单片机存储器类型介绍
51单片机：存储器
内部 RAM 0000 H
RAM （64K ）
007FH
0000 H
数据存储器
引脚接为高电平时，CPU可访问内部和外部ROM，并 且程序自片内程序存储器开始执行，PC值超出片内 ROM容量时，会自动转向片外程序存储器中的程序。 引脚接为低电平时，CPU只 能访问外部ROM，无法使 用片内程序存储器。
(3)EPROM型(Erasable Programmable ROM，可擦除可编程 ROM)，其典型外观标志是芯片上有一个紫外线擦除窗口。 这种存储器编程使用一定的直流电源（如+21V电压），而 擦除则用紫外线灯光照射芯片窗口（一般需15～30分钟）， 重新编程后用不透明标签将窗口贴覆遮盖住即可。 MCS-51系列单片机8751的片内ROM以及27系列存储器 芯片都属于此类产品。 （4）E2PROM型(Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM)。这种存储器可以直接用电擦 写，比较方便数据的改写，较新型只读存储器，编程速度较 快。擦除、写入和读出电压均为+5V。28系列存储器属于此 类产品。
（二） 存储器的分类
sk ROM 型 OTPROM型
ROM
半导体存储器 （Memory）
EPROM型 E2PROM型 Flash ROM型 SRAM
RAM
DRAM
(1)Mask ROM 型：掩膜ROM。其编程只能由制造商通过 半导体掩膜技术完成，用户无法改写，所以对用户而言， 它是严格意义的只读存储器。如8051中的4KB程序存储器 就是这一种，这种ROM适用于有固定程序且大批量生产的 产品中。 一次可编程ROM(One Time 型：一次可编程 (2)OTPROM型： Programmable ROM)。用户可通过专门设备对其一次性写 入程序，此后便不能改写。这种程序存储器可靠性很高， 适合于存放已调试成功的用户程序，投入规模生产，但调 试阶段不宜用。目前，国内外有很多单片机制造商提供片 内集有OTPROM的单片机产品，可供用户选择。
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。
单片机的结构
单片机的结构单片机是一种集成电路，它是一种微型计算机系统，由中央处理器、存储器、输入输出接口等组成。
单片机广泛应用于各种电子设备中，例如电视机、音响、电脑等。
单片机的核心是中央处理器，它负责单片机的运算和控制。
中央处理器由控制器和运算器两部分组成，控制器负责指令的执行和程序的控制，运算器负责数据的运算和逻辑判断。
中央处理器的性能直接影响单片机的运算速度和应用范围。
单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储单片机的程序，它通常采用闪存或EEPROM。
数据存储器用于存储单片机的数据，包括RAM和ROM。
RAM是一种易失性存储器，它在断电后会丢失存储的数据；ROM是一种只读存储器，它存储的数据在断电后不会丢失。
单片机的输入输出接口用于连接外部设备，包括LED、LCD、键盘、麦克风、扬声器等。
输入输出接口的数量和类型根据不同的应用需求进行选择。
单片机的时钟电路是单片机的重要组成部分，它用于提供单片机运行的时钟信号。
时钟信号的频率决定了单片机的运行速度，频率越高，运行速度越快。
时钟电路通常采用晶体振荡器，它提供稳定的时钟信号，使单片机能够正常运行。
单片机的复位电路用于保证单片机在上电或复位后能够正常启动。
复位电路通常采用复位芯片或电容复位电路。
复位芯片具有复位延迟时间，能够保证单片机在复位后稳定运行；电容复位电路则直接通过电容充放电实现复位功能。
单片机的电源电路用于提供单片机的电源，通常采用直流电源或电池。
电源电路的质量直接影响单片机的稳定性和可靠性。
单片机的结构包括中央处理器、存储器、输入输出接口、时钟电路、复位电路和电源电路。
这些组成部分密切配合，使单片机能够完成各种应用需求。
第三章 AT89S52单片机存储器结构PPT课件
见书P39 表3.2.5
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3.3 外部存储器及其访问
一、外部程序存储器及访问 1、访问外部ROM所用控制信号
ALE：低8位地址锁存信号； PSEN：读取控制信号； EA:片内、外ROM访问控制信号，EA=1,访问片内；
EA=0，访问片外。 2、访问片外ROM的过程
首先通过地址总线给出地址信号，选中程序存储器该地 址的存储单元，然后由PSEN发出读选通信号，在读选通信号 的控制作用下，将存储在被选中存储单元中的指令代码读出 并送至数据总线，单片机通过对数据总线的访问读取已送至 数据总线的指令代码，完成一次对外部程序存储器的访问1过2
3.2 存储器结构
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3.2 存储器结构
三、特殊功能寄存器SFR AT89S52有128B特殊功能寄存器区，其特殊功能寄
存器有32个，比AT89C51增加11个，比AT89S51增加6 个。
特殊功能寄存器虽与片内RAM高128B地址完全重叠， 但在物理上是完全独立的。可以用寻址方式区分：直 接寻址访问的是SFR; 间接寻址访问，访问的是数据 RAM。
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3.3 外部存储器及其访问
一、外部程序存储器及访问 5、访问外部程序存储器的时序
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3.3 外部存储器及其访问
一、外部程序存储器及访问 5、访问外部程序存储器的时序
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3.3 外部存储器及其访问
二、外部数据存储器及访问 1、扩展外部数据存储器的方法
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3.3 外部存储器及其访问
二、外部数据存储器及访问 2、访问外部数据存储器的时序
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3.2 存储器结构
一、程序存储器
1）程序存储器结构
8KB Flash存储器，地址0000H～1FFFH，可外扩展
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（但是运行速度要慢很多，主要读flash比读ram要费时间），因此一般的做法是要将程序放到flash里面，然后load到 ram里面运行的;DATA区就没有什么选择了，肯定要放在RAM里面，放到rom 里面改动不了。
C51存储器类型MCS-51单片机物理存储器区域
C51存储器类型MCS-51单⽚机物理存储器区域1、 data区空间⼩,所以只有频繁⽤到或对运算速度要求很⾼的变量才放到data区内,⽐如for循环中的计数值。
2、 data区内最好放局部变量。
因为局部变量的空间是可以覆盖的（某个函数的局部变量空间在退出该函数是就释放,由别的函数的局部变量覆盖）,可以提⾼内存利⽤率。
当然静态局部变量除外,其内存使⽤⽅式与全局变量相同;3、确保你的程序中没有未调⽤的函数。
在Keil C⾥遇到未调⽤函数,编译器就将其认为可能是中断函数。
函数⾥⽤的局部变量的空间是不释放,也就是同全局变量⼀样处理。
这⼀点Keil C做得很愚蠢,但也没办法。
4、程序中遇到的逻辑标志变量可以定义到bdata中,可以⼤⼤降低内存占⽤空间。
在51系列芯⽚中有16个字节位寻址区bdata,其中可以定义8*16=128个逻辑变量。
定义⽅法是： bdata bit LedState;但位类型不能⽤在数组和结构体中。
5、其他不频繁⽤到和对运算速度要求不⾼的变量都放到xdata区。
6、如果想节省data空间就必须⽤large模式,将未定义内存位置的变量全放到xdata区。
当然最好对所有变量都要指定内存类型。
7、当使⽤到指针时,要指定指针指向的内存类型。
在C51中未定义指向内存类型的通⽤指针占⽤3个字节;⽽指定指向data区的指针只占1个字节;指定指向xdata区的指针占2个字节。
如指针p是指向data区,则应定义为： char data *p;。
还可指定指针本⾝的存放内存类型,如：char data * xdata p;。
其含义是指针p指向data区变量,⽽其本⾝存放在xdata区。
bit是在内部数据存储空间中 20H .. 2FH 区域中⼀个位的地址，或者 8051 位可寻址 SFR 的⼀个位地址。
code是在 0000H .. 0FFFFH 之间的⼀个代码地址。
data是在 0 到 127 之间的⼀个数据存储器地址，或者在 128 .. 255 范围内的⼀个特殊功能寄存器（SFR）地址。
单片机的寄存器类型
单片机的寄存器类型有：
1.累加器A：累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。
在算术
和逻辑运算时它有双功能：运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
2.数据寄存器DR：数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出
设备送（写）或取（读）数据的暂存单元。
3.指令寄存器IR：用来保存当前正在执行的一条指令。
4.程序计数器PC：PC用于确定下一条指令的地址，以保证程序能
够连续地执行下去，因此通常又被称为指令地址计数器。
5.地址寄存器AR：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。
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。
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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”，
指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。
具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。
但时间一长，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，借此来保持数据的连续性。
DRAM存储单元的结构非常简单，所以它所那个达到的集成度远高于静态存储器。
但是DRAM的存取速度不如SRAM快。
SSRAM：Synchronous Static RAM同步静态随机访问存储器
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。
SDRAM：Synchronous Dynamic RAM同步动态随机访问存储器
由以上的对SSRAM的分析可以了解SDRAM
MASK ROM:掩模只读存储器
是制造商为了要大量生产，事先制作一颗有原始数据的ROM或EPROM当作样本，然后再大量生产与样本一样的ROM，这一种做为大量生产的ROM样本就是MASK ROM，而烧录在MASK ROM中的资料永远无法做修改。
OTP ROM：one-time programmable ROM一次性可编程只读存储器
PROM：Programmable ROM可编程只读存储器
内容一经写入以后，就不可能修改了，所以只可以写入一次
EPROM：Erasable Programmable ROM可擦除可编程只读存储器
用紫外线照射进行擦除，高压编程写入（+21V或+12V）
EEPROM：Electrically Erasable Programmable ROM
电信号可擦除可编程只读存储器，用电信号擦除
FLASH Memory:闪存
电信号可擦除，现在很多单片机都是FLASH的
MASK ROM，FALSH ROM和OTP ROM的区别：
MASK ROM的单片机价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FALSH ROM的单片机程序可以反复擦写，灵活性很强，价格最高，是目前市场的主流；OTP ROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。
OTP ROM和PROM的共同点是只能被设备编程器进行一次编程。
DDR：Double Date Rate 双倍速
常见的DDR SDRAM指的是双倍速率同步动态随机访问存储器
1、DDR SDRAM和SDRAM的差别：
SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR 内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。
DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。
2、DDR其实是DDR1，后续的还有DDR2和DDR3，DDR3能代替DDR2内存的原因：
频率：DDR3可以在800MHz至1666MHz下运行（也可更高），而DDR2是在533MHz至1066MHz 下运行。
一般来讲，DDR3是DDR2频率的两倍，通过削减一半读写时间给系统带来操作性能提高。
功耗：DDR3相比DDR2可以节约16%的电能，因为新一代DDR3是在1.5V电压下工作，而DDR2则是在1.8V下工作，这样可以弥补由于过多的操作频率所产生的高电能消耗，同时，减少的能量消耗可以延长部件的使用寿命。
技术：DDR3内存Bank增加到了8个，比DDR2提高了一倍。
所以相比DDR2预读取会提高50%的效率，是DDR2标准的两倍。