单片机存储器
单片机内部存储器结构与数据存取方法详解
单片机内部存储器结构与数据存取方法详解单片机是一种集成了处理器、内存和外设等功能于一体的微电子器件，广泛应用于各种电子设备中。
其中，内部存储器是单片机的核心组成部分之一。
本文将详细介绍单片机内部存储器的结构和数据存取方法。
一、单片机内部存储器的结构单片机的内部存储器主要包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两部分。
1. 随机存取存储器(RAM)RAM是单片机内部的易失性存储器，用于存储数据、程序临时数据和运行时数据。
单片机内部的RAM可以根据存取速度和使用要求的不同，分为片内RAM 和片外RAM两种。
片内RAM是单片机芯片内部集成的存储器，速度较快。
它可以分为片内可读写RAM(RW-RAM)和片内只读RAM(RO-RAM)两种类型。
片内可读写RAM可以被程序读取和修改，存储媒介是电容或电子触发器。
而片内只读RAM则只能被程序读取，不能被修改。
片内RAM的容量相对较小，一般在几十到几百字节之间。
片外RAM是连接在单片机芯片外部的存储器，速度较慢。
它可以进一步分为静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)两种类型。
SRAM是基于触发器构建的，数据存储在触发器中，读写速度快且无需刷新。
DRAM则是基于电容构建的，存储数据需要定期刷新，但容量较大。
2. 只读存储器(ROM)ROM是单片机内部的非易失性存储器，用于存储程序和常量数据。
ROM的内容在出厂时就被写入，一般无法被程序修改。
单片机内部的ROM可以分为只读存储器(ROM)和可编程只读存储器(PROM)两种类型。
ROM存储器内容固定不变，其中包含了单片机的初始化程序和系统代码。
PROM存储器则可以通过特殊的编程操作烧写程序和数据，但一旦写入后无法擦除和修改。
这类存储器在生产流程中被用于定制特殊功能的单片机。
二、单片机内部存储器的数据存取方法单片机内部存储器的数据存取方法根据存储器的类型和连接方式而有所不同。
1. RAM的数据存取方法对于片内RAM，数据的存取可以通过直接读写特定的RAM地址来实现。
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ROMMCS-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。
8051单片机的存储器结构
8051单片机的存储器结构8051 单片机是一种常见的微控制器，它具有一个复杂的存储器结构。
8051 单片机的存储器结构包括以下几个部分：程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、特殊功能寄存器（SFR）和扩展存储器（EEROM）。
1. 程序存储器（ROM）程序存储器是存储 8051 单片机程序的地方，通常被称为EPROM或flash。
程序存储器的地址空间为0x0000到0xFFFF，共64K字节。
程序存储器用于存储程序代码、常量数据、用户函数和中断向量表。
由于程序存储器是只读存储器，因此它的内容只能在编程时被修改。
在8051单片机启动时，程序计数器（PC）从0x0000初始化，并指向程序存储器的第一个地址。
当任何指令被执行时，PC递增，指向下一个指令。
数据存储器是存储程序数据的地方，也称为随机存取存储器（RAM）。
数据存储器的地址空间为0x0000到0xFFFF，但是只有128个字节可以快速访问。
数据存储器中的地址在逻辑和物理上是一样的。
数据存储器通常用于存储变量、数组、堆栈等运行时数据，这些数据是程序运行时动态分配的。
数据存储器也可以被用作缓存或寄存器文件。
访问数据存储器时，通常需要将地址存储在一个或多个寄存器中，然后通过所选指令操作该地址。
3. 特殊功能寄存器（SFR）特殊功能寄存器是一组8位或16位的寄存器，用于存储控制器状态和控制器中的各种特殊功能。
特殊功能寄存器的地址范围为0x80到0xFF，共有128个字节。
特殊功能寄存器的内容可以被用于控制 CPU 的各种特殊功能，如控制定时器/计数器、外设 I/O 端口和串行通信接口等等。
特殊功能寄存器中的某些位用于确定控制器中的功能开关。
因此，通过对特殊功能寄存器的读写来控制和管理 8051 单片机的各种功能。
扩展存储器通常被称为 EEROM(Electrically Erasable Read Only Memory)，它是非易失性存储器的一种。
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64KBEA = 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。
51单片机存储器结构介绍
MCS-51单片机存储器结构从用户的角度上，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。
【程序内存ROM】寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KBEA = 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（低128单元用户RAM 和高128单元SFR区）作用：作数据缓冲器用。
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EA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。
MCS-51单片机的内部存储器
③ F0（PSW.5）——用户标志位。这是一个由用户自定义的标 志位，用户根据需要用软件方法置位或复位。例如用它来控 制程序的转向。
4. 堆栈类型
向上生长型和向下生长型。MCS-51的堆栈是向上生长的。
5. 堆栈使用方法
① 调用子程序或中断时，返回地址（断点）自动进栈。程序返回时， 断点再自动弹回PC。
② 使用专用的堆栈操作指令，进行进出栈操作。保护现场（PUSH）； 恢复现场（POP）。
1.4 内部程序存储器
MCS-51单片机的程序计数器PC为16位，因此可以寻址的 地址空间为64KB。8051和8751单片机内部有4KB字节 ROM/EPROM程序存储器（0000H～0FFFH），1000H～FFFFH是外 部扩展程序存储器地址空间。而8052单片机内部有8KB ROM程 序存储器，同样可以扩展到64KB。在64KB程序存储器中，有6 个地址单元具有特殊功能。
3. 堆栈指示器
堆栈共有两种操作：进栈和出栈。
但不论是数据进栈还是出栈，都是对堆栈的栈顶单元进行的， 即对堆栈栈顶单元的写和读操作。为了指示栈顶地址，所以 要设置堆栈指示器SP。SP的内容就是堆栈栈顶的存储单元地 址。
MCS-51单片机由于堆栈设在内部RAM上，因此SP是一个8位 寄存器。实际上SP就是专用寄存器的一员。系统复位后，SP 的内容为07H，但由于堆栈最好在内部RAM的30H～7FH单元中 开辟，所以在程序设计时，应注意把SP值初始化为30H。SP的 内容一旦确定，栈顶的位置就确定了。
80C51单片机存储器物理结构参考
详述80C51单片机存储器物理结构、工作特点、地址范围大小并且图示说明？
1、80C51单片机的存储器在物理结构上可分为4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。
在逻辑上可分为3个空间，64KB程序存储器（片内、外统一编址）、256B片内数据存储器和64KB片外数据存储器。
其容量大小和地址如下图。
2、80C51片内256B数据存储器分两部分，特殊功能寄存器区（80H-FFH)和低128BRAM （00H-7FH）区。
特殊功能寄存器区有21个特殊功能寄存器(SFR),字节地址能被8整除的特殊功能寄存器可位寻址。
3、低128BRAM可分为用户RAM区（30H-7FH）可作数据缓冲和堆栈区、位寻址区（20H-2FH ）共128位（位地址00H-7FH）和4组通用工作寄存器区（00H-1FH）。
在4组通用工作寄存器区（00H-1FH）中，每组有8个工作寄存器（R0-R7）。
CPU当前使用的工作寄存器组，是由程序状态寄存器PSW中的RS1、RS0的设置来选择的。
单片机硬件组成
单片机硬件组成
单片机是一种集成电路，具有处理器、存储器、输入/输出端口以及各种外围设备接口等硬件组成部分。
1.处理器
单片机的处理器通常是一个微控制器，包括运算单元、控制单元、定时器/计数器和中断控制器等核心部件，可以执行各种指令，完成不同的操作。
2.存储器
单片机的存储器包括ROM、RAM、EEPROM等，其中ROM用于存储程序代码和常量数据，RAM用于存储变量和临时数据，EEPROM用于存储可编程数据，如配置文件、用户数据等。
3.输入/输出端口
单片机的输入/输出端口用于与外部设备进行通信，包括数字输入/输出端口、模拟输入/输出端口、串口、并口、SPI接口等，可以实现数据收发、控制信号输出、中断响应等功能。
4.外围设备接口
单片机的外围设备接口包括LCD显示屏驱动、键盘输入、蜂鸣器、LED指示灯、继电器控制、PWM输出等，可以满足不同的应用需求。
总之，单片机的硬件组成决定了它的功能和性能，不同的单片机具有不同的处理能力、存储容量、输入/输出接口和外围设备支持等特性，需要根据具体应用需求选择合适的型号和配置。
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地址名称备注0x00R00x01R10x02R20x03R30x04R40x05R50x06R60x07R70x08R00x09R10x0AR20x0BR30x0CR40x0DR50x0ER60x0FR70x10R00x11R10x12R20x13R30x14R40x15R50x16R60x17R70x18R00x19R10x1AR20x1BR30x1CR40x1DR50x1ER60x1FR70x200706050403020100
0x210F0E0D0C0B0A0908
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0x294F4E4D4C4B4A4948
0x2A5756555453525150
0x2B5F5E5D5C5B5A5958
内部数据存储器寄存器区DATA
位地址区BDATA
DATA(0x00~0xff)0x2C6766656463626160
0x2D6F6E6D6C6B6A6968
0x2E7776757473727170
0x2F7F7E7D7C7B7A7978
0x300x310x320x330x340x350x360x370x380x390x3A0x3B0x3C0x3D0x3E0x3F0x400x410x420x430x440x450x460x470x480x490x4A0x4B0x4C0x4D0x4E0x4F0x500x510x520x530x540x550x560x570x580x590x5A
址区BDATA
通用RAM区DATA0x5B0x5C0x5D0x5E0x5F0x600x610x620x630x640x650x660x670x680x690x6A0x6B0x6C0x6D0x6E0x6F0x700x710x720x730x740x750x760x770x780x790x7A0x7B0x7C0x7D0x7E0x7F0x80P0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0可以位操作0x800x81SP0x810x82DP0L0x820x83DP0H0x830x84DP1L0x840x85DP1H0x850x860x860x87PCON0x870x88TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0可以位操作0x880x89TMOD0x89
用RAM区DATA
特殊功能寄存器区SFR
只能字节操作未用0x8ATL00x8A0x8BTL10x8B0x8CTH00x8C0x8DTH10x8D0x8EAUXR0x8E0x8F0x8F0x90P1P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0可以位操作0x900x910x910x920x920x930x930x940x940x950x950x960x960x970x970x98SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI可以位操作0x980x99SBUF0x990x9A0x9A0x9B0x9B0x9C0x9C0x9D0x9D0x9E0x9E0x9F0x9F0xA0P2P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0可以位操作0xA00xA10xA10xA2AUXR10xA20xA30xA30xA40xA40xA50xA50xA6WDTRST0xA60xA70xA70xA8IEEA-ET2ESET1EX1ET0EX0可以位操作0xA80xA90xA90xAA0xAA0xAB0xAB0xAC0xAC0xAD0xAD0xAE0xAE0xAF0xAF0xB0P3P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0可以位操作0xB00xB10xB10xB20xB20xB30xB30xB40xB40xB50xB50xB60xB60xB70xB70xB8IP--PT2PSPT1PX1PT0PX0可以位操作0xB8
能寄存器区SFR
未用未用
只能字节操作未用未用
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只能字节操作未用未用
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未用只能字节操作未用未用
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未用只能字节操作0xB90xB90xBA0xBA0xBB0xBB0xBC0xBC0xBD0xBD0xBE0xBE0xBF0xBF0xC0可以位操作0xC00xC10xC10xC20xC20xC30xC30xC40xC40xC50xC50xC60xC60xC70xC70xC8T2CONTF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C_T2CP_RL2可以位操作0xC80xC9T2MOD0xC90xCARCAP2L0xCA0xCBRCAP2H0xCB0xCCTL20xCC0xCDTH20xCD0xCE0xCE0xCF0xCF0xD0PSWCYACF0RS1RS0OVXP可以位操作0xD00xD10xD10xD20xD20xD30xD30xD40xD40xD50xD50xD60xD60xD70xD70xD8可以位操作0xD80xD90xD90xDA0xDA0xDB0xDB0xDC0xDC0xDD0xDD0xDE0xDE0xDF0xDF0xE0ACCACC.7ACC.6ACC.5ACC.4ACC.3ACC.2ACC.1ACC.0可以位操作0xE00xE10xE10xE20xE20xE30xE30xE40xE40xE50xE50xE60xE60xE70xE7未用
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只能字节操作未用未用
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只能字节操作未用未用
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