部分（经典） 1、什么叫堆栈？ 答：堆栈是在片内RAM中专门开辟出来的一个区域，数据的存取是以"后进先出"的结构方式处理的。实质上，堆栈就是一个按照"后进先出"原则组织的一段内存区域。 2、进位和溢出？ 答：两数运算的结果若没有超出字长的表示范围，则由此产生的进位是自然进位；若两数的运算结果超出了字长的表示范围（即结果不合理），则称为溢出。 3、在单片机中，片内ROM的配置有几种形式？各有什么特点？ 答：单片机片内程序存储器的配置形式主要有以下几种形式：（1）掩膜（Msak）ROM型单片机：内部具有工厂掩膜编程的ROM，ROM中的程序只能由单片机制造厂家用掩膜工艺固 化，用户不能修改ROM中的程序。掩膜ROM单片机适合于 大批量生产的产品。用户可委托芯片生产厂家采用掩膜方法 将程序制作在芯片的ROM。 （2）EPROM型单片机：内部具有紫外线可擦除电可编程的只读存储器，用户可以自行将程序写入到芯片内部的EPROM 中，也可以将EPROM中的信息全部擦除。擦去信息的芯片 还可以再次写入新的程序，允许反复改写。 （3）无ROM型单片机：内部没有程序存储器，它必须连接程序存储器才能组成完整的应用系统。 无ROM型单片机价格低廉，用户可根据程序的大小来选择外接 程序存储器的容量。这种单片机扩展灵活，但系统结构较复 杂。 （4）E2ROM型单片机:内部具有电可擦除叫可编程的程序存储器,使用更为方便。该类型目前比较常用 （5）OTP(One Time Programmable)ROM单片机：内部具有一次可编程的程序存储器，用户可以在编程器上将程序写入片内程 序存储器中，程序写入后不能再改写。这种芯片的价格也较 低。 4、什么是单片机的机器周期、状态周期、振荡周期和指令周期？它们之间是什么关系？ 答：某条指令的执行周期由若干个机器周期（简称M周期）构成，一个机器周期包含6个状态周期（又称时钟周期，简称S周期），而一个状态周期又包含两个振荡周期（P1和P2，简称P周期）。也就是说，指令执行周期有长有短，但一个机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周
MCS-51单片机存储器结构
MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间： 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 但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间： 1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC） 2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV） 3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX） 在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。 程序内存ROM 寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM 地址长度：16位 作用：存放程序及程序运行时所需的常数。 七个具有特殊含义的单元是： 0000H ——系统复位，PC指向此处； 0003H ——外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口
0013H ——外中断1入口 001BH —— T1溢出中断入口 0023H ——串口中断入口 002BH —— T2溢出中断入口 内部数据存储器RAM 物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。 作用：作数据缓冲器用。 下图是8051单片机存储器的空间结构图 程序存储器 一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设
计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。 MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。强制CPU从外部程序存储器读取程序。对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。 当=1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。 当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意： 其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H 单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。 另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H—000AH 外部中断0中断地址区。 000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。
51单片机外部存储器的使用
纠结了这么久，现在总算有点儿头绪了，先把它整理到这里先，有几点还是j经常被弄糊涂：地址和数据，地址/数据复用，地址的计算，总线的概念，执行指令跟脉冲的关系，哎呀呀，看来计算机组成和原理不看不行啊，得找个时间瞧瞧，过把瘾了解了解。。。 使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号，在读外部ROM是PSEN是低电平有效，以实现对ROM 的读操作。 由RD和WR信号作为扩展数据存储器和I/O口的读选通、写选通信号。 ALE/PROG: 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 当访问外部存储器时，ALE作为锁存扩展地址的低8位字节的控制信号。 当访问外部数据存储器时，ALE以十二分之一振荡频率输出正脉冲，同时这个引脚也是EPROM编程时的编程脉冲输入端。] 当非访问外部数据存储器时，ALE以六分之一振荡频率固定输出正脉冲，8051一个机器周期=6个状态周期=12个振荡周期，若采用6MHz的晶体振荡器，则ALE会发出1MHz的固定的正脉冲。因此它可以用来做外部时钟或定时。如果我们把这个功能应用与实际，可能给我们的设计带来简化，降低生产成本。 ALE脚是在使用MOVX、MOVC指令时才会变成有效（这些指令都使用到外部RAM或ROM 的地址。这些指令都有一个特点：地址和数据分时出现在P0口）。使用Ｃ写程序时，要使用它有效，可用访问内部RAM地址的方法。如：uVariable=*((char *)0x12C),把0x12C地址的内容给uVariable变量。这个过程有效的脚为ALE、RD。 这个信号线的信号生成是MCU硬件电路实现的，不可以人工控制。 在某些内置TOM的MCU里，可以关闭ALE信号输出，以降低EMI。
单片机存储器类型介绍
单片机存储器类型详解 分为两大类RAM和ROM，每一类下面又有很多子类： RAM：SRAM SSRAM DRAM SDRAM ROM：MASK ROM OTP ROM PROM EPROM EEPROM FLASH Memory RAM：Random Access Memory随机访问存储器 存储单元的内容可按需随意取出或存入，这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。它的特点就是是易挥发性（volatile），即掉电失忆。我们常说的电脑内存就是RAM的。 ROM：Read Only Memory只读存储器 ROM 通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM相反。 RAM和ROM的分析对比： 1、我们通常可以这样认为，RAM是单片机的数据存储器，这里的数据包括内部数据存储器（用户RAM区，可位寻址区和工作组寄存器）和特殊功能寄存器SFR，或是电脑的内存和缓存，它们掉电后数据就消失了（非易失性存储器除外，比如某些数字电位器就是非易失性的）。 ROM是单片机的程序存储器，有些单片机可能还包括数据存储器，这里的数据指的是要保存下来的数据，即单片机掉电后仍然存在的数据，比如采集到的最终信号数据等。而RAM 这个数据存储器只是在单片机运行时，起一个暂存数据的作用，比如对采集的数据做一些处理运算，这样就产生中间量，然后通过RAM暂时存取中间量，最终的结果要放到ROM的数据存储器中。如下图所示：
2、ROM在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速的随时修改或重新写入数据。它的优点是电路结构简单，而且在断电以后数据不会丢失。缺点是只适用于存储那些固定数据的场合。 RAM与ROM的根本区别是RAM在正常工作状态下就可以随时向存储器里写入数据或从中读取数据。 SRAM：Static RAM静态随机访问存储器 它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。不像DRAM内存那样需要刷新电路，每隔一段时间，固定要对DRAM刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。 优点:速度快，不必配合内存刷新电路，可提高整体的工作效率。 缺点:集成度低，功耗较大，相同的容量体积较大，而且价格较高，少量用于关键性系统以提高效率。 DRAM：Dynamic RAM动态随机访问存储器 DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新（refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。 既然内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，那么它是怎么工作的呢？ 我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的“动态”，
51单片机大容量数据存储器的扩展
郑州航空工业管理学院 《单片机原理与应用》 课程设计说明书 10 级自动化专业 1006112 班级 题目51单片机大容量数据存储器的系统扩展姓名杨向龙学号100611234 指导教师王义琴职称讲师 二О一三年六月十日
目录 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 (4) 二、设计方案 (4) 三、硬件的设计 (5) 3.1 系统的硬件构成及功能 (5) 3.2硬件的系统组成 (5) 3.2.1、W241024A (5) 3.2.2、CPLD的功能实现 (5) 3.2.3、AT89C52简介 (6) 3.2.4、SRAM的功能及其实现 (9) 3.3、基本单片机系统大容量数据存储器系统扩展 (9) 五、结论 (13) 六、参考资料 (13)
51单片机大容量数据存储器的系统扩展 摘要：在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片 机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。51单片机有很强的外部扩功能, 传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。 关键字：W241024A、CPLD、AT89C52、SRAM 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。 二、设计方案 在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。文章介绍一种基于CPLD 的大容量数据存储器的扩展系统，避免了上述问题的产生，提高了扩展大容量数据存储器系统的可靠性。该系统MCU 采用89C52，译码逻辑的实现使用了一片EPM7128 CPLD 芯片，系统扩展了一片128K 的SRAM，一片4M 字节的NOR FLASH，以上芯片均为5V 供电。
单片机实验 数据存储器和程序存储器扩展
实验四数据存储器和程序存储器扩展 一、实验目的 1、学习片外存储器扩展方法 2、学习数据存储器不同的读写方法 3、学习片外程序存储器的读方法 二、实验说明 本次实验使用1片6264SRAM，作为片外扩展的数据存储器，对其进行读写。先向6264中写入整数1~200，然后将其逆向复制到地址0x0100处。注意单片机ALE引脚与74LS373的LE引脚的连接，直至锁存由单片机的ALE控制，另外还要注意单片机读/写控制引脚、与6264的连接。RD WR 三、实验线路图 四、实验步骤 1、先建立文件夹“ex4”，然后建立“ex4”工程项目，最后建立源程序文件“ex4.c”，输入如下源程序； /*用6264扩展内存*/ //说明：先向6264中写入整数1~200，然后将其逆序复制到0x0100处 #include
for(i=0;i<200;i++) { XBYTE[i]=i+1; } //将6264中的1~200逆向拷贝到0x0100地址开始处 for(i=0;i<200;i++) { XBYTE[i+0x0100]=XBYTE[199-i]; } //扩展内存数据处理完成后LED点亮 LED=0; while(1); } 2、用Proteus软件仿真 经过Keil软件编译通过后，可利用Proteus软件仿真。在Proteus ISIS编辑环境中绘制仿真电路图。打开配套实验3仿真原理图文件“ex4.DSN”，将编译好的“ex4.hex”文件载入 A T89C51，启动仿真。 五、思考题 实验仅使用了一片6264SRAM对数据内存进行扩展，要求在电路中使用EPROM27512（64KB）对程序内存进行扩展，将HEX文件移到27512中执行，注意将EA接地。 /*用6264扩展内存*/ //说明：先向6264中写入整数1~200，然后将其逆序复制到0x0100处 #include
MCS-51单片机存储器的扩展
第八章MCS-51单片机存储器的扩展 第一节MCS-51单片机存储器的概述 (一)学习要求 1、熟悉MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构 2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。 （二）内容提要 1、三总线的扩展方法 单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。 MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。三总线是指地址总线、数据总线、控制总线。 1）地址总线 MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，寻址范围为64K。 地址信号：P0 作为地址线低8 位，P2 口作为地址线高8 位。 2）数据总线 MCS-51 单片机的数据总线宽度为8 位。 数据信号：P0 口作为8 位数据口，P0 口在系统进行外部扩展时与低8 位地址总线分时复用。 3）控制总线 主要的控制信号有/WR 、/RD 、ALE 、/PSEN 、/EA 等。 2、系统的扩展能力 MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。 １）线选法 线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。 ２）全地址译码法 由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。采用译码法的目的是减少各部件所占用的地址空间，以增加扩展部件的数量。 ３）译码器级连 当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选． ４）译码法与线选法的混合使用 译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号． （三）习题与思考题 1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。
内部数据存储器
单片机数据存储器 班级：机械0811 学号：0820116122 姓名：李世佳 摘要：存储器是单片机的基本组成部分，用来储存各种信息。单片机的数据存储器由读写存储器RAM 组成，其最大容量可扩展到64k ，用于存储实时输入的数据。8051内部有256个单元的内部数据存储器，其中00H ～7FH 为内部随机存储器RAM ，80H ～FFH 为专用寄存器区。 关键词：单片机，存储器，RAM,数据存储器组成 正文： 一、技术简介 存储器是组成计算机的三大主要部件之一，单片机应用系统中的存储器一般用来存放程序、表格和始终要保留的常数，MCS-51单片机的存储器配置是将多种存储器进行交叠而成的。 二、MCS-51机的内存结构 (如图所示) FFFFH 0FFFH FFH 80H 7FH 0000H 00H 0000H 7F 程序存储器 内部数据存储器 外部数据存储 器
三、存储器分类及特点 数据存储器在物理和逻辑上都分为两个地址空间，一个内部和一个外部数据存储空间，访问内部数据存储器，用MOV指令；访问外部数据存储器，利用MOVX指令。51系列的数据存储器包括内部数据存储器和外部数据存储器，前者256字节。 内部数据存储器又可分为两个不同部分，其中128字节是真正的RAM区，占据最低的128地址，后面的128字节是特殊寄存器区。RAM区的0-31单元称为工作寄存器区，即寄存器组0-3，每个组有8个寄存器，每个寄存器有8位，程序运行时，一个时刻只能用其中一组寄存器，称为当前工作寄存器组。到底用哪一组取决于状态字RSW的寄存器选择位RS1、RS0的位置。这四个寄存器在数据存储器中的对应 地址为0-7H 08H-0FH 寄存器组0 10H-17H 寄存器组1 18H-1FH 寄存器组2 内部数据存储器在物理上又可以分为3个不同的块：00H-F7H(0-127)单元组成的第128B的RAM块，80H-FFH（128-255）单元组成的高128的RAM块，以及128B的专用寄存器（SFR）。 在51系列中，只有低128B的RAM块和128B的专用寄存器块，后者占有80H-FFH地址空间，两块地址空间是相连的。
51单片机数据类型
从数据存储类型来说，8051系列有片内、片外程序存储器，片内、片外数据存储器，片内程序存储器还分直接寻址区和间接寻址类型，分别对应code、data、xdata、idata以及根据51系列特点而设定的pdata类型，使用不同的存储器，将使程序执行效率不同，在编写C51程序时，最好指定变量的存储类型，这样将有利于提高程序执行效率。 在51系列中data,idata,xdata,pdata的区别: 1、data:固定指前面0x00-0x7f的128个RAM，可以用acc直接读写的，速度最快，生成的代码也最小。 2、idata:固定指前面0x00-0xff的256个RAM,其中前128和data的128完全相同，只是因为访问的方式不同。idata是用类似C中的指针方式访问的。汇编中的语句为：moxACC,@Rx.(不重要的补充：c中idata做指针式的访问效果很好) 3、 xdata:外部扩展RAM，一般指外部0x0000-0xffff空间，用DPTR访问。 4、 pdata:外部扩展RAM的低256个字节，地址出现在A0-A7的上时读写，用movxACC,@Rx读写。这个比较特殊，而且C51好象有对此BUG，建议少用。但也有他的优点，具体用法属于中级问题，这里不提。 当然现在有些51单片本身内部就有扩展的RAM区域，故在允许使用内部扩展RAM的时候使用xdata 和pdata并不影响P2和P0口。 单片机C语言unsigned char code table[] code 是什么作用？ code的作用是告诉单片机，我定义的数据要放在ROM（程序存储区）里面，写入后就不能再更改，其实是相当与汇编里面的寻址MOVX(好像是)，因为C语言中没办法详细描述存入的是ROM 还是RAM（寄存器），所以在软件中添加了这一个语句起到代替汇编指令的作用，对应的还有data 是存入RAM的意思。 程序可以简单的分为code（程序）区，和data （数据）区，code区在运行的时候是不可以更改的，data区放全局变量和临时变量，是要不断的改变的，cpu从code区读取指令，对data 区的数据进行运算处理，因此code区存储在什么介质上并不重要，象以前的计算机程序存储在卡片上，code区也可以放在rom里面，也可以放在ram里面，也可以放在flash里面（但是运
存储器分类及功能大全
RAM/ROM存储器 ROM和RAM指的都是半导体存储器，RAM是Random Access Memory的缩写，ROM是Read Only Memory的缩写。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。 一、 RAM有两大类： 1、静态RAM（Static RAM，SRAM），静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失；而且，一般不是行列地 址复用的。SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，而SRAM却需要很大的体积，所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。优点：速度快，不必配合内存刷新电路，可提高整体的工作效率。缺点：集成度低，功耗较大，相同的容量体积较大，而且价格较高，少量用于关键性系统以提高效率。 2、动态RAM（Dynamic RAM，DRAM），动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。而且是行列地址复用的，许多 都有页模式。DRAM利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息，一旦掉电信息会全部的丢失，由于栅极会漏电，所以每隔一定的时间就需要一个刷新机构给这些栅电容补充电荷，并且每读出一次数据之后也需要补充电荷，这个就叫动态刷新，所以称其为动态随机存储器。由于它只使用一个MOS管来存信息，所以集成度可以很高，容量能够做的很大。DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快；DRAM存储单元的结构非常简单，所以从价格上来说它比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/ FastPage、EDORAM、SDRAM、DDRRAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等 I. SDRAM，即Synchronous DRAM（同步动态随机存储器），曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型，即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。既然是“同步动态随机存储器”，那就代表着它的工作速度是与系统总线速度同步的。SDRAM内存又分为PC66、PC100、PC133等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度，比如PC100，那就说明此内存可以在系统总线为100MHz的电脑中同步工作。与系统总线速度同步，也就是与系统时钟同步，这样就避免了不必要的等待周期，减少数据存储时间。同步还使存储控制器知道在哪一个时钟脉冲期由数据请求使用，因此数据可在脉冲上升期便开始传输。SDRAM采用3.3伏工作电压，168Pin的DIMM接口，带宽为64位。SDRAM不仅应用在内存上，在显存上也较为常见。DRAM和SDRAM由于实现工艺问题，容量较SRAM大。但是读写速度不如SRAM，但是现在，SDRAM的速度也已经很快了，时钟好像已经有150兆的了。那么就是读写周期小于10ns了。 II. SSRAM，Synchronous Static RAM（同步静态随机存储器），同步是指Memory工作需要时钟，内部的命令的发送与 数据的传输都以它为基准，随机是指数据不是线性依次存储，而是由指定地址进行数据读写。对于SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。这一点与异步SRAM不同，异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。 III. DDR RAM，Double-Date-Rate RAM，也称作DDRSD RAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之 处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势，事实上击败了Intel的另外一种内存标准
单片机程序存储空间和数据存储空间详解..
单片机程序程序存储空间（ROM）和数据 存储空间(RAM)详解 问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？ 8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。 512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。 2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。 单片机原理及系统结构 在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。 图一：存储空间分布
51单片机存储器结构分析 8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。 这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。而ARM（甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。 MCS-51单片机存储器的配置特点 ①内部集成了4K的程序存储器ROM； ②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）； ③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。 从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑结构上看（既编程的角度），可以分为三个不同的空间： （1）片内、片外统一编址的64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH(用16位地址);，其中0000H~0FFFH为片内4KB的ROM地址空间，1000H~FFFFH为外部ROM 地址空间； （2）256B的内部数据存储器地址空间（用8位地址），00H~FFH，分为两大部分，其中00H~7FH（共128B单元）为内部静态RAM的地址空间，80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域； （3）64KB的外部数据存储器地址空间(用16位地址)：0000H~FFFFH，包括扩展I/O地址空间。 上述4个存储空间地址是重叠的，如图1所示。8051的指令系统设计了不同的数据传送指令以区别这4个不同的逻辑空间：CPU访问片内、片外ROM指令用MOVC，访问片外RAM指令用MOVX，访问片内RAM指令用MOV。 程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。程序通过16位程序计数器寻址，寻址能力为64KB。这使得指令能在64KB的地址空间内任意跳转，但不能使程序从程序存储器空间转移到数据存储器空间。