C51单片机的存储器结构

51单片机原理
51单片机，又称作8051单片机，是一种微控制器，广泛应用
于嵌入式系统中。

它是由英特尔公司在1980年推出的，并成
为了应用最广泛的单片机架构之一。

51单片机采用哈佛架构，具有8位数据总线和16位地址总线。

它内部集成了CPU、RAM、ROM、I/O口等组成部分。

在工
作时，通过外部时钟源供给给单片机提供时钟信号。

CPU是51单片机的核心部件，用于执行程序指令。

51单片机
的指令集支持多种操作，包括算术、逻辑、移位、跳转等。

数据的存储和处理则在RAM中进行，程序的存储则在ROM中。

RAM是51单片机的临时存储器，用于存储程序中的变量和计算结果。

ROM则是只读存储器，用于存储程序指令。

在单片
机启动时，ROM中的程序会被加载到RAM中，并由CPU执行。

I/O口是51单片机与外部设备进行交互的接口。

它可以被配置为输入或输出，用于连接各种传感器、执行器、显示器等外围设备。

通过I/O口，51单片机可以与外部世界进行数据交换和控制。

为了编程和调试51单片机，我们通常使用专用软件和编程器。

这些工具可以将用户编写的程序烧录到51单片机的ROM中，并通过与单片机的通信接口进行通信。

总的来说，51单片机是一种功能强大且应用广泛的微控制器。

它可以用于控制各种嵌入式系统，如家用电器、车辆电子、工业自动化等领域，为我们的生活和工作提供了便利。

关于单片机存储器的问题,idata,data,badata,xdata,pdata,code,片内存储区,片外存储区关于51单片机内存问题,一直是个疑惑大家的问题,因为51单片机是个很另类的单片机。

下面我给楼主讲解一下:51单片机之所以另类,是因为,他寻址内存的空间,不是靠总线,是用指令的方式。

51单片机有以下几个内存模块组成:1】ROM或者Flash,叫程序存储区,你写的程序是存在这里面的,上电后从这里面执行。

程序存储区也分为片内和片外,一般来说,现在的51很多已经做到了64K,所以很少有外扩片外Flash或者片外的Rom了,Flash或者Rom不管是片内还是片外的,只能用来定义常量,是用code来修饰,也就是说,用code来修饰的东西,在程序运行过程中,不能修改;2】RAM有------内部RAM的低128位(00-7F),对应C语言就是data,比如我定义一个变量,data unsigned char Var = 0;那么,这个Var变量就是放在内部的低128位Ram中-------内部RAM的高128位(80-FF),对应C语言就是idata,比如我定义一个变量,idata unsigned char Var = 0;那么,这个Var变量就是放在内部的高128位Ram中-------特殊功能寄存器(SFR)(80-FF),对应C语言就是Sfr比如我定义一个变量,Sfr unsigned char Var = 0x90;那么,这个Var变量就是放在内部的特殊功能寄存器中,这是你对Var操作,相当于操作一个特殊的寄存器,但是小心,不能随便定义Sfr变量,很危险------外部RAM 64K(0000-FFFF)外部的RAM可以扩展到65536个,但是前256个算是一页,这一页比较特殊,是用pdata来修饰的,当然,也可以用xdata来修饰。

除了第一页的256个以外的其他65280个空间,只能用xdata来修饰;回过头来讨论pdata和xdata,这两个都能修饰外部Ram的第一页,但是,Pdata只能修饰第一页,即最前面的256个外部Ram,那么,这最前面的256个到底用Pdata还是Xdata好的呢?答案:是Pdata,因为Xdata修饰的变量,用的是DPTR寻址,Pdata用的是R0和R1.DPTR因为是16位的,所以可以覆盖整个的64K外部Ram,R0和R1是8位,所以只能寻址最前面的256个,也就是外部Ram的第一页,但是,用R0寻址,比DPTR快一倍,代码也小的很多。

51单片机的基本结构51单片机是一种高性能、低功耗的微控制器，是嵌入式系统中常用的一种芯片。

它具有集成度高、易编程、可编程性强等特点，在各种电子设备中广泛应用，包括家电、工业控制、汽车电子、智能仪器等领域。

51单片机的基本结构主要包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分。

1.CPU51单片机的CPU是其核心部分，负责执行指令、进行运算处理。

它通常采用哈佛结构，即指令和数据分开存储。

51单片机的CPU主要由ALU （算术逻辑单元）、寄存器组、指令寄存器、程序计数器等部分组成，能够完成基本的运算和控制功能。

2.存储器51单片机的存储器包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。

ROM用于存储程序代码和常量数据，是只读的；RAM用于存储变量数据和临时结果，是可读写的。

在51单片机中，通常ROM用于存储程序代码和初始化数据，RAM用于存储运行时数据和临时结果。

3.输入输出端口51单片机的输入输出端口用于与外部设备进行数据交换。

它可以通过不同的接口与外部设备连接，比如并行口、串行口、通用输入输出口等。

通过输入输出端口，51单片机可以与外部设备进行数据传输和通信，实现各种功能。

4.定时计数器51单片机的定时计数器可以用于计时和计数，通常用于控制时序和频率。

在51单片机中，定时计数器可以生成各种定时中断，实现定时控制功能。

定时计数器可以根据需要设定不同的时钟源和计数模式，实现灵活的定时控制。

5.串口通信51单片机的串口通信功能可以用于与外部设备进行串行通信，比如与PC机、外围设备等进行数据传输。

串口通信包括串行口和UART（通用异步收发器），可以通过串行口进行双向数据传输。

串口通信在51单片机中广泛应用于各种通信设备和控制系统中。

总的来说，51单片机的基本结构包括CPU、存储器、输入输出端口、定时计数器和串口通信等部分，通过这些部分的组合和协作，可以实现各种功能和应用。

在实际应用中，设计人员可以根据需要对这些部分进行配置和扩展，实现更丰富的功能和性能要求。

第二章2．80C51单片机的存储器的组织采用何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？在使用上有何特点？答：采用哈佛结构，在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间；80C51基本型单片机片内程序存储器为4KB，地址范围是0000H-0FFFH，用于存放程序或常数；片内数据存储器为128字节RAM，地址范围是00H-7FH，用于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲；另外在80H-FFH还配有21个SFR。

第三章7．为什么说布尔处理功能是80C51单片机的重要特点？答：单片机指令系统中的布尔指令集、存储器中的位地址空间与CPU中的位操作构成了片内的布尔功能系统，它可对位（bit）变量进行布尔处理，如置位、清零、求补、测试转移及逻辑“与”、“或”等操作。

在实现位操作时，借用了程序状态标志器（PSW）中的进位标志Cy作为位操作的“累加器”。

8．对于80C52单片机内部RAM还存在高128字节，应采用何种方式访问？答：寄存器间接寻址方式。

15．试编写程序，将内部RAM的20H、21H、22H三个连续单元的内容依次存入2FH、2EH和2DH单元。

答：MOV 2FH，20HMOV 2EH，21HMOV 2DH，22H16．试编写程序，完成两个16位数的减法：7F4DH－2B4EH，结果存入内部RAM的30H和31H单元，30H单元存差的高8位，31H单元存差的低8位。

答：CLR CYMOV 30H，#7FHMOV 31H，#4DHMOV R0，#31HMOV A，@R0SUBB A ，#4EMOV @R0，A ；保存低字节相减结果DEC R0MOV A，@R0SUBB A，#2BHMOV @R0，A ；保存高字节相减结果17．试编写程序，将R1中的低4位数与R2中的高4位数合并成一个8位数，并将其存放在R1中。

答：MOV A，R2ANL A，#0F0HORL R1，A18．试编写程序，将内部RAM的20H、21H单元的两个无符号数相乘，结果存放在R2、R3中，R2中存放高8位，R3中存放低8位。

C51单片机是一种基于C语言的微控制器，具有强大的处理能力和灵活的编程特性。

以下是一些关于C51单片机的基础知识：
硬件结构：C51单片机采用冯·诺依曼结构，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等组成。

存储器：C51单片机内部有一个程序存储器（Flash ROM）、一个数据存储器（RAM）和一个特殊功能寄存器（SFR）。

程序存储器用于存储程序，数据存储器用于存储变量和临时数据，特殊功能寄存器用于控制各种外设和功能。

指令系统：C51单片机的指令系统类似于C语言，包括算术指令、逻辑指令、数据传输指令、程序控制指令等。

外设：C51单片机有多种外设，如定时器/计数器、串行通信接口、中断控制器、I/O端口等。

这些外设可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。

开发环境：C51单片机的开发环境通常包括编译器、调试器和集成开发环境（IDE）。

编译器将C语言代码转换为单片机可执行的机器码，调试器用于在单片机上进行程序调试和仿真，IDE提供了代码编写、编译、调试和下载的一体化环境。

应用领域：C51单片机广泛应用于各种嵌入式系统，如智能仪表、家电控制、通信设备、工业自动化等领域。

总之，C51单片机是一种功能强大、易于编程的微控制器，通过学习和掌握其基础知识，可以开发出各种高效的嵌入式应用系统。

51单片机结构原理51单片机是一种典型的微控制器，具有由英特尔公司(Intel)设计和生产的基于哈佛结构的原理。

51单片机的基本结构包括中央处理器部分(CPU)、存储器部分、输入/输出(I/O)部分以及定时/计数器(Timer/Counter)等功能模块。

在中央处理器部分，51单片机采用了8位位宽的数据总线和16位位宽的地址总线。

它具有一组通用寄存器，可以用于存储中间数据和运算结果。

另外，还有一个累加器，用于存储加法操作的结果。

CPU还包括一套指令系统，用于控制程序的执行。

存储器部分包括程序存储器ROM(Read-Only Memory)和数据存储器RAM(Random Access Memory)。

ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据和程序的临时变量。

51单片机使用Harvard结构，将程序存储器和数据存储器分开，可以同时访问两个存储器，提高了执行效率。

输入/输出(I/O)部分包括多个通用I/O端口，可以用于连接外部设备。

这些I/O端口可以通过外部扩展器进行扩展，以满足不同应用的需求。

此外，51单片机还提供了串行通信接口、定时器/计数器等特殊功能引脚。

定时/计数器模块是51单片机的重要功能之一。

它可以生成精确的定时信号，并可以用来计数外部事件的频率。

定时/计数器模块可以通过寄存器配置，实现不同的定时和计数功能。

总之，51单片机结构的核心是中央处理器部分、存储器部分、输入/输出部分和定时/计数器模块。

通过这些功能模块的协同工作，51单片机可以实现各种应用需求，如控制、计算、通信等。

C51存储器类型MCS-51单⽚机物理存储器区域1、 data区空间⼩,所以只有频繁⽤到或对运算速度要求很⾼的变量才放到data区内,⽐如for循环中的计数值。

2、 data区内最好放局部变量。

因为局部变量的空间是可以覆盖的（某个函数的局部变量空间在退出该函数是就释放,由别的函数的局部变量覆盖）,可以提⾼内存利⽤率。

当然静态局部变量除外,其内存使⽤⽅式与全局变量相同;3、确保你的程序中没有未调⽤的函数。

在Keil C⾥遇到未调⽤函数,编译器就将其认为可能是中断函数。

函数⾥⽤的局部变量的空间是不释放,也就是同全局变量⼀样处理。

这⼀点Keil C做得很愚蠢,但也没办法。

4、程序中遇到的逻辑标志变量可以定义到bdata中,可以⼤⼤降低内存占⽤空间。

在51系列芯⽚中有16个字节位寻址区bdata,其中可以定义8*16=128个逻辑变量。

定义⽅法是： bdata bit LedState;但位类型不能⽤在数组和结构体中。

5、其他不频繁⽤到和对运算速度要求不⾼的变量都放到xdata区。

6、如果想节省data空间就必须⽤large模式,将未定义内存位置的变量全放到xdata区。

当然最好对所有变量都要指定内存类型。

7、当使⽤到指针时,要指定指针指向的内存类型。

在C51中未定义指向内存类型的通⽤指针占⽤3个字节;⽽指定指向data区的指针只占1个字节;指定指向xdata区的指针占2个字节。

如指针p是指向data区,则应定义为： char data *p;。

还可指定指针本⾝的存放内存类型,如：char data * xdata p;。

其含义是指针p指向data区变量,⽽其本⾝存放在xdata区。

bit是在内部数据存储空间中 20H .. 2FH 区域中⼀个位的地址，或者 8051 位可寻址 SFR 的⼀个位地址。

code是在 0000H .. 0FFFFH 之间的⼀个代码地址。

data是在 0 到 127 之间的⼀个数据存储器地址，或者在 128 .. 255 范围内的⼀个特殊功能寄存器（SFR）地址。

MCS-51单片机存储器结构从用户的角度上，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，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（低128单元用户RAM 和高128单元SFR区）作用：作数据缓冲器用。

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EA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。