3.单片机的存储器、寄存器及位地址空间
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。
单片机复习题库(含答案)
单片机复习题库(含答案)单片机复习题库（含答案）一、单选题1. 下面哪个不是单片机的特点？A. 集成度高B. 执行速度快C. 操作简便D. 存储容量大答案：D2. 在单片机的复位电路中，常用的复位方式是：A. 程序复位B. 硬件复位C. 软件复位D. 手动复位答案：B3. 单片机中断的触发方式有以下哪几种？A. 内部触发B. 外部触发C. 软件触发D. 手动触发答案：A、B、C4. 单片机中的位操作指令是指对数据的哪一部分进行操作？A. 高字节B. 低字节C. 位D. 字节答案：C5. 单片机工作模式中，可以通过设置谁来控制单片机工作状态？A. 硬件B. 软件C. 中断D. 外部信号答案：B二、判断题1. 单片机的外部中断一般需要使用外部中断触发器。
答案：错2. 单片机的I/O口可以设置为输入、输出或者双向。
答案：对3. 单片机的Flash存储器是一种非易失性存储器。
答案：对4. 单片机的片内RAM存储器可以直接运行程序。
答案：对5. 单片机的位操作指令是指对数据的整个字节进行操作。
答案：错三、填空题1. 单片机的中断向量表一般存储在（）中。
答案：ROM2. 单片机的外部中断触发方式可以选择为（）或者（）。
答案：上升沿触发、下降沿触发3. 单片机的位操作指令是通过（）实现对数据位的读、写或者置位等操作。
答案：位地址4. 单片机的运算指令可以对（）进行算术运算或者逻辑运算。
答案：寄存器中的数据5. 单片机的GPIO口是指（）。
答案：通用输入输出口四、简答题1. 请简要解释单片机的中断工作原理。
答案：单片机在执行程序的过程中，可以根据外部或者内部的中断请求来暂停当前的工作，转而执行中断服务程序。
当中断请求触发时，单片机会保存当前的程序计数器和其它寄存器的状态，然后跳转到对应的中断服务程序。
该程序处理完中断事件后，再返回到原来的程序继续执行。
通过中断，可以提高单片机的响应速度和处理能力。
2. 请简要说明单片机的I/O口使用方法。
第2节-单片机内部主要部件
一、控制器
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、 定时控制与条件转移逻辑电路等组成，对来自存储器 中的指令进行译码，通过定时电路，在规定的时刻发 出各种操作所需的控制信号，使各部分协调工作，完 成指令所规定的功能。
1、程序计数器 PC是一个16位的专用寄存器，用来存放下一条指 令的地址。CPU取指令时，PC的内容送到地址总线上。 从存储器取出一个指令码后，PC自动加1，指向下一条 指令，即CPU总是把PC的内容作为地址。51系列单片机 的寻址范围为64K，PC中数据范围是0000H～FFFFH，共 64K 。 单 片 机 上 电 或 复 位 时 ， PC 自 动 清 0 ， 装 入 地 址 0000H，保证单片机上电或复位后，程序从0000H开始 执行。
2．指令寄存器IR（Instruction Register） 指令寄存器是一个8位寄存器用于暂存待执行的指
令，等待译码。 3．暂存器TMP
用于暂存进入运算器的数据。 4．指令译码器ID（Instruction Decoder）
指令译码器是对指令寄存器中的指令进行译码，将 指令变为执行此指令所需要的电信号。根据译码器的输 出信号，再经时序电路定时产生执行该指令所需要的各 种控制信号。
一、单片机的RAM 8051单片机芯片中共有256个字节的RAM单元，其
中 128 个 字 节 被 专 用 寄 存 器 占 用 ， 用 户 使 用 的 只 是 前 128B，即通常所说的片内128B数据存储器，它可以用 来存放临时可读写的数据，但在单片机掉电时，RAM单 元所有数据将丢失。单片机对RAM的寻址空间可达64kB。
PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0
CY AC F0 RS1 RS0 OV F1
51单片机的基本结构
51单片机的基本结构51单片机是一种高性能、低功耗的微控制器，是嵌入式系统中常用的一种芯片。
它具有集成度高、易编程、可编程性强等特点，在各种电子设备中广泛应用，包括家电、工业控制、汽车电子、智能仪器等领域。
51单片机的基本结构主要包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分。
1.CPU51单片机的CPU是其核心部分，负责执行指令、进行运算处理。
它通常采用哈佛结构，即指令和数据分开存储。
51单片机的CPU主要由ALU （算术逻辑单元）、寄存器组、指令寄存器、程序计数器等部分组成，能够完成基本的运算和控制功能。
2.存储器51单片机的存储器包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。
ROM用于存储程序代码和常量数据，是只读的；RAM用于存储变量数据和临时结果，是可读写的。
在51单片机中，通常ROM用于存储程序代码和初始化数据，RAM用于存储运行时数据和临时结果。
3.输入输出端口51单片机的输入输出端口用于与外部设备进行数据交换。
它可以通过不同的接口与外部设备连接，比如并行口、串行口、通用输入输出口等。
通过输入输出端口，51单片机可以与外部设备进行数据传输和通信，实现各种功能。
4.定时计数器51单片机的定时计数器可以用于计时和计数，通常用于控制时序和频率。
在51单片机中，定时计数器可以生成各种定时中断，实现定时控制功能。
定时计数器可以根据需要设定不同的时钟源和计数模式，实现灵活的定时控制。
5.串口通信51单片机的串口通信功能可以用于与外部设备进行串行通信，比如与PC机、外围设备等进行数据传输。
串口通信包括串行口和UART（通用异步收发器），可以通过串行口进行双向数据传输。
串口通信在51单片机中广泛应用于各种通信设备和控制系统中。
总的来说，51单片机的基本结构包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分，通过这些部分的组合和协作，可以实现各种功能和应用。
在实际应用中，设计人员可以根据需要对这些部分进行配置和扩展，实现更丰富的功能和性能要求。
51单片机数据存储器结构详解
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：ORG5000HTAB:DB22H,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0to255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，某data 是0to65535范围内的一个某data存储器地址。
《单片机原理与接口技术》（01644）自学考试大纲
《单⽚机原理与接⼝技术》（01644）⾃学考试⼤纲《单⽚机原理与接⼝技术》（01644）⾃学考试⼤纲⼀、课程性质与⽬标（⼀）课程性质和⽬标《单⽚机原理与接⼝技术》课程是⾼等教育⾃学考试综合改⾰试点汽车维修与检测专业（专升本）的⼀门专业必修课。
其任务是使考⽣获得微型计算机特别是单⽚机的基础知识．包括汇编语⾔程序设计和接⼝技术，为后续课程打下必要的基础。
（⼆）本课程的基本要求1. 了解单⽚机的组成、内部结构和特点，获得其硬件和软件的必要基础知识。
2．在初步掌握80C51单⽚机指令系统的基础上，掌握汇编语⾔程序的分析和简单的程序设计。
3．了解单⽚机常⽤的接⼝技术和初步应⽤⽅法。
（三）本课程与相关课程的联系学习本课程前，考⽣应具有⾼等数学、电⼯技术基础和电⼦技术基础的知识〃以便使考⽣顺利掌握计算⽅法和程序设计、接⼝技术等内容。
本课程为学习《数控技术机应⽤》、《可编程控制器原理与应⽤》、《热⼯测量及仪表》等课程打下基础．并将在毕业设计中得到应⽤。
⼆、课程内容和考核⽬标第⼀章计算机基础知识（⼀）学习⽬的与要求通过本章学习，应了解常⽤数制的基本概念，掌握各种进制数的转换和有符号数的表⽰⽅法。
（⼆）考核知识点与考核⽬标1、数制转换（重点）识记：⼗、⼗六进制数的表⽰。
理解：⼆进制数的表⽰。
应⽤：⼆、⼗、⼗六进制数的相互转换⽅法。
2、数制的基本概念（次重点）识记：⼗、⼗六进制数的数码、权、基数的概念。
理解：⼆进制数的数码、权、基数的概念。
应⽤：⼆、⼗、⼗六进制数的计数规则。
3、有符号数的表⽰⽅法、微型计算机概述（⼀般）识记：微型计算机系统的组成。
理解：常⽤字符（A--Z、a--z）的ASCII码。
应⽤：有符号数的原码、反码、补码的定义。
第⼆章80C51单⽚机的硬件结构（⼀）学习⽬的与要求通过本章学习，应了解单⽚机的基本组成和内部结构，特别是要掌握MCS-51的内部CPU、存储器和并⾏⼝结构，熟悉8031最⼩系统的的组成，从⽽建⽴单⽚机的总体概念。
[物理]单片机3第三章寻址方式
![[物理]单片机3第三章寻址方式](https://img.taocdn.com/s3/m/b2ca773355270722192ef7f1.png)
北京化工大学 信息科学与技术学院 郭 青
1
第三章
本章重点
寻址方式
80C51指令系统
指令格式
操作结果及对标志位影响
3.1
111条指令
概述
29 24 24 17
数据传送类指令 数学运算类指令
分类
逻辑运算类指令 控制转移类指令
位操作指令
17
单字节指令 按指令长度分类
双字节指令
三字节指令 12个振荡周期 64
COUNT：PUSH DPH； 保护DPTR内容
PUSH DPL；
MOV DPTR，#TABLE ；赋表首地址给DPTR
MOVC A, @A+DPTR
; POP DPL； 根据A中内容查表 恢复DPTR内容 返回主程序
POP DPH
RET;
ORG 1000H TABLE：DB 00 DB 01 DB 04 DB 09 DB 16 DB 25 DB 36 DB 49 DB 64 DB 81
19
3.3.1 数据传送类指令
按操作方式，分为三种： 数据传送 数据交换 栈操作
一、普通传送类指令 格式： MOV （目的操作数），（源操作数） 操作码助记符 操作： 将源操作数单元内容，传送到目的操作数 单元中，源操作数内容不变。不影响标志 位Cy，AC和OV。
操作数的组合关系
1、立即数的传送 MOV A, #data MOV Rn, #data (A) (Rn) #data #data
d：MOV direct，#data
将8位立即数送入由direct直接寻址的地 址单元中。 direct：00H~FFH，8位二进制地址码
寻址内部RAM（00H~7FH）及SFR
存储器结构和地址空间
MOVC A，@A＋PC；以PC为基址寄存器，A为偏址数据， 相加后的数作为地址，取出该地址单元的内容送累加器A。表 格只能放在0－255字节范围之内。称短查表指令。
1.3 数据存储器
片内外统一编址，最大寻址范围64KB。 （2）程序存储器特定的复位入口地址
MCS-51单片机复位/中断入口地址
入口地址
名称
0000H
程序计数器PC地址
0003H
外部中断INT0入口地址
000BH
定时、器T0溢出中断入口地址
0013H
外部中断INT1入口地址
001BH
定时/计数器T1溢出中断入口地址
0023H
片外用MOVX指令 片内128B/256B， 片外2KB－64KB
DRAM/SRAM/EEPROM(FLASH)
片外RAM并行总线/I2C总线
1.2 程序存储器（Program memory--Read only memory） 一．特点：
（1）ROM类型有：掩膜ROM、EPROM、E2 PROM、 FLASH ROM、OTPROM。分成片内和片外两部分，由EA 引脚接高（内）或接地（外）决定。
MOV SP, #60H；将栈底设在60H单元。 位地址：00H－7FH共128位 软件置位STEB bit，清零CLR bit 例：
SETB 08H；置位21H字节单元的D0位 CLR 22H ；将24H字节单元的D2位清0
随机
直接与A进行传送、运算、转移等操作
片内RAM中可位寻址区的字节地址与位地址对应关系
对于程序存储器查表，用MOVC指令寻址； 对片内RAM传送数据用MOV指令寻址； 对片外RAM读、写用MOVX指令寻址。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单片机的存储器有几种？多存放何种内容和信息？
答:单片机的存储器有程序存储器ROM与数据存储器RAM两种。
这两种存储器在使用上是严格区分的，不得混用。
程序存储器存放程序指令，以及常数，表格等；而数据存储器则存放缓冲数据。
MCS-51单片机存储器的结构有哪几部分？
答：MCS-51单片机存储器的结构共有3部分：
一是程序存储器
二是内部数据存储器
三是外部数据存储器
MCS-51单片机的存储器分为哪几类？
答：MCS-51单片机的存储器可分为5类：程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间、外部数据存储器。
程序存储器用于存放什么内容？它可寻址的地址空间是多少？
答：程序存储器用于存放编号的程序和表格常数
程序存储器以程序计数器PC作地址指针
由于MCS-51单片机的程序计数器为16位，因此可寻直的地址为64KB。
MCS-51单片机复位后，对系统有何要求？
答：单片机复位后，程序计数器PC的内容为0000H，所以系统必须从0000H单元开始取指令来执行程序。
0000H单元是系统的起始地址，一般在该单元存放一条绝对跳转指令（LJMP）
而用户设计的主程序，则从跳转后的地址开始安放。
MCS-51单片机内部数据存储器是怎样设置的？
答：MCS-51单片机内部有128个字节的数据存储器，内部RAM编址为00H~7FH。
MCS-51对其内部的RAM存储器有很丰富的操作指令，方便了程序设计。
单片机内部数据存储器的特点是什么？
答：工作寄存器和数据存储器是统一编址的，这是单片机内部存储器的主要特点。
什么是堆栈？MCS-51单片机的堆栈怎样设置的？
答：程序设计时，往往需要一个后进先了的RAM区，以保存CPU的现场。
这种后进先出的缓冲区，就称为堆栈。
MCS-51单片的堆栈原则上设在内部RAM的任意区域内。
但是，一般设在31H~7FH的范围之间，栈顶的位置由栈指针SP指出。
什么是特殊功能寄存器？
答：特殊功能寄存器是用来对片内各功能模块进行管理、控制、监视的控制寄存器和状态寄存器，是一个特殊功能的RAM区。
MCS-51单片机特殊功能寄存器的作用是什么？
答：特殊功能寄存器的作用是对片内各功能模块进行管理、控制和监视。
MCS-51单片机特殊功能寄存器是怎样设置的？
答：MCS-51单片机内的I/O口锁存器、定时器、串行口缓冲器以及各种控制寄存器和状态寄存器都以特殊功能寄存器的形式出现。
它们位于片内数据存储器之上，离散地分布在80H~FFH的地址空间范围内。
MCS-51单片特殊功能寄存器有多少？
答：MCS-51单片机特殊功能寄存器的总个数为26个。
其中有12个可以位寻址，用户可以通过位功能标记对这12个寄存器的任意一个有效位进行操作。
程序计数器PC的应用特性是什么？
答：程序计数器PC用于安放下一条将要执行的指令地址，是一个16位专用寄存器。
可寻址范围为0-65535（64KB），PC在物理上是独立的，不属于SFR。
堆栈指针SP的应用特性是什么？
答：SP是一个8位专用寄存器，它批示出堆栈顶部在内部RAM块中的位置。
系统复位后，SP初始化为07H，实际上堆栈是由08H单元开始的。
考虑08H~1FH单元分别属于工作寄存器区1~3，若在程序设计中用到这些区，则最好把SP值改值为1FH或更大的值。
MCS-51的堆栈是向上生成的，若SP=60H，CPU执行一和调用指令或者响应中断后，PC进栈，PCL保护到61H，PCH保护到62H，SP=62H。
堆栈指针SP的应用特性是什么？
答：SP是一个8位专用寄存器，它批示出堆栈顶部在内部RAM块中的位置。
系统复位后，SP初始化为07H，实际上堆栈是由08H单元开始的。
考虑08H~1FH单元分别属于工作寄存器区1~3，若在程序设计中用到这些区，则最好把SP值改值为1FH或更大的值。
MCS-51的堆栈是向上生成的，若SP=60H，CPU执行一和调用指令或者响应中断后，PC进栈，PCL保护到61H，PCH保护到62H，SP=62H。