89C51存储器配置
第8章89C51单片机扩展存储器的设计
低 高 正脉冲 低 低
低
+5V
程序读出
+5V
高阻
高 +25V（或12V） 程序写入
低 +25V（或12V） 程序读出
高 +25V（或12V） 高阻
2、存储器地址空间分配
一个存储器单元对应一个地址 在外扩的多片存储器芯片中，AT89C51要完成这种功能，必
须进行两种选择：
一是必须选中该存储器芯片（或I/O接口芯片），这称为“片 选”，只有被“选中”的存储器芯片才能被AT89C51读出或 写入数据。为了片选的需要，每个存储器芯片都有片选信号 引脚
地址分配
采用译码器法扩展2片8KBP2.E7PRPO2M.6，P22.片5 8选KB中芯RA片M。地E址PR范O围M 存储容量 选用2764，RAM选用6264。0 1 0 IC1 0000H-1FFFH 8K
0 0 1 IC2 2000H-3FFFH 8K
0
10
IC3 4000H-5FFFH 8K
（5）全静态工作：可从0Hz～16MHz。
（6）程序存储器具有3级加密保护。
（7）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储器内容。
本章小结：
AT89C51可扩展的外部存储器分为2个64K空间：程序存储器空间和 数据存储器空间 总线构成：地址总线：P0和P2口；
数据总线：P0口； 控制总线：ALE、PSEN、EA、WR、RD 片选方法：线选法和地址译码法
IC1 0000H-3FFFH 16K
0 1 Y1*
IC2 4000H-7FFFH 16K
1
0
Y2*
IC3 8000H-BFFFH 16K
1 1 Y3*
AT89C51单片机性能介绍
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.主要特性：·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路2.管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
第2章 89C51单片机硬件结构和原理 (单片机原理课件)
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单片机原理及接口技术
1、准双向 当I/O口作为输入时，应先向此口锁存器写入 全1， 此时该口引脚浮空，可作高阻抗输入。
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单片机原理及接口技术
2、P0口：
P0口可作为一个8位数据准双向输入/输出口；
在CPU访问片外存储器时，P0口为分时复用的
低8位地址总线和8位数据总线。
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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。但有一些单片机内
部不带ROM/EPROM，如8031、8032、80C31等。
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。
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单片机原理及接口技术
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：
（3）8位程序状态寄存器PSW： （4）8位寄存器B：
（5）布尔处理器： （6）2个8位暂存器：
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单片机原理及接口技术
1）运算器 （1）8位的ALU： 可对4位、8位、16位数据进行操作。
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单片机原理及接口技术
（2）8位累加器ACC（A）： • 它经常作为一个运算数经暂存器2进入ALU 的输入端，与另一个来自暂存器1的运算数 进行运算，运算结果又送回ACC。
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第1部分 89C51单片机硬件结构和原理
第1部分 89C51单片机硬件结构和原理1. 89C51单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答：89C51单片机是个完整的单片微型计算机。
芯片内部包括下列硬件资源：（1）8位CPU；（2）4KB的片内Flash ROM。
可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器；（3）256B内部 RAM/SFR；（4）21个 SFR；（5）4个8位并行I/O口P0～P3（共32位I/O线）；（6）一个全双工uart的异步串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通讯；（7）两个16位定时器/计数器；（8）5个中断源，两个中断优先级；（9）内部时钟发生器。
2. 89C51的ＥＡ端有何用途?答：作外部程序存储器地址允许输入端和固化编程电压输入端。
3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答：89C51存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间：（1）64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH，其中0000H~0FFFH为片内4KB的Flash 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，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：0000H~FFFFH，包括扩展I/O地址空间。
MCS-51单片机存储器三类空间地址存在重叠，单片机设计了不同的数据传送指令符号来区分：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。
4. 简述89C51片内RAM的空间分配。
答：89C51内部256B的数据RAM区，包括有工作寄存器组区、可直接位寻址区和数据缓冲区、特殊功能寄存器组区。
89c51 (3)
89C51简介89C51是一款经典的8位单片机，由英特尔公司于1980年推出。
该单片机采用Harvard结构，内部集成了CPU核心、RAM、ROM、IO口等功能模块，具有低功耗、高性能和易于编程的特点。
89C51系列单片机广泛应用于各种嵌入式系统、工控系统、通信设备等领域。
主要特性•CPU核心：基于MCS-51架构，运行频率可达12MHz•存储器：4KB Flash ROM、128B RAM•IO口：32个单向/双向可编程引脚•定时器/计数器：2个16位定时器/计数器，1个可编程独立定时器/计数器•串行通信口：可支持多种通信协议，如SPI和UART•中断系统：可支持4级中断，包括外部中断和定时器中断•低功耗模式：可进入休眠模式以降低功耗架构和指令集89C51采用Harvard体系结构，包含4个主要部分：CPU 核心、存储器、IO口和定时器/计数器。
CPU核心负责指令的执行和数据的处理，支持各种算术、逻辑和移位操作。
存储器包括4KB的Flash ROM用于存储程序代码，以及128B的RAM用于存储临时数据。
IO口可以配置为输入或输出模式，并与外部设备进行数据交互。
定时器/计数器用于生成精确的定时事件和计数任务。
89C51的指令集丰富而全面，支持多种数据操作和控制指令。
常用指令包括数据传输指令（MOV、MOVX）、算术指令（ADD、SUB、INC、DEC）、逻辑指令（AND、OR、XOR、NOT）、移位指令（RL、RR、SL、SR）等。
此外，89C51还支持分支指令（JMP、CALL、RET）和中断指令（INT、IRET），使得程序可以根据需要实现跳转和中断处理。
开发工具与编程语言由于89C51是一款经典的单片机，目前市面上有多种开发工具可供选择。
其中，常用的开发工具有Keil C51和SDCC。
Keil C51是一款专为89C51系列单片机开发的集成开发环境（IDE），提供了代码编辑、编译、调试等功能。
第8章 89C51片机扩展存储器的设计第8章 89C51单片机扩展存储器的设计
8.3 程序存储器EPROM的扩展
采用只读存储器，非易失性。 1 掩膜ROM 在制造过程中编程。成本较高，因此只适合于大批量生产。 2 可编程ROM（PROM） 用独立的编程器写入。但PROM只能写入一次，且不能再修改。 3 EPROM 电信号编程，紫外线擦除的只读存储器芯片。 （4）E2PROM（ EEPROM） 电信号编程，电信号擦除的ROM芯片。读写操作与RAM几乎没什
所以，在扩展程序存储器设计时，应尽量采用大容量芯片。
1.常用的EPROM芯片 27系列EPROM芯片的引脚如图8-11所示，参数见表8-4（P143
略）。
图8-11中的引脚功能如下： A0～A15：地址线引脚。数目决定存储容量来定，用来进行单
元选择。 D7～D0：数据线引脚 CE*：片选输入端 OE* ：输出允许控制端 PGM*：编程时，加编程脉冲的输入端
如果用74LS138把64K空间全部划分为每块4KB，如何划分呢？ 由于4KB空间需要12条地址线进行“单元选择”，而译码 器的输入有3条地址线（P2.6～P2.4），P2.7没有参加译码 ，P2.7发出的0或1决定了选择64KB存储器空间的前32KB还 是后32KB，由于P2.7没有参加译码，就不是全译码方式这 样前后两个32KB空间就重叠了。
图8-3
表8-1 74LS138译码器真值表
输入
G1 G2A* G2B* Y0*
CBA
输出
Y7* Y6* Y5* Y4* Y3* Y2* Y1*
（2）74LS139 74LS139是双2-4译码器。两个译码器完全独立，分别有各自
的数据输入端、译码状态输出端以及数据输入允许端。其 引脚如图8-4所示，真值表如表8-2所示（见P138）。
1．线选法 直接利用系统的高位地址线作为存储器芯片（或I/O接口
AT89C51芯片介绍
AT89C51 芯片介绍
AT89C51 是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8 位
微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一种高效微控
制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.主要特性：
-与MCS-51 兼容
-4K 字节可编程闪烁存储器
寿命：1000 写/擦循环
数据保留时间：10 年
-全静态工作：0Hz-24Hz
-三级程序存储器锁定。
单片机AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1．主要特性：·8031 CPU与MCS-51 兼容· 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环)· 全静态工作：0Hz-24KHz· 三级程序存储器保密锁定· 128*8位内部RAM· 32条可编程I/O线· 两个16位定时器/计数器·6个中断源· 可编程串行通道· 低功耗的闲置和掉电模式· 片内振荡器和时钟电路2．管脚说明：VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
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第二章 单片机的结构和原理
2.3 89C51存储器配置
2.3.1 89C51存储器分类 2.3.2 程序存储器地址空间 2.3.3 数据存储器地址空间
2
2.3.1 89C51存储器分类
程序存储器51 存储器
片外程序存储器 片内数据存储器
数据存储器 RAM
片外数据存储器
3
2.3.2 程序存储器地址空间
1. 通过16位程序计数器PC寻址，最大寻址空间64K 2. 没有指令可以从程序存储空间转移到数据存储空间 3. 片内ROM 4K 0000H~0FFFH
片外ROM 64K 0000H~FFFFH 4. ������������高，访问片内ROM，������������低，访问片外ROM 5. 8031没有片内ROM，������������接地 6. 89C51 片内､片外ROM存取速度相等 7. ROM特殊存储空间（保留的存储单元） 8. 访问ROM 的指令 ，MOVC
P1
P0
EA VCC
ALE
P2 RD P3 WR
锁存器 I/O 页面地址
RAM 数据
6116 地址
WE OE
89C51 外扩片外RAM接法 图2.12 89C51外扩片外RAM接法
Flash ROM队列 FFFF
片外
15
RAM队列
FFFF
片外 RAM
& I/O口
EA=0 片外
0FFF 0000
EA=1 片内
定
志位 进位）
寄存器组选择
溢出 （补码 运算溢 出）
保留
奇\ 位意义 偶校 验位
12
RS1
RS2
寄存器组
0
0
第0组
0
1
第1组
1
0
第2组
1
1
第3组
片内RAM 00H~07H 08H~0FH 10H~17H 18H~1FH
表2-6 RS0、RS1的组合关系
13
图2.11 堆栈的压入与弹出
14
89C51
7
89C51
P1
P0
EA
ALE
P3
P2
PSEN
74HC373
片外程序存 储器
指令
地址 OE
访问片外程序存储器的连接方法 图2.7 访问片外程序存储器的连接方法
8
2.3.3 数据存储器地址空间
1、片外RAM ，64K地址空间，访问指令 MOVX
2、片内RAM ，256字节地址空间，访问指令MOV
a.低128B （00H~7FH）
1）四组工作寄存器
2）位寻址区
3）用户区
b.高128B（80H~FFH） SFR
1）ACC
2）B
3）PSW
4）SP
5）DPTR
6）P0~P3
9
FFH
高 128字节区
80H 7FH
低128字节 区
SFR 只通过直接寻址
方式访问
RAM 可通过直接和间接
寻址方式访问
0
图2片.8 片内外数数据 据存存储储器的器配的置配置
定时器 2 溢出中断
…
0023 H 0022 H
串行口中断
…
001 BH 001 AH
0013 H 0012 H
000 BH 000 AH
0003 H
0000 H
定时器 1 溢出中断 外部中断 1
定时器 0 溢出中断 外部中断 0 LJMP MAIN
…… …
中断程序转移地址 跳转到主程序处
图2.6 用户程序在程序存储器中的位置示意图
R4 04H 0CH 14H 1CH
R5 05H 0DH 15H 1DH
R6 06H 0EH 16H 1EH
R7 07H 0FH 17H 1FH
PSW
D7 D6
（D0H）
CY AC
表2-5 PSW程序状态字
D5
D4
D3
D2
F0
RS1
RS0
OV
D1 D0 位地址 __ P 位名称
进\借 辅进 用户标
位标 （半
4
存储单元 0000H~0002H 0003H~000AH 000BH~0012H 0013H~001AH 001BH~0022H 0023H~002AH 002BH
保留目的 复位后初始化引导程序地址 外部中断0 定时器0溢出中断 外部中断1 定时器1溢出中断 串行端口中断 定时器2中断（89C52才有）
10
图2.9 低128字节RAM区
图2.10 高128字节RAM区(SFR区， 特殊功能寄存器区)
11
组 RS1 RS2
0
00
1
01
2
10
3
11
R0 00H 08H 10H 18H
表2-4 工作寄存器地址表
R1 01H 09H 11H 19H
R2 02H 0AH 12H 1AH
R3 03H 0BH 13H 1BH
表2-2 保留的存储单元
5
中断源 外部中断0 定时器/计数器0溢出 外部中断1 定时器/计数器1溢出 串行口
中断矢量地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
表2-3 AT89C51中断入口地址
6
程序存储器
………
MAIN 0032 H
主程序
主程序入口地址
002 BH 002 AH
片内
FF 80
SFR
7F RAM
00
PSEN
图289.1C3518存9C储51器存配储置器配置
0000 RD WR