程序存储器以程序计数器PC作为地址指针，通过16位地址总线，可寻址的地址空间为64KB，片内／外统一编址。根据单片机的类型及引脚的电平，CPU可从内部也可从外部程序存储器开始执行。而当EA=0时，内部程序存储器被忽略，程序直接从外部程序存储器的0000H开始执行。64KB程序存储器中有一些特殊的单元，在使用时应加以注意。0023H——串行口的中断服务子程序入口地址。......
2023-11-17
数据存储器的重要性-单片机基础及应用
【摘要】：1．片内数据存储器片内数据存储器可分为两个不同的块，除内部RAM块外，还有特殊功能寄存器块。由于访问它们所用的指令不同，并不会引起混乱，片内数据存储器的编址如图2－4所示。1）工作寄存器区。表2－3工作寄存器组与RS1、RS0的关系及地址2）位寻址区。2．片外数据存储器当内部RAM不够用时，最多可以外扩64KB的外部数据存储器，即CPU可以寻址64KB的外部数据存储器。
MCS-51单片机的数据存储器从物理结构上可分为片内数据存储器和片外数据存储器，它们分别单独编址。
1．片内数据存储器
片内数据存储器可分为两个不同的块，除内部RAM块外，还有特殊功能寄存器块。对于MCS-51子系列，前者有128B，其编址为00H～7FH；后者有128B，其编址为80H～0FFH；二者连续而不重叠。对于MCS-52子系列，前者有256B，其编址为00H～0FFH；后者有128B，其编址为80H～0FFH；后者与前者高128B的编址是重叠的。由于访问它们所用的指令不同，并不会引起混乱，片内数据存储器的编址如图2－4所示。
图2－4 片内数据存储器编址图
（1）内部RAM
MCS-51单片机内部RAM空间为256B，但实际提供给用户使用的RAM容量随型号而不同，一般为128B（如8031、8051、89C51）或256B（如8032、8052、89C52）。内部RAM从功能和用途方面来划分，可以分成3个不同的区域：工作寄存器区、位寻址区、堆栈或数据缓冲区。
1）工作寄存器区。内部RAM的00H～1FH区域设置为工作寄存器区，该区域又均匀地划分为4个区，每个区由8个工作寄存器R0～R7构成，共占用32个内部RAM单元。程序当前正在使用的工作寄存器区是由程序状态字PSW的第3（RS0）和第4（RS1）位指示的。可以对这两位进行编程，以选择不同的工作寄存器组。工作寄存器组与RS1、RS0的关系及地址见表2－3。
单片机上电复位后，工作寄存器为0组，在程序中可根据实际情况通过改变PSW中的RS0和RS1两位的状态来决定使用哪一个工作寄存器区。这一点可用于在中断程序中保护现场和恢复数据。如果在实际应用系统中不需要4个工作寄存器区，该区域的多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。
表2－3 工作寄存器组与RS1、RS0的关系及地址
2）位寻址区。内部RAM的20H～2FH RAM为位地址区。这16个单元的每一位（16×8）都有一个位地址，位地址范围为00H～7FH。每一位都可以视作一个软件触发器，由程序直接进行位处理，用于存放各种程序标志、位控制变量等。同时，位寻址区的RAM单元还可以作为一般的数据缓冲器使用，按字节进行寻址操作。16个字节的RAM对应的位地址见表2－4。
表2－4 RAM位寻址区地址映像(www.chuimin.cn)
3）堆栈或数据缓冲区。在单片机实际应用中，往往需要一个后进先出的RAM缓冲区用于保护CPU的现场及临时数据，这种以后进先出原则存取数据的缓冲区称为堆栈。栈顶位置由堆栈指针SP给出。进栈时，堆栈指针SP先加1，然后数据进栈（写入SP指出的单元）；出栈时，先数据出栈（读出SP指出的单元内容），然后SP再减1。一般在程序初始化时应对SP设一初值来具体设置栈区。
内部RAM中除了作为工作寄存器、位寻址和堆栈区以外的单元都可以作为数据缓冲器使用，存放输入的数据或运算的结果。
（2）特殊功能寄存器
所谓特殊功能寄存器（Special Function Registers，SFR）是区别于通用寄存器而言的，这些寄存器的功能或用途已做了专门的规定，主要是用来对片内各功能模块进行管理、控制、监视的控制寄存器和状态寄存器。
MCS-51内部的CPU寄存器、I／O口锁存器以及定时器、串行口、中断等各种控制寄存器和状态寄存器都是以特殊功能寄存器的形式出现，它们离散地分布在80H～0FFH的特殊功能寄存器地址空间。因为不同型号的单片机内部I／O的功能不同，实际存在的特殊功能寄存器数量差别较大。MCS-51最基本的特殊功能寄存器（8051／8751／8031所具有的SFR）有21个，见表2－5。
表2－5 特殊功能寄存器一览表
在特殊功能寄存器地址空间范围内，还有一些单元未被定义，这些单元是为MCS-51的新型单片机保留的，一些已经出现的新型单片机因内部功能部件的增加而增加了不少特殊功能寄存器。为了使软件与新型单片机兼容，用户不能使用这些空闲的单元。
2．片外数据存储器
当内部RAM不够用时，最多可以外扩64KB的外部数据存储器，即CPU可以寻址64KB的外部数据存储器。但应注意MCS-51对外扩展的RAM和I／O接口是统一编址的，如果同时扩展外部RAM和I／O接口要注意地址分配的问题。CPU对外部RAM和I／O接口的操作使用MOVX指令。
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