3.5 存储器组织

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1、新编电类专业计算机基础5.5 存储器组织80C51存存储储器器组织组织 目 录存存储储器器组织结组织结构构类类型型 小小 结结 8051存储器组织 冯冯 诺诺依曼依曼结结构构 哈佛哈佛结结构构 处处理器体系理器体系 架构架构 体系架构决定体系架构决定 存储结构存储结构 8051存储器组织 冯冯 诺诺依曼依曼结结构构 地址地址线线 数据数据线线 CPU 存存储储器器 程序程序 存存储储器器 数据数据 存存储储器器 外外设设 寄存器寄存器 Addr Addr+m Addr+n 程序、数据、外程序、数据、外设设寄存器寄存器 位于位于统统一的存一的存储储空空间间，地，地 址无重叠，址无重叠，结结构构简

2、单简单 共用地址、数据共用地址、数据总线总线，速速 度是瓶度是瓶颈颈 CPU 8051存储器组织 哈佛哈佛结结构构 程序程序 存存储储器器 数据数据 存存储储器器 地址地址线线 数据数据线线 地址地址线线 数据数据线线 程序、数据存程序、数据存储储器独立，器独立，分开分开编编址，地址可能重叠，址，地址可能重叠，结结构复构复杂杂 地址、数据地址、数据总线总线独立，独立，速速 度快度快 AddrAddr 80C51采用采用 哈佛哈佛结结构构 8051存储器组织 内部内部 ROM (EA=1)0000H FFFFH 外部外部 ROM (EA=0)程序存程序存储储器器 0000HFFFFH外部数据存外

3、部数据存储储器器 CODE XDATA/PDATA 00HFFH可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器第第03组组 间间接接寻寻址址 高高128B RAM区区 (8032/8052/8752)直接直接寻寻址址 特殊功能寄存器特殊功能寄存器 SFR 1FH20H2FH30H7FH80H内部存内部存储储区区 DATA/IDATA/SFR/BIT 外部外部ROM 外部外部RAM 程序、数据存程序、数据存储储 器互相独立器互相独立 低低128B RAM存存储储器器组织组织的的7种种类类型型 80C51存存储储器器组织组织 目 录存存储储器器组织结组织结构构类类型型 小小 结结 8051 COD

4、E0000H FFFFH 内部内部ROM外部外部ROM外部外部程序存程序存储储器器CODEaddr 用于存放用用于存放用户户程序程序代代码码 和和固定数表固定数表。编编址址为为0000HFFFFH(64KB)，GNDEAPC+5V EA=1，先，先执执行行内部内部ROM，再再执执行行外部外部ROM；EA=0，只，只执执行外部行外部ROM。PCPSEN读程序选通信号读程序选通信号 CODE0000H FFFFH 内部内部 ROM 外部外部 ROM 外部外部 程序存程序存储储器器 CODE addr MOVC A,A+PC MOVC A,A+DPTR 软件读取固定数表软件读取固定数表 操作码操作码

5、 操作数操作数 汇编指令 用于存放用用于存放用户户程序程序代代码码 和和固定数表固定数表。编编址址为为0000HFFFFH(64KB)，DATA00HFFH可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器第第03组组间间接接寻寻址址高高128B RAM区区(8032/8052/8752)直接直接寻寻址址特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR1FH20H2FH30H7FH80H内部存内部存储储区区低128B RAM MOV A,46H 软件访问片内软件访问片内RAM RAM 直接地址 传送指令 dataAdata46H 片内片内直接直接访问访问的的RAM，编编址址为为00H 7FH(128B)，采用，

6、采用 直接地址直接地址方式方式进进行行访问访问。00H可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器第第03组组1FH20H2FH30H7FHDATA80518051的寄存器的寄存器 特殊功能特殊功能寄存器寄存器系统系统寄存器寄存器DATA 工作工作寄存器寄存器作用：暂存数据、配合累加器作用：暂存数据、配合累加器A A进行进行 数据运算及存放结果数据运算及存放结果 工作寄存器工作寄存器 00H07H08H0FH10H17H18H1FH寄存器寄存器组组0 寄存器寄存器组组1 寄存器寄存器组组 2寄存器寄存器组组 3RS1 RS0 0 0 0 1 1 0 1 1 任意时刻只能使用一组寄存器任意时刻

7、只能使用一组寄存器 RS1:RS0RS1:RS0决定选择当前所选寄存器组决定选择当前所选寄存器组 00H 可位寻址可位寻址 RAM区区工作寄存器工作寄存器第第03组组1FH20H2FH30H7FHDATA 片内片内直接直接访问访问的的RAM，编编址址为为00H 7FH(128B)，采用，采用直接地址直接地址方式方式进进行行访问访问。复位默认复位默认累加器累加器A、PC等等DATA00H可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器第第03组组1FH20H2FH30H7FHDATA内部数据内部数据存存储储器器计计算机中定算机中定义义了了堆堆栈栈这这一数据一数据结结构，构，8051单单片机中，堆片

8、机中，堆栈栈是是在片内在片内RAM中开辟的。中开辟的。堆 栈 片内片内直接直接访问访问的的RAM，编编址址为为00H 7FH(128B)，采用，采用直接地址直接地址方式方式进进行行访问访问。堆栈1234货货物物入入栈栈货货物物出出栈栈数据入栈数据出栈data1data2data3data4 堆堆栈栈模模拟拟了了货栈货栈“后后进进先出先出”或或“先先进进后出后出”的的规规律存律存 放数据。放数据。先先进进后出后出 后后进进先出先出 数数据据入入栈栈数数据据出出栈栈data1data2为更好跟踪元素变化，为更好跟踪元素变化，定义了堆栈指针定义了堆栈指针SP SP 堆栈data1data2data3

9、data4固定不固定不变变 栈底栈底 动态变动态变化化 栈顶栈顶 栈栈底：决定堆底：决定堆栈栈在在RAM中大小中大小 栈顶栈顶：反映堆：反映堆栈栈元素的元素的变变化化 SP 堆堆栈栈模模拟拟了了货栈货栈“后后进进先出先出”或或“先先进进后出后出”的的规规律存律存 放数据。放数据。SP(Stack Point)：8位寄存器，位寄存器，能自能自动动加加1或减或减1，存放，存放栈顶栈顶地址地址 入栈时，SP越来越小，出栈时，SP越来越大堆栈类型data1p 向向上上生长型生长型 p 向向下下生长型生长型 data1栈顶栈顶 SP栈顶栈顶 SP栈底栈底 addraddr+1addr+2栈底栈底 add

10、raddr-1addr-2入入栈栈data2 (SP)=addr入栈时，SP越来越大，出栈时，SP越来越小 (SP)=(SP)-1=addr-1 入入栈栈 (SP)=addr (SP)=(SP)+1=addr+1 (SP)=(SP)+1=addr+280C5180C51堆栈为堆栈为 向向上上生长型生长型 PUSH ACCPOP ACC入栈，入栈，(SP)(ACC)软件操作堆栈软件操作堆栈堆栈00H7FHDATA内部数据内部数据存储器存储器SP全部可作为全部可作为堆栈堆栈07H08Hdata 若栈顶若栈顶=栈底，堆栈为栈底，堆栈为空空 若栈顶若栈顶=7FH，堆栈，堆栈溢出溢出，需避免，需避免 出

11、栈，出栈，(ACC)(SP)可按需修改可按需修改 SPSP的值的值 复位值堆栈堆栈 非常重要非常重要 堆栈作用 暂时保存数据和地址，中断暂时保存数据和地址，中断 子程序调用时，用于子程序调用时，用于保存断保存断点点信息。信息。80518051的寄存器的寄存器 系统系统寄存器寄存器工作工作寄存器寄存器SFR特殊功能特殊功能寄存器寄存器 SFR(Special function register)是一是一组组特殊的特殊的临时临时存存储储区区 域，分布于域，分布于80H FFH地址空地址空间间。符号符号地址地址描述描述ACCE0H累加器累加器PSWD0H程序状程序状态态字寄存器字寄存器SP81H堆堆

12、栈栈指指针针寄存器寄存器DPL82HDPTR低低8位位DPH83HDPTR高高8位位P080H并行并行I/O接口接口P0P190H并行并行I/O接口接口P1常用常用SFRSFR简介简介 SFR中包括：中包括：存放计算机运行过程的中间 数据及状态信息的寄存器，如：ACC，PSW；控制单片机及外围设备的寄 存器，如：P0 SFR越多，越多，功能越功能越IDATA00HFFH可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器第第03组组间间接接寻寻址址高高128B RAM区区(8032/8052/8752)直接直接寻寻址址特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR1FH20H2FH30H7FH80H内部存储区内

13、部存储区低低128B RAM 片内片内间间接接访问访问的的RAM，编编址址为为00H FFH(256B)，采用，采用 间间接接寻寻址址方式方式进进行行访问访问。00HFFH7FH80HIDATA 高高128B RAM (8032/8052/8752)低低128B RAM 与与SFR编编址重叠，址重叠，80C51 没有，只能没有，只能间间接接访问访问 与与DATA型型RAM重叠，重叠，可可直接直接访问访问和和间间接接访问访问 IDATA 间接访问间接访问MOV R0,#6EHMOV A,将地址将地址6EH6EH中内容写入中内容写入A A R0(R0)=6EH(A)=(R0)=(6EH)间接访问需

14、通过间接寄存器间接访问需通过间接寄存器间接得到间接得到。片内片内间间接接访问访问的的RAM，编编址址为为00H FFH(256B)，采用，采用 间间接接寻寻址址方式方式进进行行访问访问。XDATA(External Data)0000HFFFFH外部外部数据存储器数据存储器XDATA 用于外部用于外部数据扩展数据扩展或外部或外部I/O设备扩展设备扩展。编址为编址为0000HFFFH(64KB)，8051地址线地址线数据线数据线WRRD WR：写选通信号：写选通信号 RD：读选通信号：读选通信号 外部RAM与ROM共用地址、数据线 通过不同的通过不同的控制控制 信号信号来来区分区分地址、地址、数

15、据信号数据信号 XDATA(External Data)软件访问外部软件访问外部RAM RAM 读读外部外部RAM 写外部写外部RAM MOVC A,DPTRMOVC DPTR,A 用于外部用于外部数据扩展数据扩展或外部或外部I/O设备扩展设备扩展。编址为编址为0000HFFFH(64KB)，软软件件访问访问外部外部页页内内RAM 读读外部外部页页内内RAM写外部页内RAMMOVC A,R0MOVC R0,A PDATA(Page Data)分分页访问页访问外部外部RAM，每个，每个页页的的编编址址为为00HFFH(256B)。低低8位位地址地址线线高高8位位地址地址线线产生页内地址 产生产生

16、页页地址地址 0000HFFFFH外部数据存储器外部数据存储器 00FFH0100H01FFH第一页第二页8051P0 P2BIT 支持位数据支持位数据类类型是型是8051单单片机具有的一大片机具有的一大优势优势，共，共256个个 位位可可位操作位操作。00HFFH可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器高高128B RAM区区(8032/8052/8752)SFR1FH20H2FH30H7FH80H内部存内部存储储区区片内片内RAM的的20H2FH，位，位 地址地址00H7FH，共，共16单单元元 字字节节地址地址位地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7FH7EH7DH7C

17、H7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23

18、H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H片内RAM可位寻址区地址分布BIT 支持位数据支持位数据类类型是型是8051单单片机具有的一大片机具有的一大优势优势，共，共256个个 位位可可位操作位操作。00HFFH可位可位寻寻址址RAM区区工作寄存器工作寄存器高高128B RAM区区(8032/8052/8752)SFR1FH20H2FH30H7FH80H内部存内部存储储区区片内片内RAM的的20H2FH

19、，位，位地址地址00H7FH，共，共16单单元元 10个字个字节节能被能被8整除的整除的SFR的每一位的每一位 位地址位地址D7D6D5D4D3D2D1D0BF7HF6HF5HF4HF3HF2HF1HF0HF0HACCE7HE6HE5HE4HE3HE2HE1HE0HE0HPSWD7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0HD0HIPBCHBBHBAHB9HB8HB8HP3B7HB6HB5HB4HB3HB2HB1HB0HB0HIEAFHACHABHAAHA9HA8HA8HP2A7HA6HA5HA4HA3HA2HA1HA0HA0HSCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H98HP1

20、97H96H95H94H93H92H91H91H90HTCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H88HP088H87H86H85H84H83H82H81H80HSFR可位寻址区地址分布特殊功能寄存器符号字节地址80C51存存储储器器组织组织 目 录存存储储器器组织结组织结构构类类型型 小小 结结 小结存存储储器器结结构构类类型型 访问访问方式方式 举举 例例 MOVC A,A+PC 间间接接访问访问 CODEMOVA,55H 直接直接访问访问 DATAMOVA,P1 直接直接访问访问 SFRMOVA,R0 直接、直接、间间接接访问访问 IDATAMOVX A,DPTR 间间接接访问访问 XDATAMOVX A,R0 间间接接访问访问 PDATACLRPSW.3 直接直接访问访问 BIT 8051采用哈佛存采用哈佛存储结储结构，包括构，包括7种存种存储储器器结结构构类类型。型。