单片机存储器组织结构图
MCS-51单片机的存储器组织结构
MCS-51 单片机的存储器组织结构
特点：哈佛结构，程序存储器与数据存储器分开，两者各有一个相互独
立的64K(0x0000 ~ 0xFFFF)的寻址空间(准确地说，内部数据存储器与外部数据存储器不是一回事)。
程序存储器：
①用于存放程序(可执行的二进制代码映像文件，包括程序中的数据信息)，还包括初始化代码等固件。
②为只读存储器。
注意，这里的只读，是指单片机(CPU)在正常工作时对其的访问方式是只读的;而现在大多数单片机的程序存储器(不管是内部还
是外部)都采用了FLASH ROM，来取代以前所用的ROM、E2PROM 等，可方便地进行在线编程(ISP)。
③标准8051 的内部程序存储器大小为4KB(0x0000 ~ 0x0FFF);而具体的
51 核的兼容单片机的内部ROM 大小需要参考其Datasheet，例如
P89C51RA2xx 的内部程序存储器是8K 的Flash。
④内部、外部存储器统一编址，在软件设计上(指令系统中)没有差别;是否使用外部程序存储器是通过引脚EA 在硬件电路上控制的：不使用外部程
序存储器时，EA=0(接地);如果扩展了外部程序存储器，则使EA=1，当寻址
到内部存储空间以外时，会自动转向外部程序存储器空间(与扩展外部程序存。
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单片机存储器内部结构
MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC）2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV）3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX）在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。
程序内存ROM寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KBEA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM地址长度：16位作用：存放程序及程序运行时所需的常数。
七个具有特殊含义的单元是：0000H ——系统复位，PC指向此处；0003H ——外部中断0入口000BH —— T0溢出中断入口0013H ——外中断1入口001BH —— T1溢出中断入口0023H ——串口中断入口002BH —— T2溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和 SFR区。
作用：作数据缓冲器用。
下图是8051单片机存储器的空间结构图程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。
那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。
程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。
其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。
只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。
对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。
强制CPU从外部程序存储器读取程序。
STC单片机内部结构和RAM图解
内部 RAM： 高 128B（只能间接寻址） 和特殊功能寄存器 （只可直接 寻址）虽然地址相同，但物理上独立，通过不同寻址方式加以区分； 低 128B 也称通用 RAM 区， 包括工作寄存器组 4 个， 可位寻址区 16B， 用户 RAM 区和堆栈区。 片内程序存储 器，型号不同 大小不的辅助 寄存器
累加器，内部运算用
暂存器
程序状态字寄存
算术逻辑运算部件
看门狗控 制寄存器 复位后起始内容为 0000H，从 0000H 内存单元开 始执行程序，超过 Flash 大小后转片外 Flash，地 址接片内 Flash。
外部晶振
内部 RAM： 高 128B（只能间接寻址） 和特殊功能寄存器 （只可直接 寻址）虽然地址相同，但物理上独立，通过不同寻址方式加以区分； 低 128B 也称通用 RAM 区， 包括工作寄存器组 4 个， 可位寻址区 16B， 用户 RAM 区和堆栈区。
单片机结构(共46张PPT)
8051是MCS-51系列单片机的典型产品， 我们以这一代表性的机型进行系统的讲 解。
➢ 内部结构
➢ 外部引脚 ➢ 工作时序
➢ 实例分析
第1页，共46页。
典型单片机结构
T0 T1
时钟电路 ROM
内部总线 CPU
RAM
定时/计数器
并行接口
串行接口
中断系统
中央处理器 数据存储器(RAM)
输入输出引脚
P1.0
➢ P0：P0.1~P0.7
P1.1
➢ 漏极开路双向I/O
P1.2 P1.3
➢ 一般为数据总线口
P1.4
➢ P1：P1.1~P1.7
P1.5 P1.6
➢ 拟双向I/O通道
➢ P2：P2.1~P2.7
P1.7 RST
RXD/P3.0
➢ 拟双向I/O通道
TXD/P3.1 INT0/P3.2
P3口的第二功能表
I/O口
第二功能
注释
2个定时器T0、T1溢3，.0 然后从中间往两R头X逐D 个灭，周而复始 为1时：负边沿触发中断请求；
串行口数据接收端
分别由8位寄存器TH0、TL0 和 TH1、TL1组成。
else return(0);
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第10页，共46页。
V CC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
存储器的组织结构
RS1RS0 寄存器组 0 0 0组 0 1 1组 1 0 2组 1 1 3组
地址 00~07H 08~0FH 10~17H 18~1FH
4．堆栈指针寄存器SP
单片机是如何 自动执行程序的？ 这其中有一个重要 的硬件设置——程 序计数器PC。PC 是一个能自动加1 的寄存器，它存放 着程序执行的当前 地址，即由它指示 程序执行的位置。
二、片内数据存储器空间
1.内部RAM
89S51芯片内部含有 128B的RAM，其地址为 00H~7FH。按用途可分 为三个部分：工作寄存 器区、位寻址区和一般 RAM区。
三、片外数据存储器空间
片外数据存储器扩展的最大容量为64 KB，地址范 围0000H~FFFFH。它由数据指针寄存器DPTR寻址。这 块空间虽然称为片外数据存储器空间，但它既可以用 来扩展数据存储器，又可以扩展I/O接口电路，相关知 识见第5章。
总结: 理解单片机的存储器结构对后面的编程和 应用做基础
堆栈是设置在片内RAM中的一段存储区域，它的存储顺 序为先进后出。就好象一个用水桶存放碟子一样，先放进去的 碟子在下面，后放进去的碟子压在上面。当取碟子时，先取上 面后放入的碟子，再取下面先放入的碟子。 SP是用来指示栈顶 位置的寄存器。 堆栈有两种操作：进栈和出栈。进栈操作后,SP的值自动加 1,表明堆栈顶部的位置向上移；出栈操作后,SP的值自动减1,表 明堆栈顶部的位置向下移。 5．数据指针寄存器DPTR DPTR是一个16位特殊功能寄存器，可作为两个8位寄存器 使用，写作DPH—高8位，DPL—低8位。 在系统扩展中,DPTR作为片外程序存储器和数据存储器的 地址指针,指示要访问的存储器单元地址。
第2章单片机存储器组织结构图
的单片机芯片拔掉，插上在线仿真器提供的仿真头（参考
图2.1）。此时单片机应用系统和仿真器共用一块单片机芯
片。在开发系统上通过在线仿真器调试单片机应用系统时，
就像使用应用系统中真实的单片机一样，这种觉察不到的
“替代”称之为“仿真”。
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第2章单片机存储器组织结构图
• 在线仿真器的英文名为In Circuit Emulator(简称ICE)。 ICE是由一系列硬件构成的设备。开发系统中的在线仿真器 应能仿真目标系统（即应用系统）中的单片机，并能模拟 目标系统的ROM、RAM和I/O口。使在线仿真时目标系统 的运行环境和脱机运行的环境完全“逼真”，以实现目标 系统的一次性开发。仿真功能具体地体现在以下几个方面。
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第2章单片机存储器组织结构图
• 1) 单片机仿真功能
• 在线仿真时，开发系统应能将在线仿真器中的单片机完 整地出借给目标系统，不占用目标系统单片机的任何资源， 使目标系统在联机仿真和脱机运行时的环境（工作程序、使 用的资源和地址空间）完全一致，实现完全的一次性仿真。
• 单片机的资源包括：片上的CPU、RAM、SFR、定时器、 中断源、I/O口以及外部可扩充的程序存储器和数据存储器地 址空间。这些资源应允许目标系统充分自由地使用，不应受 到任何限制，使目标系统能根据单片机固有的资源特性进行 硬件和软件的设计。
• 2.2.2 调试功能
• 开发系统对目标系统软、硬件的调试功能强弱，将直接关 系到开发的效率。性能优良的单片机开发系统应具有下列调试 功能。
• 1. 运行控制功能
• 开发系统应能使用户有效地控制目标程序的运行，以便 检查程序运行的结果，对存在的硬件故障和软件错误进行定位。
51单片机存储器的结构
MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间〔MOVC〕2、256B的片内数据存储器的地址空间〔MOV〕3、以及64K片外数据存储器的地址空间〔MOVX〕在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令〔具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解〕，以产生不同的存储器空间的选通信号。
程序内存ROM寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KBEA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM地址长度：16位作用：存放程序及程序运行时所需的常数。
七个具有特殊含义的单元是：0000H ——系统复位，PC指向此处；0003H ——外部中断0入口000BH ——T0溢出中断入口0013H ——外中断1入口001BH ——T1溢出中断入口0023H ——串口中断入口002BH ——T2溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。
作用：作数据缓冲器用。
下列图是8051单片机存储器的空间结构图程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。
那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器〔ROM〕。
程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。
其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。
只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。
对于内部无RO M的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。
强制CPU从外部程序存储器读取程序。
对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。
单片机1251单片机存储器结构.
OFFFFH^0FFFFH片外扩展存储器MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间： 1、 片内程序存储器 2、 片外程序存储器 3、 片内数据存储器 4、 片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间： 1、 片内外统一编址的64K 的程序存储器地址空间 2、 256B 的片内数据存储器的地址空间 3、 以及64K 片外数据存储器的地址空间在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令 系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。
下图是80 51单片机存储器的空间结构图80JH 单片机存储空间分布图程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务， 除了它们强大的硬件外，还需要它们运 行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执 行之。
那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中， 俗称只读程序存储器（ROM ）。
程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。
其实程序 和数据一样，都是由机器码组成的代码串。
只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB 程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表 格等信息。
对于内部无ROM 的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间 地址为64kB ，此时单片机的端必须接地。
强制CPU 从外部程序存储器读取程 序。
对于内部有ROM 的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU 先从内部的程序存储中读取程序，当PC 值超过内部ROM 的容量时，才会转向8051J ；内看储器IbOOCH (0) JIOQOOH (0)OOOO K(0)仆卜卜FH '4K ）1 noon OFFFH" RAM (I/O)0003H —000AH 000BH —0012H0013H —001AH 001BH —0022H 0023H —002AH 定时/计数器1中断地址区串行中断地址区。
单片机的存储器结构
位地址
7CH 74H 6CH 64H 5CH 54H 4CH 44H 3CH 34H 2CH 24H 1CH 14H 0CH 04H
7BH 73H 6BH 63H 5BH 53H 4BH 43H 3BH 33H 2BH 23H 1BH 13H 0BH 03H
7AH 72H 6AH 62H 5AH 52H 4AH 42H 3AH 32H 2AH 22H 1AH 12H 0AH 02H
单片机原理及应用
51单片机的存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储 器（RAM）。
程序存储器ROM（Read Only Memory），即只读存储 器，其特点是在程序正常运行时，CPU对ROM存储器只能进 行读操作。它通常用来存储固定不变的程序和数据，如引导 程序、基本输入输出系统程序等。系统掉电后，ROM中的信 息不会丢失。
片内数据存储器可使用8位地址进行访问，其最大可寻址的范围为256个地址单元。 访问片外数据存储器采用间接寻址方式，间接寻址寄存器有以下两种：
➢ R0或R1：二者都是8位寄存器，寻址范围最大为256个单元。 ➢ DPTR：16位地址指针，寻址范围可达64KB。
在访问片外数据存储器时，寻址范围如果超过了256B，就不能用R0或R1作为间接寻 址寄存器了，这时必须使用DPTR寄存器作为间接寻址寄存器。
3. 用户RAM区（30H—7FH） 在片内RAM的低128单元中，通用寄存器占32个单元，位寻址区占16个单元，剩下 的80个单元为供用户使用的一般RAM区，其地址空间为30H～7FH。这部分区域的使用 没有任何规定和限制，但应注意的是，堆栈一般开辟在这个区域中。
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单片机原理及应用
数据存储器RAM（Random Access Memory），即可 随机读写存储器。它用于存放程序运行期间的中间数据，可 随时进行读写操作。系统掉电时，数据会全部丢失。