散文網(wǎng) » 科技 »學(xué)習(xí) » 51單片機(jī)——存儲(chǔ)器（一）

51單片機(jī)——存儲(chǔ)器（一）

2022-05-20 14:50 作者:信盈達(dá) 0人讀過(guò) | 我要投稿

1.存儲(chǔ)器概述

? ? ? ?存儲(chǔ)器是許多存儲(chǔ)單元的集合，存儲(chǔ)器單元實(shí)際上是時(shí)序邏輯電路（鎖存器）的一種，按單元號(hào)順序排列。每個(gè)單元由若干二進(jìn)制位構(gòu)成，以表示存儲(chǔ)單元中存放的數(shù)值，這種結(jié)構(gòu)和數(shù)組的結(jié)構(gòu)非常相似。按存儲(chǔ)器的使用類(lèi)型可分為只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。

1.1存儲(chǔ)單位

位（bit）：它是計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位。由于計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制數(shù)，所以1位二進(jìn)制數(shù)稱(chēng)作1bit，例如101011為6bit。

字節(jié)（Byte，單位簡(jiǎn)寫(xiě)為B）:8位二進(jìn)制數(shù)稱(chēng)為一個(gè)字節(jié)，1B=8bit。

字（Word）：兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)字，即2Byte=1Word。

在單片機(jī)中還有一個(gè)常用術(shù)語(yǔ)：字長(zhǎng)。所謂字長(zhǎng)是指單片機(jī)一次能處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。51單片機(jī)一次能處理8位二進(jìn)制數(shù)，所以51單片機(jī)的字長(zhǎng)為8位。

1.2存儲(chǔ)器編址

如下圖所示是一個(gè)容量為256字節(jié)的存儲(chǔ)器，內(nèi)部有256個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元可以存放8位二進(jìn)制數(shù)，為了存取數(shù)據(jù)方便，需要對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行編號(hào)，也即對(duì)存儲(chǔ)單元編址，編址采用二進(jìn)制數(shù)，對(duì)256個(gè)存儲(chǔ)單元全部編址至少要用到8位二進(jìn)制數(shù)，第1個(gè)存儲(chǔ)單元編址為00000000，編寫(xiě)程序時(shí)為了方便，一般用十六進(jìn)制數(shù)表示，二進(jìn)制數(shù)00000000用十六進(jìn)制表示就是00H,H表示十六制數(shù)，第二個(gè)存儲(chǔ)單元編址為01H，第256個(gè)存儲(chǔ)單元編址為FFH（也可以寫(xiě)成0FFH）。

1.3存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)說(shuō)明

要對(duì)256字節(jié)存儲(chǔ)器的每個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫(xiě)，需要8根地址線(xiàn)和8根數(shù)據(jù)線(xiàn)，先送8位地址選中某個(gè)存儲(chǔ)單元，再根據(jù)讀控制或?qū)懣刂疲瑢⑦x中的存儲(chǔ)單元的8位數(shù)據(jù)從8根數(shù)據(jù)線(xiàn)送出，或通過(guò)8根數(shù)據(jù)線(xiàn)將8位數(shù)據(jù)存入選中的存儲(chǔ)單元中。以圖1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)為例，當(dāng)?shù)刂房偩€(xiàn)A7～A0將8位地址00011111（1FH）送入存儲(chǔ)器時(shí)，會(huì)選中內(nèi)部編址為1FH的存儲(chǔ)單元，這時(shí)再?gòu)淖x控制線(xiàn)送入一個(gè)讀控制信號(hào)，1FH 存儲(chǔ)單元中的數(shù)據(jù)00010111從8根數(shù)據(jù)總線(xiàn)D7～D0送出。

1.4 存儲(chǔ)器的地址空間說(shuō)明

MCS-51單片機(jī)采用哈佛結(jié)構(gòu)，即程序空間（ROM）和數(shù)據(jù)空間（RAM）分開(kāi)編址，它們有各自的地址空間，互不重疊，因此ROM和RAM可以有相同的地址編碼。為區(qū)分同一地址的變量是來(lái)自ROM還是RAM，要求編程時(shí)定義的任何變量都必須以一定的存儲(chǔ)器類(lèi)型的方式定位在MCS-51單片機(jī)的某一存儲(chǔ)區(qū)中。使用C51編程時(shí)，只需用關(guān)鍵字就可定義變量的存儲(chǔ)器類(lèi)型。C51變量的存儲(chǔ)器類(lèi)型見(jiàn)下表所示。

從物理地址空間看，MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器有4個(gè)地址空間，分別是4KB的片內(nèi)ROM、64KB的片外ROM、256B的片內(nèi)RAM、64KB的片外RAM。

2.ROM（程序存儲(chǔ)器）

ROM（程序存儲(chǔ)器）存放程序、表格和始終要保留的常數(shù)，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬盤(pán)；

2.1 片內(nèi)外ROM（程序存儲(chǔ)器）

? ? ? ? 8051單片機(jī)內(nèi)部有4KB的程序存儲(chǔ)器，如果內(nèi)部程序存儲(chǔ)器不夠用（或無(wú)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器），可以外接程序存儲(chǔ)器。8051單片機(jī)最大可以外接容量為64KB的程序存儲(chǔ)器（ROM），它與片內(nèi)4KB程序存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。?

? ? ? ? 當(dāng)單片機(jī)的

端接高電平（接電源正極）時(shí)，片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器都可以使用，片內(nèi)4KB 程序存儲(chǔ)器的編址為0000H～0FFFH，片外64KB 程序存儲(chǔ)器的編址為1000H～FFFFH，片外程序存儲(chǔ)器低4KB存儲(chǔ)空間無(wú)法使用，如下圖所示。

?當(dāng)單片機(jī)的

$\overline{EA}\$

端接低電平（接地）時(shí)，只能使用片外程序存儲(chǔ)器，其編址為0000H～FFFFH，片內(nèi)4KB程序存儲(chǔ)器無(wú)法使用，如下圖所示。?

2.2 片內(nèi)外ROM（程序存儲(chǔ)器）說(shuō)明

（1）無(wú)論是使用片內(nèi)ROM還是使用片外ROM，程序的起始地址都是從ROM的0000H單元開(kāi)始的。

（2）盡管單片機(jī)可以同時(shí)具備內(nèi)、外ROM，但是在一般情況下，都需要通過(guò)

的設(shè)定來(lái)選擇其一。?

（3）如果

=1，當(dāng)程序超過(guò)片內(nèi)ROM容量（4KB：0000H～0FFFH）時(shí)，單片機(jī)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外ROM，并且從1000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序（無(wú)法使用片外ROM的低4KB空間）。目前，一般單片機(jī)的片內(nèi)ROM容量都?jí)?，因此，很少或沒(méi)必要擴(kuò)展片外ROM。

? ? ? ? ROM空間一般可以根據(jù)用戶(hù)需要任意安排使用，但ROM中的某些地址被中斷程序的入口地址占用，具體如下表所示。