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3(程序存储器)

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四川工程职业技术学院
单片机应用技术课程电子教案
Copyright © 第讲
3
8051的程序存储器
本讲主要内容
3-1. 51架构与51单片机的内部存储器
3-2. 51单片机的程序存储器管理
3-3. 51单片机的ROM扩展（了解）
3-4. 增强型51单片机P89V51RD2的内部ROM（了解）
51架构
时钟电路总线控制CPU
ROM/EPROM/FLASH
4K 字节
RAM 128字节
SFR 21个
定时/计数器2个中断系统
5中断源、2优先级
串行口
全双工 2个并行口
4个RST EA ALE PSEN
XTAL2
XTAL1
P0P1P2P3
V CC
V SS
串行通信接口全双工1个
内部ROM TXD RXD
中断系统并行通信接口4×8bit
定时/计数器
n ×16bit
内部RAM 时钟电路
CPU 总线控制
51架构单片机内部存储器
内部ROM 内部RAM
ROM：Read Only Memory
只读
作用：存储程序或表格
类型：EPROM/FLASH/OTP
容量：0～64K(0～65536)
单位-字节(byte)
容量大小视单片机型号不
同而不同
地址：0000H～RAM：Random Access Memory
可读可写
作用：存放程序运行中产生的临时数据
容量：128byte～
容量大小视单片机型号不
同而不同
类型：DATA 000～127
IDATA 128～255
XDATA 000～
关于51系列单片机的程序存储器ROM
✧程序存储器用于存放程序和表格等固定数据，掉电数据不丢失
✧每种单片机在其内部都会有0～64K容量不等的ROM
✧如果单片机片内ROM空间不够，可以在单片机外部扩展ROM，但建
议用户尽量避免外扩ROM，51系列单片机1000多种型号，一定可以
找到内部ROM容量符合要求的单片机。

即便是单片机略微贵点也值
得
✧目前市面上的单片机ROM主要有Flash Memory和OTP(O ne T ime
P rogrammable)两种，PROM、EPROM等形式的单片机已经很少见了。

就开发而言Flash Memory的单片机更加合适，如ATMEL公司的
AT89CXX单片机和PHILIPS公司的P89CXX单片机
51系列单片机的程序存储器管理
✧每个ROM单元(byte)对应一个唯一的16bit地址编码(Address)
✧CPU要到某个ROM单元去取指令，是通过把地址写入一个16bit的特
殊功能寄存器——程序计数器PC(Program Counter)来实现，因此，51
系列单片机的地址的编码范围(通常称为寻址范围)：
0000 0000 0000 0000B ～1111 1111 1111 1111B（二进制）
0 0 0 0 H ～ F F F F H（十六进制）
0 ～65535 （十进制）
通常习惯说51系列单片机的ROM寻址范围是64K
✧PC的值是CPU根据用户程序的运行流程自动装载的，它的值代表单
片机下一条要执行的指令在ROM中的存放位置，用户不能直接对PC
进行操作
51单片机程序存储器分配
0000H FFFFH
ROM
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
复位入口INT0中断入口T0中断入口INT1中断入口T1中断入口串口中断入口
0000H ：系统的启动单元
系统复位后，单片机从此处开始取指令开始执行
0003H ：外部中断0入口地址
000BH ：定时器/计数器0中断入口地址0013H ：外部中断1入口地址
001BH ：定时器/计数器1中断入口地址0023H ：串行中断入口地址
51单片机程序存储器的访问
0000H FFFFH
ROM
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
复位入口INT0中断入口T0中断入口INT1中断入口T1中断入口串口中断入口
编程器1、程序存储器写入编写源程序
PC 机（开发软件）
单片机
ISP 功能
ORG 0000H
MAIN:MOV A,#00H
ADD A,#10H MOV 30H,A SJMP $END
例如：
机器代码
51单片机程序存储器的访问
0000H FFFFH
ROM
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
复位入口INT0中断入口T0中断入口INT1中断入口T1中断入口串口中断入口
2、指令在程序存储器中的存放ORG 0000H
MAIN:MOV A,#00H
ADD A,#10H MOV 30H,A SJMP $END
例如：
每一条指令存放的首地址
51单片机程序存储器的访问
0000H FFFFH
ROM
0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
复位入口INT0中断入口T0中断入口INT1中断入口T1中断入口串口中断入口
3、入口区的处理ORG 0000H
LJMP MAIN ORG 0030H
MAIN: MOV A,#00H
ADD A,#10H MOV 30H,A SJMP $END
例如：
中间空余的单元
51单片机外扩ROM 方法
强烈建议用户尽可能不要考虑外扩程序存储器，如果非扩不可，可以仿照下图所示电路进行扩展图中P0口输出外部ROM 的低8位地址信号，P2口输出高8位地址信号；ALE 端输出地址锁存信号，/PSEN 输出程序存储器输出使能信号。

3-3. 51单片机的ROM 扩展
E A/VP 31X119X218RE SE T 9RD 17W R
16
INT 012INT 113T 014
T 115P101
P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27
28
PSE N
29
AL E /P 30T XD 11RXD 10M CS-51
OC 1C 11
1D 31Q 22D 42Q 53D 73Q 64D 84Q 95D 135Q 126D 146Q 157D 177Q 168D 188Q
19
74L S373
A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122A1326A1427E 20G 22
DQ111DQ212DQ313DQ415DQ516DQ617DQ718DQ8
19
27256
GND
GND
P0.0-P0.7
P2.0-P2.6
GND
8051单片机和P89V51RD2单片机的内部存储器对比
P89V51RD2(增强型51MCU) 8051
3-4. 51架构与51单片机的内部存储器
ROM ：PROM(掩膜ROM)
4K Byte
0000H ～1FFFH
RAM ：DATA-128Byte
00～7FH
SFR ：21个
80～FFH
ROM ：Flash Memory
64K Byte
0000H ～FFFFH
RAM ：DATA-128Byte 00～7FH
IDATA-128Byte 80～FFH XDATA-768Byte 00～2FFH
SFR ：62个
80～FFH
两个模块
P89V51RD2单片机内部有64K 用户ROM 区和8K BOOT ROM 区两个模块
1FFFH
8K byte Boot ROM
模块0：存放用户
程序
0000H
FFFFH
64K byte 用户ROM Flash
0000H
模块1：存放ISP 引导程序和IAP 函数
两个模块在物理上是分开的，尽管地址重合，但一般不会发生冲突。

用户程序存储区
✧P89V51RD2内部有64K Flash ROM，不需要用户再进行ROM扩展
地址范围：0000H～FFFFH
✧其内部分配和其他51系列单片机是相同的
✧Flash ROM可以反复擦除和下载程序
✧擦除和编程的方法
并行编程器
ISP （在系统编程：I n-S ystem P rogram）
直接调用单片机BOOTROM区的IAP 函数
IAP （在应用编程：I n-A pplication P rogram)
一般情况下优先使用ISP方式，更方便、更快捷。

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单片机应用技术(c语言知识版第3版)[王静霞]习题集标准答案

单片机应用技术(c语言知识版第3版)[王静霞]习题集标准答案

习题 11.1 单项选择题（1） A （2）C （3）C1.2 填空题（1）硬件系统、软件系统（2）时钟电路、复位电路（3）XTAL1、XTAL2、RESET、EA（4）晶振1.3 问答题什么是单片机？它由哪几部分组成？什么是单片机应用系统？答：单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器（memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。

单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示等外围接口电路和控制程序，能实现一种或多种功能的实用系统。

1.4 上机操作题（1）参考程序：#include <reg51.h> //包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器//函数名：delay//函数功能：实现软件延时//形式参数：无符号整型变量i，控制空循环的循环次数//返回值：无void delay(unsigned int i) //延时函数{unsigned int k;for(k=0;k<i;k++);}void main() //主函数{while(1){P1=0x00;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000P1=0xff;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000}}（2）参考程序：#include <reg51.h> //包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器//函数名：delay//函数功能：实现软件延时//形式参数：无符号整型变量i，控制空循环的循环次数//返回值：无void delay(unsigned int i) //延时函数{unsigned int k;for(k=0;k<i;k++);}void main() //主函数{while(1){P1=0x55;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000P1=0xff;delay(20000); //调用延时函数，实际参数为20000}}习题 22.1 单项选择题（1）C （2）A （3）A （4）A （5）A （6）D （7）C （8）A （9）A （10）C 2.2 填空题（1）外部程序存储器、外部数据存储器、内部程序存储器、内部数据存储器（2）程序存储器（3）工作寄存器组、位寻址区、用户RAM（4）1us、2us（5）按键复位、上电复位（6）2、高2.3 回答题（1）P3口的第二功能是什么？答：P3口各引脚的第二功能如下表。

单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真(第3版)课件第2章 硬件结构

单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真(第3版)课件第2章 硬件结构

件都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。
图2-1 AT89S52单片机片内结构
6
片内各外围功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），基本结 构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。
CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。
入引脚。
21
注意：AT89S51与AT89S52引脚的差别仅仅是在1脚（P1.0）与2脚（ P1.1）上，AT89S52的1脚（P1.0）与2脚（P1.1）分别增加了定时器/计数 器T2的两个外部引脚T2和T2EX的复用功能。
当AT89S52单片机不使用片内的T2的两个引脚T2（P1.0）和T2EX（ P1.1）的复用功能时，AT89S51以及各种8051兼容机与AT89S52的引脚功 能则完全相同，它们的外设硬件接口电路是完全相互通用的。
但是如果使用定时器T2的外部计数输入T2（P1.0）和“捕捉”输入 T2EX （P1.1）的功能时，则AT89S52的P1.0脚和P1.1脚就不能作为通用 I/O使用，这是AT89S52与AT89S51（或AT89C51）在外围接口电路设计上 的微小差别。
22
（3）P2口：P2.7～P2.0引脚 准双向I/O口，引脚内部接有上拉电阻，可驱动4个LS型TTL负载。 当AT89S52访问外部存储器及I/O口时，P2口作为高8位地址总线使用，
3
2.7 复位操作和复位电路 2.7.1 复位操作 2.7.2 复位电路设计
2.8 AT89S52单片机的最小应用系统
2.9 看门狗定时器（WDT）功能及应用
2.10 低功耗节电模式 2.10.1 空闲模式 2.10.2 掉电运行模式
2.1 89C51单片机的内部结构

2.1 89C51单片机的内部结构


4. 数据存储器 (1) 功能： 用于存放运算的中间结果、数据暂存和缓冲、 标志位等。
(2) 编址：
FFH 52子系列才有 FFH
SFR分布在 80H-FFH
其中11个可 位寻址
的RAM区
80H 7FH 80H
普通RAM区
89C51 128字节
30H 2FH 20H 1FH 00H
位寻址区 工作寄存器区
片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H—1FH)
FFH 52子系列才有 的RAM区 1FH 18H 17H 10H 0FH 08H 07H 06H 05H 04H 03H 02H 01H 00H
工作寄存器区3
工作寄存器区2
工作寄存器区1
R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 R0
80H 7FH
2
15
1
5
2/3
32
1
5/6
3. 程序存储器 (1) 功能： 用于存放编好的程序和表格常数。 (2) 编址：
0FFFFH
外部 ROM
1000H 0FFFH 内部 ROM 0000H (EA=1) 外部 ROM (EA=0) 0000H 0FFFH
片内ROM和片外ROM取指的速度相同
0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
51系列单片机的存储器分为数据存储器和程序存储 器，其地址空间，存取指令和控制信号各有一套。
1. 物理结构
片内程序存储器
程序存储器ROM
89C51存储器
片外程序存储器 片内数据存储器 片外数据存储器
数据存储器ROM
2. 逻辑结构
FFH 特 殊 功 能 寄 存 器 80H 7FH 通用 RAM区 位寻址区 30H 2FH 20H 1FH 0FFFH 工作寄 存器区 0000H 0000H 1000H F0H E0H D0H B8H B0H A8H A0H 98H 90H 88H 80H 特 殊 FFFFH 功 能 寄 存 器 中 位 寻 址 F移位功能；位操作。
计算机中存储单元的硬件结构

计算机中存储单元的硬件结构

计算机中存储单元的硬件结构
计算机中存储单元的硬件结构通常由存储器模块、存储器控制器和存储器总线组成。

1. 存储器模块：存储器模块是存储数据的物理部分，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、SSD等）。

主存储器用
于临时存储正在执行的程序和数据，而辅助存储器则用于永久存储数据和程序，以便在断电后不丢失。

2. 存储器控制器：存储器控制器是负责管理存储器模块的硬件组件，将CPU发送的读写指令转化为存储器操作。

它负责选
择特定的存储单元，并控制存储器进行数据的读取和写入操作。

3. 存储器总线：存储器总线是连接存储器模块和存储器控制器的物理通道，用于传输控制信号和数据。

存储器总线的宽度决定了一次能读写的位数，通常以字节为单位。

总之，存储单元的硬件结构包括存储器模块、存储器控制器和存储器总线，它们协同工作来实现计算机对数据的存储和读写操作。