【大学课件】单片机存储器 堆栈、SFR共42页文档
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【大学课件】单片机的基本结构PPT
29H 4FH 4EH 4DH 4CH 4BH 4AH 49H 48H
28H 47H 46H 45H 44H 43H 42H 41H 40H
字
位
地
址
节
地 址
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
27H
3FH 3EH 3DH
3CH 3BH 3AH
39H 38H
26H
37H 36H 35H
PSE有N 效（低电平），P0口作数据总线出现指令信号；在访 问外部数据存储器时， W或R 信号R有D 效时，P0口上出现数据 信号。其余是12条控制信号组成的控制总线。
第二节 单片机的存储器结构
一、存储器配置
89C51单片机的存储器从物理上分四个存储空间：片内 程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片 外数据存储器 。
2．ALE/ PROG (30脚）地址锁存信号
当CPU访问片外存储器时，ALE用于锁存P0口输出的 低8位地址信息到片外地址锁存器。之后，P0口作地址 /数据复用口，P0口的信息究竟是地址还是数据完全由 ALE来判别，ALE高电平期间，P0口出现的是地址信息， ALE下降沿到来时，P0口上的地址信息被锁存，在ALE 低电平期间P0口上出现指令和数据信息。
P0.0～P0.7
P2.0～P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
RST
B寄存器 ACC TMP2
TMP1
堆栈指针SP
第三章 AT89S52单片机存储器结构PPT课件
见书P39 表3.2.5
11
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
10
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。
14
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
15
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
16
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
17
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
5
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
单片机课件 存储器 堆栈 SFR
存储器、堆栈、SFR
1
单片机的存储器——几个
有关的概念：
数据存储器 数据存储器——RAM（Random Access Memory） RAM（ Memory） RAM 程序存储器 程序存储器——ROM（Read Only Memory） ROM（ Memory） ROM 闪速存储器 闪速存储器——Flash Memory Flash EPROM EPROM——（UV）Erazible Programmable ROM （UV） EEPROM/E2PROM PROM——Electrical Erasable Electrical
52还有 还有002BH对应 中断。 对应T2中断。 还有 对应 中断 使用时， 使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转 指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址， 指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。 0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。
工 作 寄 存 器 区 0
普通RAM区 区 普通
30H 2FH 20H 1FH 00H
位寻址区 工作寄存器区
11
内RAM）
片内RAM中有128个可按位寻址的位。 片内RAM中有128个可按位寻址的位。 RAM中有128个可按位寻址的位 2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 位地址:00H— 位地址:00H—7FH 分布在:20H—2FH单元 分布在:20H—2FH单元 位地址
7
8051在逻辑上 即从用户角度上8051 在逻辑上， 8051有三 ★ 8051在逻辑上，即从用户角度上8051有三 个存储空间： 个存储空间： 片内外统一编址的程序存储器 片内外统一编址的程序存储器 片内外不统一编址的数据存储器 片内外不统一编址的数据存储器 特殊功能寄存器（片内） 特殊功能寄存器（片内） ★访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令： 访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令： 访问这几个不同的逻辑空间时 片内外程序存储器空间-------MOVC 片内外程序存储器空间----MOVC 片内数据存储器空间和SFR----MOV SFR---片内数据存储器空间和SFR----MOV 片外数据存储器地址空间-------MOVX 片外数据存储器地址空间----MOVX
1
单片机的存储器——几个
有关的概念：
数据存储器 数据存储器——RAM（Random Access Memory） RAM（ Memory） RAM 程序存储器 程序存储器——ROM（Read Only Memory） ROM（ Memory） ROM 闪速存储器 闪速存储器——Flash Memory Flash EPROM EPROM——（UV）Erazible Programmable ROM （UV） EEPROM/E2PROM PROM——Electrical Erasable Electrical
52还有 还有002BH对应 中断。 对应T2中断。 还有 对应 中断 使用时， 使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转 指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址， 指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。 0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。
工 作 寄 存 器 区 0
普通RAM区 区 普通
30H 2FH 20H 1FH 00H
位寻址区 工作寄存器区
11
内RAM）
片内RAM中有128个可按位寻址的位。 片内RAM中有128个可按位寻址的位。 RAM中有128个可按位寻址的位 2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 位地址:00H— 位地址:00H—7FH 分布在:20H—2FH单元 分布在:20H—2FH单元 位地址
7
8051在逻辑上 即从用户角度上8051 在逻辑上， 8051有三 ★ 8051在逻辑上，即从用户角度上8051有三 个存储空间： 个存储空间： 片内外统一编址的程序存储器 片内外统一编址的程序存储器 片内外不统一编址的数据存储器 片内外不统一编址的数据存储器 特殊功能寄存器（片内） 特殊功能寄存器（片内） ★访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令： 访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令： 访问这几个不同的逻辑空间时 片内外程序存储器空间-------MOVC 片内外程序存储器空间----MOVC 片内数据存储器空间和SFR----MOV SFR---片内数据存储器空间和SFR----MOV 片外数据存储器地址空间-------MOVX 片外数据存储器地址空间----MOVX
MCS51系列单片机存储器.ppt
7FH
数据 缓冲区
30H 2FH
20H 1FH 18H 17H
10H 0FH
08H 07H Βιβλιοθήκη 0H位寻址区 （位地址为 00H~7FH）
3区 2区 1区 0区
80 个字节为数据缓冲区（含堆栈） 16 个字节为位寻址区 32 个字节为四个工作寄存器区
（1）工作寄存器区：00H～1FH为4个工作寄存器区，每区8个 单元，分别称为R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7，且4个 区的工作寄存器同名。实际上，它们都是通用的数据寄存器， 可用于寄存器地址和数据，其中R0、R1还可作为间接寻址寄存 器使用。当程序中需使用工作寄存器时，必须先指出它们是哪 一个区的，这是由特殊功能寄存器PSW中的RS1和RS0两位来选 择的。 （2）位寻址区：20H～2FH这16个字节的每一位都可以单独进 行操作，每一位有一个地址，称为位地址，例如20H单元的位 地址为00H～07H。共有128个位地址。 （3）数据缓冲区：30H～3FH这80个字节为一般的数据缓冲区， 但通常将堆栈区放在这个空间。由于复位后堆栈指针自动指向 07H（即工作寄存器区），故在程序开始需要用指令将SP设置 在30H以后。
第三章 MCS-51系列单片机存储器
3.1 MCS-51系列单片机系统的存储器配置
8051的存储器有4个不同的逻辑空间，即内部程 序存储器、内部数据存储器、外部程序存储器、外部 数据存储器。它们分别由不同的指令和寻址方式访问， 对外部的两个逻辑空间还使用不同的读控制信号。 MCS-51系列单片机8051的存储器配置 图见下页
1．程序计数器PC 程序计数器PC用于存放下一条要执行指令的地址（PC总是指 向程序存储器地址），是一16位专用寄存器，寻址范围64K 字 节 ， PC 在 物 理 结 构 上 是 独 立 的 ， 不 属 于 特 殊 功 能 寄 存 器 SFR块。
单片机学教程第6章 存储器及扩展技术PPT课件
1. AB (Address Bus) 地址总线 2. DB (Data Bus) 数据总线 3. CB (Control Bus) 控制总线
51单片机的RAM和ROM的最大扩展空间各为64KB (P2+P0=216).系统扩展首 先要构造系统总线.
7
6.1.2 构造系统总线
单片机系统扩展的首要 问题是构造系统总线,然 后再往系统总线上“挂” 存储器芯片或I/O接口芯 片, “挂”存储器芯片就 是存储器扩展,“挂”I/O 接口芯片就是I/O扩展.
MCS51单片机,程序存储器与数据存储器分别编址 冯诺依曼结构 8XC196/MSP430 单片机,程序存储器与数据存储器统一编址 普林斯 顿结构
7FH=127,FFH=255 ,FFFH=4K, FFFFH=64K (看懂这张图)
6
51单片机的系统扩展:片内的资源还不能满足需要,还 需外扩存储器和I/O功能部件.51系统扩展结构如下图 (外部的三总线结构)
概况3
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
6.1 概述及系统总线构造 6.1.1 几种存储器类型 6.1.2 构造系统总线 6.1.3 MCS-51单片机最小应用系统 6.1.4 单片机系统的串行扩展技术
6.2 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 6.2.1 存储器扩展的读写控制 6.2.2 外部地址锁存器
14
6.2 地址空间分配、外部地址锁存器和读写控制
6.2.1 存储器地址空间分配 MCS-51发出的地址是用来选择某个存储器单元,要完成
这种功能,必须进行两种选择： “片选”,某一“单元选 择”.存储器空间分配除考虑地址线连接外,还讨论各存储器 芯片在整个存储空间中所占据的地址范围
常用的存储器地址分配的方法有两种： 线性选择法(简称线选法) 地址译码法(简称译码法).
51单片机的RAM和ROM的最大扩展空间各为64KB (P2+P0=216).系统扩展首 先要构造系统总线.
7
6.1.2 构造系统总线
单片机系统扩展的首要 问题是构造系统总线,然 后再往系统总线上“挂” 存储器芯片或I/O接口芯 片, “挂”存储器芯片就 是存储器扩展,“挂”I/O 接口芯片就是I/O扩展.
MCS51单片机,程序存储器与数据存储器分别编址 冯诺依曼结构 8XC196/MSP430 单片机,程序存储器与数据存储器统一编址 普林斯 顿结构
7FH=127,FFH=255 ,FFFH=4K, FFFFH=64K (看懂这张图)
6
51单片机的系统扩展:片内的资源还不能满足需要,还 需外扩存储器和I/O功能部件.51系统扩展结构如下图 (外部的三总线结构)
概况3
+ 您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。
6.1 概述及系统总线构造 6.1.1 几种存储器类型 6.1.2 构造系统总线 6.1.3 MCS-51单片机最小应用系统 6.1.4 单片机系统的串行扩展技术
6.2 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器 6.2.1 存储器扩展的读写控制 6.2.2 外部地址锁存器
14
6.2 地址空间分配、外部地址锁存器和读写控制
6.2.1 存储器地址空间分配 MCS-51发出的地址是用来选择某个存储器单元,要完成
这种功能,必须进行两种选择： “片选”,某一“单元选 择”.存储器空间分配除考虑地址线连接外,还讨论各存储器 芯片在整个存储空间中所占据的地址范围
常用的存储器地址分配的方法有两种： 线性选择法(简称线选法) 地址译码法(简称译码法).
单片机大学课件
11
通信工程系
第1章 单片机概述
（2）专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ， 针对性强且数量巨大。
对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。
“专用”单片机具有十分明显的综合优势。 无论专用型单片机在用途上有多么“专”，其基 本结构和工作原理都是以通用型单片机为基础的。
24
通信工程系
第1章 单片机概述
（1）基本型
典型产品：8031/8051/8751。 8031内部包括1个8位CPU、128B RAM，21个特殊功能寄存器 （SFR）、4个8位并行I/O口、1个全双工串行口，2个16位 定时器/计数器，5个中断源，但片内无程序存储器，需外 扩程序存储器芯片。
8051是在8031的基础上，片内又集成有4KB ROM作为程序存 储器。所以8051是一个程序不超过4KB的小系统。ROM内的 程序是公司制作芯片时，代为用户烧制的，主要用在程序 已定且批量大的单片机产品中。
了各自的产品。 尽管机型很多，但是在20世纪80年代以及90年代，在 我国使用最多的8位单片机还是Intel公司的MCS-51系列单 片机以及与其兼容的单片机（称为51系列单片机）。
通信工程系
23
第1章 单片机概述
1.6.1
MCS-51系列单片机
MCS是Intel公司单片机的系列符号，如MCS-48、MCS-51、 MCS-96系列单片机。
3
通信工程系
第 1章 单片机概述 单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域
4
4
通信工程系
第1章 单片机概述
数字电路中由13片IC组成的数字钟
5
5
通信工程系
第1章 单片机概述
通信工程系
第1章 单片机概述
（2）专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ， 针对性强且数量巨大。
对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。
“专用”单片机具有十分明显的综合优势。 无论专用型单片机在用途上有多么“专”，其基 本结构和工作原理都是以通用型单片机为基础的。
24
通信工程系
第1章 单片机概述
（1）基本型
典型产品：8031/8051/8751。 8031内部包括1个8位CPU、128B RAM，21个特殊功能寄存器 （SFR）、4个8位并行I/O口、1个全双工串行口，2个16位 定时器/计数器，5个中断源，但片内无程序存储器，需外 扩程序存储器芯片。
8051是在8031的基础上，片内又集成有4KB ROM作为程序存 储器。所以8051是一个程序不超过4KB的小系统。ROM内的 程序是公司制作芯片时，代为用户烧制的，主要用在程序 已定且批量大的单片机产品中。
了各自的产品。 尽管机型很多，但是在20世纪80年代以及90年代，在 我国使用最多的8位单片机还是Intel公司的MCS-51系列单 片机以及与其兼容的单片机（称为51系列单片机）。
通信工程系
23
第1章 单片机概述
1.6.1
MCS-51系列单片机
MCS是Intel公司单片机的系列符号，如MCS-48、MCS-51、 MCS-96系列单片机。
3
通信工程系
第 1章 单片机概述 单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域
4
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通信工程系
第1章 单片机概述
数字电路中由13片IC组成的数字钟
5
5
通信工程系
第1章 单片机概述
《数据结构堆栈》PPT课件
4.2堆栈的顺序存储结构
0 1 2 ……
a1 a2 … ai
top1
top1
什么时候栈1为空？
S-1
bj … … b2 b1
top2 top1= -1
4.2堆栈的顺序存储结构
0 1 2 ……
a1 a2 … ai
top1 什么时候栈1为空？ 什么时候栈2为空？
S-1
bj … … b2 b1
top2
操作接口： 入栈：p75 出栈：p75
4.3堆栈的链式存储结构
顺序栈和链栈的比较
• 时间性能：相同，都是常数时间O(1)。 • 空间性能：
– 顺序栈：有元素个数的限制和空间浪费的问题。 – 链栈：没有栈满的问题，只有当内存没有可用空间
时才会出现栈满，但是每个元素都需要一个指针域， 从而产生了结构性开销。
012 3 4 56 78
a1
top 确定用数组的哪一端表示栈底。 附设指针top指示栈顶元素在数组中的位置。
4.2堆栈的顺序存储结构
012 3 4 56 7 8
a1 a2 a3
top top top 进栈：top加1 出栈：top减1
栈空：top= -1 栈满：top= MAX_SIZE
4.2堆栈的顺序存储结构
两栈共享空间：使用一个数组来存储两个栈，让一个 栈的栈底为该数组的始端，另一个栈的栈底为该数组 的末端，两个栈从各自的端点向中间延伸。
4.2堆栈的顺序存储结构
0 1 2 ……
a1 a2 … ai
S-1
bj … … b2 b1
栈1底
top1
top2
栈2底
栈1的底固定在下标为0的一端； 栈2的底固定在下标为MaxSize-1的一端。 top1和top2分别为栈1和栈2的栈顶指针； MaxSize为整个数组空间的大小（图中用S表示）；
《存储器堆栈》课件
存储器堆栈具有先进后出（FILO）的 特性，数据只能从顶部添加或移除， 访问数据时从顶部开始。
存储器堆栈的分类
基本堆栈
只支持数据压入和弹出操作，不支持其他复 杂操作。
动态堆栈
可以根据需要动态调整大小，以适应不同需 求。
链表堆栈
通过链表实现，可以动态添加和删除节点。
存储器堆栈的应用场景
函数调用
在函数调用过程中，参数传递、局部 变量存储等操作都涉及到堆栈的使用 。
VS
多线程编程
通过多线程编程，充分利用多核处理器和 分布式计算资源，提高程序的并行处理能 力。
05
存储器堆栈的性能优化
数据压缩与加密
要点一
数据压缩
通过减少存储空间占用，提高数据传输效率，降低功耗。 常见算法包括Huffman编码、LZ77、LZ78等。
要点二
数据加密
确保数据在存储和传输过程中的机密性和完整性，常用加 密算法包括AES、RSA等。
易失性存储器
断电后数据会丢失，如SRAM、DRAM等。
寄存器与缓冲区
用于暂存数据，如CPU内部的寄存器和缓冲 区。
数据读写机制
随机访问
可以随机访问任意地址的数据，如SRAM、DRAM、 Flash等。
按块访问
一次只能访问固定大小的数据块，如硬盘、SSD等。
按字访问
一次只能访问一个字的数据，如寄存器、缓冲区等。
存储器堆栈
xx年xx月xx日
• 存储器堆栈简介 • 存储器堆栈的工作原理 • 存储器堆栈的硬件实现 • 存储器堆栈的软件编程 • 存储器堆栈的性能优化 • 存储器堆栈的发展趋势与挑战
目录
01
存储器堆栈简介
定义与特点
定义
存储器堆栈的分类
基本堆栈
只支持数据压入和弹出操作，不支持其他复 杂操作。
动态堆栈
可以根据需要动态调整大小，以适应不同需 求。
链表堆栈
通过链表实现，可以动态添加和删除节点。
存储器堆栈的应用场景
函数调用
在函数调用过程中，参数传递、局部 变量存储等操作都涉及到堆栈的使用 。
VS
多线程编程
通过多线程编程，充分利用多核处理器和 分布式计算资源，提高程序的并行处理能 力。
05
存储器堆栈的性能优化
数据压缩与加密
要点一
数据压缩
通过减少存储空间占用，提高数据传输效率，降低功耗。 常见算法包括Huffman编码、LZ77、LZ78等。
要点二
数据加密
确保数据在存储和传输过程中的机密性和完整性，常用加 密算法包括AES、RSA等。
易失性存储器
断电后数据会丢失，如SRAM、DRAM等。
寄存器与缓冲区
用于暂存数据，如CPU内部的寄存器和缓冲 区。
数据读写机制
随机访问
可以随机访问任意地址的数据，如SRAM、DRAM、 Flash等。
按块访问
一次只能访问固定大小的数据块，如硬盘、SSD等。
按字访问
一次只能访问一个字的数据，如寄存器、缓冲区等。
存储器堆栈
xx年xx月xx日
• 存储器堆栈简介 • 存储器堆栈的工作原理 • 存储器堆栈的硬件实现 • 存储器堆栈的软件编程 • 存储器堆栈的性能优化 • 存储器堆栈的发展趋势与挑战
目录
01
存储器堆栈简介
定义与特点
定义
单片机存储器组织
02
单片机存储器组织结构
存储器地址空间
地址空间
单片机中的存储器地址空 间是指单片机内部和外部 可访问的存储器地址范围 。
地址空间划分
地址空间通常划分为不同 的区域，如程序存储器、 数据存储器、堆栈等。
地址空间配置
根据不同的单片机型号和 应用需求，地址空间的配 置方式可能有所不同。
存储器组织方式
程序存储
程序代码存储
单片机运行所需的程序代码通常存储在内部Flash或外部ROM中，确保程序在 断电后不会丢失。
算法存储
单片机实现复杂控制算法时，需要将算法代码存储在内部或外部存储器中。
配置参数存储
系统配置参数
单片机的系统配置参数，如工作频率 、中断优先级等，通常保存在内部寄 存器或外部EEPROM中。
闪存具有可擦写次数多、速度快 、容量大等优点，广泛应用于U 盘、固态硬盘等存储设备中。
闪存的擦写寿命有限，因此需要 合理规划和管理数据存储，避免 频繁擦写导致存储器寿命缩短。
EEPROM技术
EEPROM是一种可电擦写的只读 存储器，具有非易失性和可编程
性。
EEPROM可以在不需要删除的情 况下修改存储的数据，并且可以 长期保存数据，因此广泛应用于
为了提高访问速度和降低功耗，可以 对映射关系进行优化，如采用分页技 术、缓存技术等。
映射关系
映射关系包括地址转换规则、映射表 等，用于将虚拟地址转换为物理地址 。
03
单片机存储器管理
存储器分配
静态存储器分配
01
在编译时确定变量的存储位置，常用于全局变量和静态变量。
动态存储器分配
02
在程序运行时根据需要动态分配存储空间，常用于局部变量和
MCS-51单片机的（SFR）特殊功能寄存器
MCS-51单片机的（SFR）特殊功能寄存器MCS-51单片机的特殊功能寄存器从图中我们可以看出，在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制，有四个并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用来存放程序，有RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。
在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。
对图进行进一步的分析，我们已知，对并行I/O口的读写只要将数据送入到相应I/O 口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行I/O口等怎么用呢？在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SFR）。
事实上，我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？看下表下面，我们介绍一下几个常用的SFR。
1、ACC---是累加器，通常用A表示。
这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。
它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。
自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1；若A≠0则z＝0。
该标志常用作程序分枝转移的判断条件。
2、B--一个寄存器。
在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。
3指针寄存器（1）程序计数器PC指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围，复位时PC = 0000H（2）堆栈指针SP指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H （3）数据指针DPTR@R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。
DPTR = DPH + DPL。
可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。
分成DPL(低8位)和DPH(高8位)两个寄存器。
单片机说课PPT课件
任务驱动
交互式 教学
启发学生思维
能力为本为，学生为主体
第15页/共32页
三、教学方法与手段
交通信号灯控制仿真效果
第16页/共32页
教学方法与手段
仿真实验室实现技术仿真
第17页/共32页
教学内容的表现形式 实训项目——交通信号灯控制系统
第18页/共32页
教学团队 1．主讲教师
• 许玲 副教授 • 孟昕元 副教授，西安交通大学硕士，从事单片机教学十余年 • 赵新渠 讲师，西北工业大学硕士毕业 • 刘刚 助教，曾在企业从事单片机开发工作
模转换（6课时） 设计
速程序设计
模块六 LED点阵 LED点阵显示原理、LED点阵编程 显示（4课时）
LED点阵显示实验
第11页/共32页
4.课时分配
• 共60课时，理论课40课时，实验课20课时 • 课程设计2个星期-设计单片机最小系统，设计单片机采集模块。 • 保留传统教学的理论部分，然后增加电路仿真软件Proteus和设计软件Protel的使用。
4 整体电路设计
3 单元电路搭建
2
焊接、调试、维修
职 业 能
力
11
器件的认识
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八、努力方向
1．注重课程建设
必须突出“三重”原则： 重基础、重能力、重应用。 以培养单片机技术综合应用 能力为目标，选择有代表性 的单片机综合应用实际项目， 将需要具备的综合能力分解 成各项基本能力，围绕项目 训练基本能力，依照认知规 重能力 律构建学习模块。
课程内容
模块一 单片机内 部资源与指令系 统（6课时）
重点难点
基本结构：存储器、SFR、部分引脚、复位电路、 晶振电路、I/O口线
相关主题
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功用：
1）子程序调用和中断服务时CPU自动将当前PC
19
值压栈保存，返回时自动将PC值弹栈。 2）保护现场/恢复现场 3）数据传输
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理
堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在
工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM
区的靠后的位置。
复位后 SP=07H，数据进栈时：首先
存储器配置（片内RAM）
片内RAM 128字节（00H—7FH）
89C51 128字节
FFH
52子系列才有 的RAM区
80H 7FH
普通RAM区
30H
2FH 20H
位寻址区
1FH 00H
工作寄存器区
FFH SFR分布在 80H-FFH
其中92个位
可位寻址
80H
10
所有的RAM区(包括位 寻址区、工作寄存器 区）都可以用于存放 数据，故也称为数据 缓存寄存器
8051的存储器组织
3
8051存储器可以分成两大类：
﹡ RAM，CPU在运行时能随时进行数据的写入和 读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。 它用来存放暂时性的输入输出数易改写的存储器。断 电后，ROM中的信息保留不变。用来存放固定的
存储器、堆栈、SFR
1
docin/sundae_meng
单片机的存储器——几个有关的概念：
数据存储器——RAM（Random Access Memory）
程序存储器——ROM（Read Only Memory）
闪速存储器——Flash Memory
EPROM——（UV）Erazible Programmable ROM
总共
128
个可12
按位 寻址 的位
这些可位寻址的空间，可通过执行指令直接对某一位进行操作，如置1、清0
或判1、判0等，可用作软件标志位或用于位（布尔）处理。这是一般13微机所
不具备的，这种位寻址能力是8051所独有的。
20H~2FH：既可以字节操作，又可以位操作，但是要用不同的指令来区分；
片内外统一编址的程序存储器 片内外不统一编址的数据存储器 特殊功能寄存器（片内）
★访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令： 片内外程序存储器空间----MOVC 片内数据存储器空间和SFR----MOV 片外数据存储器地址空间----MOVX
¶52对应的RAM有384Byte，其中多出的128Byte
哈佛结构。
89C51单片机存储器配置
片内RAM 128字节（00H—7FH）； 片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH) 片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。 位地址编号为：00H—7FH，分布在20H—2FH单元
片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被 8整除的 SFR中的各位也可按位寻址（P.33-34） 7
52还有002BH对应T2中断。 使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转
指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。
org Ljmp
main: Loop:
org mov mov djnz cpl mov jmp end
0000h
main
22
数据 出栈
80H 7FH
普通RAM区
30H
2FH 20H
位寻址区
初始
1FH 00H
工作寄存器区
SP
SP-1 指向新的栈 顶,也就是下一个 将要出栈的数据
在实际应用中，常需在RAM区设置堆栈。80C51的堆栈一般设在23
30H~7FH的范围内。栈顶的位置由SP寄存器指示。复位时SP的初值为 07H，在系统初始化时可以重新设置。
17
/sundae_meng
（跳过中断入口地址区）
0100h
p1,#55h
r0,#3fh
r0,loop
a
p1,a
main
存储器配置（片内RAM）
可寻址片外RAM 64K字节 （0000H—FFFFH）； 可寻址片外ROM 64K字节 （0000H—FFFFH）； 片内 Flash ROM 4K字节 （0000H— FFFH）；
/sundae_meng
与端口相关的（7个）
1000H
0FFFH 内部 ROM
0000H (EA=1)
外部 0FFFH ROM (EA=0) 0000H
/sundae_meng
在程序存储器中，有6个单元具有特殊功1能6
0000H: 8051复位后，PC＝0000H，即程序从0000H 开始执行指令。
0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
89C52 256字节
80H 7FH
89C51 128字节
30H 2FH
20H
普通RAM区 位寻址区
1FH 00H
工作寄存器区
FFH SFR分布在
80H-FFH
14
其中92个位
可位寻址
80H
只能直接寻址
既可间接寻址,又可直接寻址
程序存储器
15
FFFFH
外部
ROM
/sundae_meng
FFFFH
FFFFH
片内 RAM FFH
可寻址
64K 字节
片外
RAM
80H 7FH
128字节 00H
0000H
89C51
FFFH
可寻址
4K 片内
字节 Flash
000H
ROM
18
可寻址
64K 字节
片外
ROM
0000H
堆栈：
在片内RAM中，常常要指定一个专门的区域来 存放某些特别的数据,它遵循先进后出和后进 先出(LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。
/sundae_meng
mov 20h,a
setb 00h
setb 20.0
存储器配置（片内RAM）
89C51片内RAM 128字节（00H—7FH） 89C52片内RAM 256字节（00H—0FFH）
只能寄存器间接寻址(P14)
FFH
52子系列才有 的RAM区
程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。
/sundae_meng
4
2.1.1普林斯顿结构
一般微机通常只有一个逻辑空间，可以随 意安排ROM或RAM。访问存储器时，同一地址对 应唯一的存储单元，可以是ROM也可以是 RAM， 并用同类访问指令。这种结构称为普林斯顿结 构。
SP+1指向08H单元，第一个放进堆栈
FFH
52子系列才有 的RAM区
的数据将放进08H单元，然后SP再自 动增 1，仍指着栈顶……
20
数据 进栈
80H 7FH
SP
普通RAM区
栈顶
30H
2FH
位寻址区
20H
初始
1FH 00H
工作寄存器区
SP
下一个进栈的 数据将存在此
已经进栈的数 据存放在此
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在 工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM 区的靠后的位置。
普通RAM区
30H
2FH
位寻址区
20H
1FH 00H
工作寄存器区
28H 47 46 45 44 43 42 41 40 27H 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 26H 37 36 35 34 33 32 31 30 25H 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 21H 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 单元地址
/sundae_meng
push a
push b
24
push PSW
……….
/sundae_meng
pop
a
pop
b
pop
PSW
这样的指令顺序对不对？
89C51特殊功能寄存器(SFR)
2.1.2 哈佛结构
5
◆ 8051单片机与一般微机的存储器配置方
式很不相同。
/sundae_meng
◆ 51单片机的存储器在物理结构上分为程 序存储空间和数据存储空间，共有四个： 片内和片外程序存储空间以及片内和片外 数据存储空间，这种在物理结构上把程序 存储器和数据存储器分开的结构形式称为
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在 工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM 区的靠后的位置。
FFH
52子系列才有 的RAM区
从堆栈取出数据时：取出的数据是
最近放进去的一个数据，也就是当
前栈顶的数据。然后SP再自动减1，
仍指着栈顶……
R6
05H
R5
04H
R4
03H
R3
02H
R2
工 作 寄 存 器 组
01H
R1
00H
R0
0
存储器配置（片内RAM）
片内RAM中有128个可按位寻址的位。
位地址:00H—7FH
2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78
1）子程序调用和中断服务时CPU自动将当前PC
19
值压栈保存，返回时自动将PC值弹栈。 2）保护现场/恢复现场 3）数据传输
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理
堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在
工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM
区的靠后的位置。
复位后 SP=07H，数据进栈时：首先
存储器配置（片内RAM）
片内RAM 128字节（00H—7FH）
89C51 128字节
FFH
52子系列才有 的RAM区
80H 7FH
普通RAM区
30H
2FH 20H
位寻址区
1FH 00H
工作寄存器区
FFH SFR分布在 80H-FFH
其中92个位
可位寻址
80H
10
所有的RAM区(包括位 寻址区、工作寄存器 区）都可以用于存放 数据，故也称为数据 缓存寄存器
8051的存储器组织
3
8051存储器可以分成两大类：
﹡ RAM，CPU在运行时能随时进行数据的写入和 读出，但在关闭电源时，其所存储的信息将丢失。 它用来存放暂时性的输入输出数易改写的存储器。断 电后，ROM中的信息保留不变。用来存放固定的
存储器、堆栈、SFR
1
docin/sundae_meng
单片机的存储器——几个有关的概念：
数据存储器——RAM（Random Access Memory）
程序存储器——ROM（Read Only Memory）
闪速存储器——Flash Memory
EPROM——（UV）Erazible Programmable ROM
总共
128
个可12
按位 寻址 的位
这些可位寻址的空间，可通过执行指令直接对某一位进行操作，如置1、清0
或判1、判0等，可用作软件标志位或用于位（布尔）处理。这是一般13微机所
不具备的，这种位寻址能力是8051所独有的。
20H~2FH：既可以字节操作，又可以位操作，但是要用不同的指令来区分；
片内外统一编址的程序存储器 片内外不统一编址的数据存储器 特殊功能寄存器（片内）
★访问这几个不同的逻辑空间时，采用的指令： 片内外程序存储器空间----MOVC 片内数据存储器空间和SFR----MOV 片外数据存储器地址空间----MOVX
¶52对应的RAM有384Byte，其中多出的128Byte
哈佛结构。
89C51单片机存储器配置
片内RAM 128字节（00H—7FH）； 片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH) 片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。 位地址编号为：00H—7FH，分布在20H—2FH单元
片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被 8整除的 SFR中的各位也可按位寻址（P.33-34） 7
52还有002BH对应T2中断。 使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转
指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或 者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。
org Ljmp
main: Loop:
org mov mov djnz cpl mov jmp end
0000h
main
22
数据 出栈
80H 7FH
普通RAM区
30H
2FH 20H
位寻址区
初始
1FH 00H
工作寄存器区
SP
SP-1 指向新的栈 顶,也就是下一个 将要出栈的数据
在实际应用中，常需在RAM区设置堆栈。80C51的堆栈一般设在23
30H~7FH的范围内。栈顶的位置由SP寄存器指示。复位时SP的初值为 07H，在系统初始化时可以重新设置。
17
/sundae_meng
（跳过中断入口地址区）
0100h
p1,#55h
r0,#3fh
r0,loop
a
p1,a
main
存储器配置（片内RAM）
可寻址片外RAM 64K字节 （0000H—FFFFH）； 可寻址片外ROM 64K字节 （0000H—FFFFH）； 片内 Flash ROM 4K字节 （0000H— FFFH）；
/sundae_meng
与端口相关的（7个）
1000H
0FFFH 内部 ROM
0000H (EA=1)
外部 0FFFH ROM (EA=0) 0000H
/sundae_meng
在程序存储器中，有6个单元具有特殊功1能6
0000H: 8051复位后，PC＝0000H，即程序从0000H 开始执行指令。
0003H：外部中断0入口。 000BH：定时器0溢出中断入口。 0013H：外部中断1入口。 001BH：定时器1溢出中断入口。 0023H：串行口中断入口。
89C52 256字节
80H 7FH
89C51 128字节
30H 2FH
20H
普通RAM区 位寻址区
1FH 00H
工作寄存器区
FFH SFR分布在
80H-FFH
14
其中92个位
可位寻址
80H
只能直接寻址
既可间接寻址,又可直接寻址
程序存储器
15
FFFFH
外部
ROM
/sundae_meng
FFFFH
FFFFH
片内 RAM FFH
可寻址
64K 字节
片外
RAM
80H 7FH
128字节 00H
0000H
89C51
FFFH
可寻址
4K 片内
字节 Flash
000H
ROM
18
可寻址
64K 字节
片外
ROM
0000H
堆栈：
在片内RAM中，常常要指定一个专门的区域来 存放某些特别的数据,它遵循先进后出和后进 先出(LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。
/sundae_meng
mov 20h,a
setb 00h
setb 20.0
存储器配置（片内RAM）
89C51片内RAM 128字节（00H—7FH） 89C52片内RAM 256字节（00H—0FFH）
只能寄存器间接寻址(P14)
FFH
52子系列才有 的RAM区
程序或数据，如系统监控程序、常数表格等。
/sundae_meng
4
2.1.1普林斯顿结构
一般微机通常只有一个逻辑空间，可以随 意安排ROM或RAM。访问存储器时，同一地址对 应唯一的存储单元，可以是ROM也可以是 RAM， 并用同类访问指令。这种结构称为普林斯顿结 构。
SP+1指向08H单元，第一个放进堆栈
FFH
52子系列才有 的RAM区
的数据将放进08H单元，然后SP再自 动增 1，仍指着栈顶……
20
数据 进栈
80H 7FH
SP
普通RAM区
栈顶
30H
2FH
位寻址区
20H
初始
1FH 00H
工作寄存器区
SP
下一个进栈的 数据将存在此
已经进栈的数 据存放在此
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在 工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM 区的靠后的位置。
普通RAM区
30H
2FH
位寻址区
20H
1FH 00H
工作寄存器区
28H 47 46 45 44 43 42 41 40 27H 3F 3E 3D 3C 3B 3A 39 38 26H 37 36 35 34 33 32 31 30 25H 2F 2E 2D 2C 2B 2A 29 28 24H 27 26 25 24 23 22 21 20 23H 1F 1E 1D 1C 1B 1A 19 18 22H 17 16 15 14 13 12 11 10 21H 0F 0E 0D 0C 0B 0A 09 08 20H 07 06 05 04 03 02 01 00 单元地址
/sundae_meng
push a
push b
24
push PSW
……….
/sundae_meng
pop
a
pop
b
pop
PSW
这样的指令顺序对不对？
89C51特殊功能寄存器(SFR)
2.1.2 哈佛结构
5
◆ 8051单片机与一般微机的存储器配置方
式很不相同。
/sundae_meng
◆ 51单片机的存储器在物理结构上分为程 序存储空间和数据存储空间，共有四个： 片内和片外程序存储空间以及片内和片外 数据存储空间，这种在物理结构上把程序 存储器和数据存储器分开的结构形式称为
堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理 堆栈区可以安排在 RAM区任意位置，一般不安排在 工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常放在RAM 区的靠后的位置。
FFH
52子系列才有 的RAM区
从堆栈取出数据时：取出的数据是
最近放进去的一个数据，也就是当
前栈顶的数据。然后SP再自动减1，
仍指着栈顶……
R6
05H
R5
04H
R4
03H
R3
02H
R2
工 作 寄 存 器 组
01H
R1
00H
R0
0
存储器配置（片内RAM）
片内RAM中有128个可按位寻址的位。
位地址:00H—7FH
2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78