第五讲 MCS-51单片机存储器配置
第五讲 MCS-51单片机存储器配置
教学方法: 讲授法 教学目的:
1、了解特殊功能寄存器名称
2、了解单片机位地址空间分配
3、掌握MCS-51单片机内部存储器的空间与分配
教学重点、难点：：
单片机内部存储器的空间与分配
主要教学内容（提纲）：
一、MCS-51的存储器结构 二、MCS-51的输入输出结构 三、CPU 的时序 四、单片机的工作过程
讲授要点
§2-3 MCS-51单片机内存配置
一、MCS-51机的内存结构 (如图1所示)
0FFFH FFH
80H 7FH
0000H 00H 0000H
程序存储器 内部数据存储器 外部数据存储器
图1 MCS-51机的内存结构
物理上分为：4个空间，片内ROM、片外ROM
片内RAM、片外RAM
逻辑上分为；3个空间，程序内存（片内、外）统一编址MOVC
数据存储器（片内）MOV
数据存储器（片外）MOVX
1、程序内存
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
2、内部数据存储器
物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。如图2所示。
7F
资料缓冲区
堆栈区80B
工作单元
30
2F
位地址：16B
00H~7FH 128 可位寻址位
20
1F 3区
2区
1区32B 4组R0~R7工作寄存器
0区
图2 内部数据存储器
作用：作数据缓冲器用。
二、殊功能寄存器SFR
寻址空间：80H ~ FFH ，其中有6个双字节寄存器。
注意PC不在此范围内。
表2-4 P22
表中：T2CO；TH2、TL2；RLDH、RLDL属于8032 / 8052。可位寻址的SFR为其地址能被8整除（表2-4、表2-5）
各寄存器的名称：
1、算术运算寄存器
（1）累加器A（E0H）
（2）B寄存器：乘、除法运算用
（3）程序状态字PSW寄存器：包含程序运行状态信息。
PSW CY AC FO RS1 RS0 OV —P
CY ——进位/借位标志；位累加器。
AC ——辅助进/借位标志；用于十进制调整。
F0 ——用户定义标志位；软件置位/清零。
OV ——溢出标志；硬件置位/清零。
P ——奇偶标志；A中1的个数为奇数P = 1；否则P = 0。
RS1、RS0 ——寄存器区选择控制位。
0 0 ：0区R0 ~ R7
0 1 ：1区R0 ~ R7
1 0 ：2区R0 ~ R7
1 1 ：3区R0 ~ R7
2、指针寄存器
（1）程序计数器PC
指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围，
复位时PC = 0000H
（2）堆栈指针SP
指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H
（3）数据指针DPTR
@R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB 。DPTR = DPH + DPL，也可单独使用。
3、并行输入/输出端口
寄存器P0、P1、P2、P3实为相应端口锁存器。
4、串行输入/输出端口
（1）串行数据缓冲器SBUF
是物理上独立的两个寄存器，共同使用一个地址。
（2）串行控制/状态寄存器SCON
控制监视串行口的工作状态
（3）电源控制寄存器PCON
控制单片机的低功耗工作方式及波特率选择。
5、中断系统
（1）中断优先级寄存器IP：2级优先，可软件设定
（2）中断允许寄存器IE
6、定时/计数器
（1）定时器方式寄存器：TMOD
（2）定时器控制寄存器：TCON
（3）计数寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1。可用于设定计数初值。
7、8052/8032增设专用寄存器
（1）定时器2控制寄存器T2CON；控制、设置工作方式。
（2）计数寄存器：TH2、TL2
（3）定时器2捕获/重装载寄存器：RCAP2H、RCAP2L
存放自动重装载到TH2、TL2的数据。
三、位地址空间
（1）内部RAM 20H ~ 2FH共16个单元可按位寻址128位。
（2）SFR 80H ~ FFH 51子系列，有21个寄存器，83位；
52子系列，有26个寄存器，93位。
四、外部数据存储器
（1）容量最大扩展到64KB
（2）寻址范围：0000H ~ FFFFH
（3）寻址方式：间接寻址可用R0，R1及DPTR
§2-4 时序
时钟的基本概念（投影胶片）
启动单片机后，指令执行顺序
结合时序图说明单周期单字节指令在执行过程中ALE脉冲、取指操作、执行操作等在时间上的先后关系，从而引出时序的概念：
单片机内的各种操作都是在一系列脉冲控制下进行的，而各脉冲在时间上是有先后顺序的，这种顺序就称为时序。
执令周期：即从取指到执行完，所需时间。
不同机器指令周期不一样；即使相同机器，不同的指令其指令周期也不一样。
机器周期：机器的基本操作周期。
一个指令周期含若干机器周期（单、双、四周期）
状态周期：一个机器周期分6个状态周期Si
每个状态周期含两个振荡周期，即相位P1、P2。
振荡周期：由振荡时钟产生。
振荡周期Tosc = 1/fosc
一个机器周期= 12个振荡周期= 12×1/fosc 。
例如，若fosc = 12MHz，则一个机器周期= 1μs。
时钟的产生：
XTAL1（19）、XTAL（18）。
1、内部方式
与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起组成一个自激振荡器。
（内振电路图）（外振电路图）
2、外部方式
CMOS工艺的8031，其XTAL1接外信号；XTAL2可悬空。
HMOS工艺的8031，其XTAL2接外信号；XTAL1接地。
§2-5 并行I / O端口
四个端口、双向、每个口包含一个锁存器、一个输出驱动器和二个输入缓冲器。
一、P0口
1、结构（P0口电路图）
2、通用I / O口
1）读（端口外数据内部寄存器）
方式1（读锁存器）Q G2 D 内部总线，适于“读—修改—写”
方式2（读引脚）：P0·x G1 D 内部总线。
作为通用I / O使用，是一个准双向口：
“在输入数据时应先把口置1，使两个FET都截止，引脚处于悬浮状态，可作高阻抗输入”
2）写（片内数据端口）
数据锁存MUX P0·x
3）地址/数据总线口
控制MUX
写：地址/数据为1，P0·x ——高
地址/数据为0，P0·x ——低
读：经缓冲器G1读入
4）负载能力
可带8个TTL输入，驱动NMOS时，接上拉电阻。
总结特点：
（1）P0口可作通用I / O口使用，又可作地址/数据总线口；
（2）P0既可按字节寻址，又可按位寻址；
（3）P0作为输入口使用时：是准双向口；
（4）作通用I / O 口输出时：是开漏输出；
（5）作地址/数据总线口时，P0是一真正双向口，而作通用I / O口时，只是一个准双向口
二、P1口
1、结构
（逻辑电路图）
只能作I / O口用，且是一个准双向口。
内部已有上拉电阻，不是开漏输出口。
2、特点
（1）无地址/数据口功能
（2）可按字节寻址，也可按位寻址
（3）作I / O输入口时：是一准双向口，不是开漏输出。
三、P2口
1、结构
2、特点
（1）当P2口作为通用I / O时，是一准双向口。
（2）从P2口输入数据时，先向锁存器写“1”。
（3）可位寻址，也可按字节寻址
（4）可输出地址高8位。
四、P3口
1、结构图
2、特点
（1）作通用I / O时，“选择输出功能”应保持高电平，
（2）工作于第二功能时，该位锁存器应置1，
（3）作输入口时，输出锁存器和选择输出功能端都应置1
（4）第二功能专用输入，取自输入通道第一缓冲器（G1）输出端，通用输入信号取自“读引脚”。
小结：
MCS—51存储结构分配是怎样的？
SFR中各寄存器的名称？
P0口：地址低8位与数据线分时使用端口，
P1口：按位可编址的输入输出端口，
P2口：地址高8位输出口
P3口：双功能口。若不用第二功能，也可作通用I / O 口。
按三总线划分：
地址线：P0低八位地址，P2高八地址；
数据线：P0输入输出8位数据；
控制线：P3口的8位加上/PSEN、ALE共同完成控制总线。
单片机存储器
单片机存储器 1. MCS-51单片机的存贮器有程序存贮器ROM和数据存贮器RAM 之分。由于外部程序存贮器和外部数据存贮器的地址可以重迭，所以我们说MCS-51单片机的寻址空间为2×64KB=128KB ，不过要注意：“片外程序存贮器和片外数据存贮器，根据实际需要也可以合并成一个统一的地址空间，此时最大寻址空间为64KB而不是128KB了。” 对外部程序存贮器的写操作是由编程器完成，而对其读操作则是由读选通控制信号/PSEN( Program Store Enable)再配以读操作指令MOVC来完成。也就是由MOVC指令产生信号/PSEN，从而对片外程序存储器进行读操作。 对外部数据存贮器的写操作是由写选通控制信号/WR再配以指令MOVX来完成，而对其读操作则是由读选通控制信号/RD再配以MOVX 来完成。也就是由指令MOVX指令产生/WR或/RD信号，从而对片外RAM进行写或读操作。 2. 程序存贮器ROM MCS-51单片机中设有一个片内、片外程序存贮器选择控制信号/EA(External Access)。 MCS-51单片 机程序存储器 示意图
如果使/EA=1，则片内、片外程序存贮器ROM统一编址为64KB。系统复位后，将先执行片内存贮器ROM中的程序。当PC中内容超过OFFFH或1FFFH时，将自动转到执行片外程序存贮器中的程序。片内程序存储器空间为0000H～0FFFH或0000H～1FFFH，片外程序存储器空间的地址不能与片内程序存储器空间地址相重迭。至于具体执行哪里的程序完全取决于PC值。 如果使/EA=0，则只执行片外程序存贮器的程序，其地址空间为0000H～FFFFH 。换言之，如果片内无程序存贮器ROM或不想访问片内程序存贮器ROM，则必须使/EA=0 。 注意：当系统复位时PC内容为0000H ，这意味着程序的执行总要从0000H单元开始，但用户程序又不能从0000H开始存放。这是因为在程序存储器中有7个非常特殊的、固定的单元，这些单元所存放的内容是有特定要求的。 0000H单元：存放一条跳转指令，从而使用户程序自跳转地址处开始存放。 0003H单元：存放外部中断0的中断服务程序的入口地址。（/INT0）000BH单元：存放定时器/计数器0溢出的中断服务程序的入口地址。（T0） 0013H单元：存放外部中断1的中断服务程序的入口地址。（/INT1）001BH单元：存放定时器/计数器1溢出的中断服务程序的入口地址。（T1） 0023H单元：存放串行口中断服务程序的入口地址。（串口） 002BH单元：存放定时器/ 计数器2溢出的中断服务程序的入口地
MCS-51单片机的特殊功能寄存器
MCS-51单片机的特殊功能寄存器 从图中我们可以看出，在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制，有四个并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用来存放程序，有RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。 对图进行进一步的分析，我们已知，对并行I/O口的读写只要将数据送入到相应I/O 口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行I/O口等怎么用呢？在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SFR）。事实上，我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？看下表
下面，我们介绍一下几个常用的SFR。 1、ACC---是累加器，通常用A表示。 这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1；若A≠0则z＝0。该标志常用作程序分枝转移的判断条件。 2、B--一个寄存器。 在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。
3指针寄存器 （1）程序计数器PC 指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围， 复位时PC = 0000H （2）堆栈指针SP 指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H （3）数据指针DPTR @R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。DPTR = DPH + DPL。可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。分成DPL(低8位)和DPH(高8位)两个寄存器。用来存放16位地址值，以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM或程序存储器作64K字节范围内的数据操作 4、PSW-----程序状态字。 这是一个很重要的东西，里面放了CPU工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU 的当前状态，并作出相应的处理。它的各位功能请看下表： CY：进位标志。8051中的运算器是一种8位的运算器，我们知道，8位运算器只能表示到0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办？最高位就进到这里来。这样就没事了。有进、借位，CY＝1；无进、借位，CY＝0 例：78H+97H（01111000+10010111） AC：辅助进、借位(高半字节与低半字节间的进、借位)。 例：57H+3AH（01010111+00111010） 下面我们逐一介绍各位的用途 F0：用户标志位，由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。 RS1、RS0：工作寄存器组选择位。这个我们已知了。 0V：溢出标志位。运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1；无溢出，OV＝0。什么是溢出我们后面的章节会讲到。 P：奇偶校验位：它用来表示ALU运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。若为奇数，则P=1，否则为0。运算结果有奇数个1，P＝1；运算结果有偶数个1，P＝0。 例：某运算结果是78H（01111000），显然1的个数为偶数，所以P=0。 5、P0、P1、P2、P3------这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。
51单片机的内部结构
51单片机的内部结构 MCS-51单片机内部结构 8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、 并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位 二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控 制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM)： 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据， 所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义 的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。 ·中断系统： 8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
51单片机存储器内部结构
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
MCS-51单片机的结构与原理
MCS-51单片机的结构与原理 主要内容：典型单片机（MCS-51,MSP430,EM78,PIC,Motorola,AVR） 的性能，MCS-51内部结构、特点、工作方式、时序和最小应用系统。为 学生后续学习单片机应用系统设计、利用单片机解决工程实际问题打下坚 实的基础。重点在于基本概念、组成原理、特点及MCS-51的最小应用系统，难点在于时序。 1.1典型单片机性能概览 典型单片机有MCS-51、MSP430、EM78、PIC、Motorola、AVR等。 MSP430为低功耗产品，功能较强。EM78为低功耗产品，价格较低。PIC 为低电压、低功耗、大电流LCD驱动、低价格产品。Motorola是世界上 最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。其特点是 噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。AVR为高速、低功耗产品，支持ISP、IAP，I/O口驱动能力较强。 1.2MCS-51单片机硬件结构及引脚 1.2.1MCS-51单片机的内部结构 内部结构如下： 1.中央处理器（CPU） 组成：运算器、控制器。8051的CPU包含以下功能部件：（1）8位CPU。 （2）布尔代数处理器，具有位寻址能力。 （3）128B内部RAM数据存储器，21个专用寄存器。（4）4KB内部 掩膜ROM程序存储器。（5）2个16位可编程定时器/计数器。
（6）32个（4某8位）双向可独立寻址的I/O口。（7）1个全双工UART（异步串行通信口）。（8）5个中断源、两级中断优先级的中断控 制器。 （9）时钟电路，外接晶振和电容可产生 1.2MHz～12MHz的时钟频率。（10）外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB。（11）111条指令，大 部分为单字节指令。 （12）单一+5V电源供电，双列直插40引脚DIP封装。（1）运算器 组成：8位算术逻辑运算单元ALU（ArithmeticLogicUnit）、8位累 加器A（Accumulator）、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW （ProgramStatuWord）、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等。 功能：完成算术运算和逻辑运算。（2）控制器 组成：程序计数器PC（ProgramCounter）、指令寄存器IR （IntructionRegiter）、指令译码器ID（IntructionDecoder）、堆栈 指针SP、数据指针DPTR、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路。 功能：CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合 下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。 MCS-51系列单片机配置一览表片内存储器（字节）定时器并行串行 系列无片内ROM有ROM有EPROM片内计数器I/ORAM128字Intel51子系列80318051/80C518751/87C5180C31(4K字节)(4K字节)256Intel52子系列80328052/80C528752/87C52字80C32(8K字节)(8K字节)节 1051(1K)/2051(2K)/4051(4KATEML89C系列(常用型))（20条引脚DIP封
MCS-51单片机内部程序存储器ROM结构详解
MCS-51单片机内部程序存储器ROM结构详解 MCS-51 单片机的程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。8051 片内 有4 KB 的ROM，8751 片内有4 KB 的EPROM，8031 片内无程序存储器。MCS-51 的片外最多能扩展64 KB 程序存储器，片内外的ROM 是统一编址的。如端保持高电平，8051 的程序计数器PC 在0000H～0FFFH 地址范围内(即前4 KB 地址) 是执行片内ROM 中的程序，当PC 在1000H～FFFFH 地址范围时，自动执行片外程序存储器中的程序;当保持低电平时，只能寻址外部程序存储器，片外存储器可以从0000H 开始编址。 MCS-51 的程序存储器中有些单元具有特殊功能，使用时应予以注意。 其中一组特殊单元是0000H～0002H。系统复位后，(PC)=0000H，单片机从0000H 单元开始取指令执行程序。如果程序不从0000H 单元开始，应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，以便直接转去执行指定的程序。 还有一组特殊单元是0003H～002AH，共40 个单元。这40 个单元被均匀地 分为5 段，作为5 个中断源的中断地址区。其中： 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 0013H～001AH 外部中断1 中断地址区 001BH～0022H 定时/计数器1 中断地址区 0023H～002AH 串行中断地址区 中断响应后，按中断种类，自动转到各中断区的首地址去执行程序，因此在 中断地址区中理应存放中断服务程序。但通常情况下，8 个单元难以存下一个 完整的中断服务程序，因此通常也是从中断地址区首地址开始存放一条无条件 转移指令，以便中断响应后，通过中断地址区，再转到中断服务程序的实际入
MCS51单片机基础知识
MCS-51单片机的基本结构 XTAL1 XTAL2 VCC VSS MCS-51单片机的基本结构: 1、微处理器CPU ：为8位的CPU ，且内含一个1位CPU （布尔处理器），不仅可以处理字节数据，还可以进行位变量的处理。 2、内部数据存储器（RAM ）：128字节片内RAM 。（8052系列为256字节） 3、内部程序存储器（ROM/EPROM/）:8031无此器件，8051为4KROM ，8751为4KEPROM 。 4、定时器/计数器：内含2个16位定时/计数器，具有四种工作方式。 5、串行口：1个全双工的串行口，具有四种工作方式。 6、中断控制系统：具有5个中断源，2级中断优先权。 7、P0、P1、P2、P3：为4个并行8位I/O 口。 8、特殊功能寄存器（SFR ）：共有21个，用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM 区。 1234675891011121314403938373534363332 31 30292827P1.0P1.1P1.4P1.3P1.2P1.5RST/VPD P1.7P1.6RXD P3.0TXD P3.1T0 P3.4T1 P3.5Vcc P0.0P0.3P0.2P0.1P0.4P0.6P0.5P0.7P2.7PSEN P2.6EA/VPP ALE/PROG 151617181920 WR P3.6RD P3.7XTAL1XTAL2VSS 262524232121 P2.5P2.1P2.2P2.0 P2.4P2.3INTO P3.2INT1 P3.389C51
1、电源、时钟电路 VCC（40脚）—+5V电源 VSS（20脚）—地 XTAL1（19脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输入端。 XTAL2（18脚）—芯片内部振荡电路（单级反相放大器）输出端。 MCS-51的时钟可由内部方式或外部方式产生。 1）内时钟方式 利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件，内部振荡器便能产生自激振荡，用示波器便可以观察到XTAL2输入的正弦波，定时元件可以采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路，连接方法如图2.2（a）所示。晶体可以在1.2MHz~33MHz之间任选，电容可以在20~30pF之间选择，电容C1、C2的大小对振荡频率有微小影响，可对频率起微调作用。在设计印制板时，石英晶体和电容应尽可能与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，保证振荡器可靠工作，为提高温度稳定性，采用NPO电容为优。 2）外时钟方式 如图2.1（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器，对外部振荡信号无特殊要求，由于XTAL2端的电平不是TTL电平，故应接一上拉电阻。外部振荡器的频率应低于33MHz。 （a）内时钟方式（b）外时钟方式 图2.1 MCS-51时钟方式电路图 2、控制信号 1）RST/VPD（9脚）复位信号 时钟电路工作后，在此引脚上出现两个机器周期的高电平，芯片内部进行初始复位，复位后片内寄存器置初值。但初始化不影响片内RAM状态，只在该引脚保持高电平，MCS-51将循环复位。RST/VPD从高电平变低电平时，单片机将从0号单元取指，开始执行程序。另外，该引脚还具有复用功能，只要将VPD接+5V备用电源，一但VCC电位突然下降或断电，能保护片内RAM中的信息不被丢失，使复电后能正常工作。 MCS-51通常采用上电复位和开关复位二种方式。 其简单的复位应用电路如图2.2所示。 上电瞬间，电容两端电压不能突变，此时RST端为高电平，随着+5V通过电阻给电容充电，RST端电位逐步下降。只要RST端电平在高电平段保持两个以上机器周期，单片机即复位，从而实现上电自动复位。开关复位，只要将按键按下，RST为高电平，复位有效。
51系列单片机寄存器详解
AUXR：辅助寄存器 字节地址＝8EH，不可位寻址 － - - WDIDLE DISRTO - - DISALE WDIDLE：WTD在空闲模式下的禁止/允许位 当WDIDLE＝0时，WDT在空闲模式下继续计数 当WDIDLE＝1时，WDT在空闲模式下暂停计数 DISRTO：禁止/允许WDT溢出时的复位输出 当DISRTO＝0时，WDT定时器溢出时，在RST引脚输出一个高电平脉冲 当DISRT0＝1时，RST引脚为输入脚 DISALE ：ALE禁止/允许位 当DISALE＝0时，ALE有效，发出恒定频率脉冲 当DISALE＝1时，ALE仅在CPU执行MOVC和MOVX类指令时有效，不访问外寄存器时，ALE不输出脉冲信号 AUXR1：辅助寄存器1字节地址A2，不可位寻 － - - －－ - - DPS DPS：数据指针寄存器选择位 当DPS＝0时，选择数据指针寄存器DPRT0 DPRT1时，选择数据指针寄存器DPS 当＝ PSW：程序状态字 CY——进位标记 AC——半进位标记 F0——用户设定标记 RS1、RS0——4个工作寄存器区的选择位。 VO——溢出标记 P——奇偶校验标记 PCON：电源控制器及波特率选择寄存器 字节地址＝87H，不可位寻址 SMOD - - POF GF1 GF0 PD IDL SMOD——波特率倍增位 GF1、GF0——用户通用标记 PD——掉电方式控制位，PD＝1时进入掉电模式 IDL——空闲方式控制位，IDL=1时进入空闲方式 在AT89S51中PCON.4是电源断电标记位POF，上电是为1 IE：中断允许控制寄存器
EA：中断允许总控制位 当EA=0时，中断总禁止。 当EA=1时，中断总允许后中断的禁止与允许由各中断源的中断允许控制位进行设置。 EX0（ EX1）：外部中断允许控制位 当EX0（ EX1）＝0 禁止外中断 当EX0（ EX1）＝1 允许外中断 ET0（EX1）：定时/计数中断允许控制位 当ET0（ET1）＝0 禁止定时(或计数)中断 当ET0（ET1）＝1 允许定时(或计数)中断 ET2：定时器2中断允许控制位，在AT89S52、AT89C52中 ES：串行中断允许控制位 当ES＝0 禁止串行中断 当ES＝1 允许串行中断 IP：中断优先级控制寄存器 PX0——外部中断0优先级设定位 PT0——定时中断0优先级设定位 PX1——外部中断1优先级设定位 PT1——定时中断1优先级设定位 PS——串口中断优先级设定位 优先级设定位2PT2——定时器SCON：串行口控制寄存器 SM0、SM1：串行口工作方式选择位 SM2：多机通信控制位 REN：允许/禁止串行口接收的控制位 TB8：在方式2和方式3中，是被发送的第9位数据，可根据需要由软件置1或清零，也可以作为奇偶校验位，在方式1中是停止位。
mcs51的存储器
MCS-51单片机采用的是哈佛结构（程序存储器和数据存储器分开）。结构图如下： 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，以产生不同的存储器空间的选通信号。 程序存储器采用的是ROM(read only memory),分为片内和片外部分，片内4KB，片外64KB.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。 MCS-51系列单片机程序存储器分为系统使用区和用户使用区。其中0000H~002AH为系统使用区，其余为用户使用区。系统使用区固定6个地址为特定程序的入口地址，如下： ROM地址功能分配
0000H 系统复位后的入口，PC指向此处 0003H 外部中断0服务入口 000BH 定时器/计数器T0中断服务程序入口 0013H 外部中断1服务程序入口 001BH 定时器/计数器T1中断服务程序入口 0023H 串口中断服务程序入口 002BH T2中断服务程序入口 数据存储区也称为随机存取存储器（RAM），MCS-51单片机的数据存储器分为两个地址空间：内部数据存储器、外部数据存储器。 内部数据存储器共有256B存储空间，但只有低128B（地址为00H~7FH）是真正的数据存储空间，可供用户进行读或写操作，高128B（地址为80H~FFH）是单片机的特殊功能寄存器区（SFR）。 ①.内部数据存储器的低128B的区域分配：工作寄存器区（00H~1FH）共32B、位寻址区（20H~2FH）共16B、堆栈和数据缓冲区（30H~7FH）共80B. ②.内部数据存储器的高128B的区域分配：特殊功能寄存器区（SFR），地址为80H~FFH。 图片如→ 片内数据存储器为8位地址，所以最大可寻址的范围为256个单元地址，对片外数据存储器采用间接寻址方式，R0、R1和DPTR都可以做为间接寻址寄存器，R0、R1是8位的寄存器，即R0、R1的寻址范围最大为256个单元，而DPTR是16位地址指针，寻址范围就可达到64KB。也就是说在寻址片外数据存储器时，寻址范围超过了256B，就不能用R0、R1做为间接寻址寄存器，而必须用DPTR 寄存器做为间接寻址寄存器。 一：①.程序状态字与工作寄存器地址的对应关系（00H~1FH）：
MCS51
机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。 cpu组成 运算器 一、 MCS51的CPU由运算器和控制器组成。 1、运算器运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心，再加上暂存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序状态标志寄存器PSW及布尔处理器。累加器ACC是一个八位寄存器，它是CPU中工作最频繁的寄存器。在进行算术、逻辑运算时，累加器ACC往往在运算前暂存一个操作数（如被加数），而运算后又保存其结果（如代数和）。寄存器B主要用于乘法和除法操作。标志寄存器PSW也是一个八位寄存器，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位、借位等。其每位的具体含意如下所示：对用户来讲，最关心的是以下四位。 （1）?进位标志CY（PSW?7）。它表示了运算是否有进位（或借位）。如果操作结果在最高位有进位（加法）或者借位（减法），则该位为1，否则为0。 （2）?辅助进位标志AC。又称半进位标志，它指两个八位数运算低四位是否有半进位，即低四位相加（或减）是否进位（或借位），如有AC为1，否则为0。 （3）?溢出标志位OV。MCS－51反映带符号数的运算结果是否有溢出，有溢出时，此位为1，否则为0。 （4）?奇偶标志P。反映累加器ACC内容的奇偶性，如果ACC中的运算结果有偶数个1（如11001100B，其中有4个1），则P为0，否则，P=1。 由于PSW存放程序执行中的状态，故又叫程序状态字。运算器中还有一个按位（bit）进行逻辑运算的逻辑处理机（又称布尔处理机）。 控制器 2、控制器控制器是CPU的神经中枢，它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP等。这里程序计数器PC是由16位寄存器构成的计数器。要单片机执行一个程序，就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。因此，必须有一个电路能找出指令所在的单元地址，该电路就是程序计数器PC。当单片机开始执行程序时，给PC装入第一条指令所在地址，它每取出一条指令（如为多字节指令，则每取出一个指令字节），PC的内容就自动加1，以指向下一条指令的地址，
MCS-51存储器配置
MCS-51存储器配置 一般的微型计算机都采用程序与数据共用一组存储器形式，而MCS-51 单片机将程序与数据分别放在两组存储器内，一组称为程序存储器，另一组称为数据存储器。 单片机的应用特点是为某个特定对象服务，它的程序设计调试成功后，一般是固定不变的，因而程序(包括常数表)可以一次性地永久放到单片机内。这样不仅省去了每次开机后的程序重新装入步骤，还可以有效地防止因掉电和其它干扰而引起的程序丢失的错误。 MCS-51片内集成有一定容量的程序存储器(8031／80C31／8032除外)和数据存储器，并能够扩展较大外部存储器的能力。 物理上，MCS-51有4个存储器空间：片内程序存储器、片外程序存储器，片内数据存储器、片外数据存储器。其结构如图2-5所示。 程序存储器 程序存储器用来存放编制好的始终保留的固定程序和表格常数。程序存储器以程序计数器PC作地址指针，用16位的地址总线，地址空间为64KB。 8051单片机内部设置有4KB的ROM（8031无内部ROM），片外可以扩展到64KB的程序存储区，而整个程序存储器的地址空间是统一的。 当引脚（引脚高电平）时，单片机正常运行，片内外统一编址。片内ROM地址范围由0000H～0FFFH共4KB；片外ROM地址从1000H～FFFFH，内外共64KB。当程序计数器PC≤0FFFH时执行片内程序，当PC≥0FFFH时，会自动转向片外程序。 当引脚（引脚低电平）时，只能执行片外ROM的程序。因此，片外ROM 地址从0000H～FFFFH共64KB。8031单片机无内部程序存储器，故地址从0000H～FFFFH都是外部程序存储器空间，其脚始终接低电平，使系统只从外部程序存储器中取指。 在使用ROM时，下面六个地址单元具有特殊专用功能： 0000H单元是程序起始单元。系统复位后，PC＝0000H，程序从0000H单元开始执行； 0003H单元是外部中断0入口地址； 000BH单元是定时器 T0溢出中断入口地址； 0013H单元是外部中断1入口地址； 001BH单元是定时器 T1溢出中断入口地址； 0023H单元是串行口中断入口地址。 这里只是简单指出这些地址的特殊性，具体使用方法将在中断部分详细介绍。 内部数据存储器 数据存储器用以存放数据或中间运行结果。其在物理上和逻辑上都分为二个地址空间： 一个内部和一个外部数据存储器空间。访问内部数据存储器，用MOV指令，访问外部数据存储器用MOVX指令。
51单片机存储器的结构
. 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RO M 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。 0013H—001AH外部中断1中断地址区。 001BH —0022H定时/计数器1中断地址区。
第五讲MCS单片机存储器配置
第五讲 MCS-51单片机存储器 配置 教学方式: 教学法 教学目的: 一、了解特殊功能寄放器名称 二、了解单片机位地址空间分派 3、掌握MCS-51单片机内部存储器的空间与分派 教学重点、难点：： 单片机内部存储器的空间与分派 主要教学内容（提纲）： 一、MCS-51的存储器结构 二、MCS-51的输入输出结构 三、CPU 的时序 四、单片机的工作进程 教学要点 §2-3 MCS-51单片机内存配置 一、MCS-51机的内存结构 (如图1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 图1 MCS-51机的内存结构 物理上分为：4个空间，片内ROM、片外ROM 片内RAM、片外RAM 逻辑上分为；3个空间，程序内存（片内、外）统一编址MOVC 数据存储器（片内）MOV 数据存储器（片外）MOVX 一、程序内存 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：寄存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 二、内部数据存储器 物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。如图2所示。 7F 资料缓冲区 堆栈区80B 工作单元 30 2F 位地址：16B 00H~7FH 128 可位寻址位 20 1F 3区 2区 1区32B 4组R0~R7工作寄放器 0区 图2 内部数据存储器 作用：作数据缓冲器用。
51单片机存储器结构介绍
51单片机存储器结构介绍 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#EA=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#EA=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。
mcs-51单片机存储器结构
MCS-51单片机存储器结构 MCS-51存储器可分为四类：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。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。0013H—001AH 外部中断1中断地址区。001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。0023H—002AH 串行中断地址区。可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各自的中断区去执行程序。因此以上地址单元不能用于存放程序的其他内容，只能存放中断服务程序。但是通常情况下，每段只有8个地址单元是不能存下完整的中断服务程序的，因而一般也在中断响应的地址区安放一条无条件转移指令，指向程序存储器的其它真正存放中断服务程序的空间去执行,这样中断响应后，CPU读到这条转移指令，便转向其他地方去继续执行中断服务程序。数据存储器数据存储器也称为随机存取数据存储器。MCS-51单片机的数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间，一个是内部数据存储区和一个外部数据存储区。MCS-51内部RAM有128或256个字节的用户数据存储（不同的型号有分别），它们是用于存放执行的中间结果和过程数据的。MCS-51的数据存储器均可读写，部分单元还可以位寻址。 8051内部RAM共有256个单元，这256个单元共分为两部分。其一是 地址从00H—7FH单元（共128个字节）为用户数据RAM。从80H—FFH地址单 元（也是128个字节）为特殊寄存器（SFR）单元。从图1中可清楚地看出它们 的结构分布。在00H—1FH共32个单元中被均匀地分为四块，每块包 含八个8位寄存器，均以R0—R7来命名，我们常称这些寄存器为通用寄存器。 这四块中的寄存器都称为R0—R7，那么在程序中怎么区分和使用它们呢？聪明 的INTEL工程师们又安排了一个寄存器——程序状态字寄存器（PSW）来管理它 们，CPU只要定义这个寄存的PSW的第3和第4位（RS0和RS1），即可选中这 四组通用寄存器。对应的编码关系如图2所示。 内部RAM的20H—2FH单元为位寻址区，既可作为一般单元用字 节寻址，也可对它们的位进行寻址。位寻址区共有16个字节，128个位， 位地址为00H—7FH。位地址分配如表1所示，CPU能直接寻址这些位，执 行例如置“1”、清“0”、求“反”、转移，传送和逻辑等操作。我们常 称MCS-51具有布尔处理功能，布尔处理的存储空间指的就是这些为寻址 区。
第五讲 MCS-51单片机存储器配置
第五讲 MCS-51单片机存储器配置 教学方法: 讲授法 教学目的: 1、了解特殊功能寄存器名称 2、了解单片机位地址空间分配 3、掌握MCS-51单片机内部存储器的空间与分配 教学重点、难点：： 单片机内部存储器的空间与分配 主要教学内容（提纲）： 一、MCS-51的存储器结构 二、MCS-51的输入输出结构 三、CPU 的时序 四、单片机的工作过程 讲授要点 §2-3 MCS-51单片机内存配置 一、MCS-51机的内存结构 (如图1所示) 0FFFH FFH 80H 7FH 0000H 00H 0000H 程序存储器 内部数据存储器 外部数据存储器
图1 MCS-51机的内存结构 物理上分为：4个空间，片内ROM、片外ROM 片内RAM、片外RAM 逻辑上分为；3个空间，程序内存（片内、外）统一编址MOVC 数据存储器（片内）MOV 数据存储器（片外）MOVX 1、程序内存 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 2、内部数据存储器 物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。如图2所示。 7F 资料缓冲区 堆栈区80B 工作单元 30 2F 位地址：16B 00H~7FH 128 可位寻址位 20 1F 3区 2区 1区32B 4组R0~R7工作寄存器 0区 图2 内部数据存储器 作用：作数据缓冲器用。 二、殊功能寄存器SFR 寻址空间：80H ~ FFH ，其中有6个双字节寄存器。 注意PC不在此范围内。