MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器與其位尋址研究

張文宇 黃程旭 楊桂梅 黃新蕊 朱碩 鄭焙天 譚保華

摘要：在介紹MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置以及對(duì)應(yīng)的引腳功能的基礎(chǔ)上，從用戶角度分析了存儲(chǔ)器的地址空間分配，對(duì) MCS-51系列單片機(jī)的256B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的位地址進(jìn)行了研究并給出256B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間分配，以51子系列和52子系列為研究對(duì)象，對(duì)兩者不同的特殊寄存器區(qū)進(jìn)行了分析，得到兩者的位地址個(gè)數(shù)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);存儲(chǔ)器;位地址;特殊寄存器

中圖分類號(hào)：TP368? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）13-0028-02

現(xiàn)如今嵌入式技術(shù)越來(lái)越完善，單片機(jī)已經(jīng)成為嵌入式領(lǐng)域不可缺少的基本構(gòu)造之一。MCS-51系列單片機(jī)很早就被應(yīng)用于工業(yè)測(cè)量和控制，掌握單片機(jī)芯片內(nèi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和地址分配，才能合理地使用單片機(jī)，使得工業(yè)的發(fā)展更近一籌。本文介紹了MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器配置以及內(nèi)部位地址的計(jì)算，可為工作人員提供了解和掌握位地址分布的途徑。

1 MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器

1.1 MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器有關(guān)引腳

1.2 MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器配置介紹

MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置方式采用哈佛結(jié)構(gòu)，因此分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器[2]。從用戶角度[3]可以分為64KB程序存儲(chǔ)器ROM、64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和256B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。其中64KB程序存儲(chǔ)器ROM利用MOVC指令實(shí)現(xiàn)只讀功能操作，用信號(hào)選通讀外ROM;64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器利用MOVX指令實(shí)現(xiàn)讀、寫(xiě)功能操作，用信號(hào)選通寫(xiě)外RAM;256B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器利用MOV指令實(shí)現(xiàn)讀、寫(xiě)和其他功能操作。

64KB程序存儲(chǔ)器ROM的配置及內(nèi)外RAM的配置如圖2所示。

2 MCS-51系列單片機(jī)位地址計(jì)算

2.1 MCS-51系列單片機(jī)位尋址區(qū)

MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)寄存器共256B，其中低128字節(jié)為RAM空間[4]，可分為工作寄存器區(qū)，位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，高128字節(jié)為特殊功能寄存器（SFR）。內(nèi)部RAM與特殊寄存器的配置如表1所示。

低128字節(jié)中20H～2FH為位尋址區(qū)[5]，16個(gè)字節(jié)中的每一位均有一個(gè)位地址，高128字節(jié)中80H～FFH中的特殊寄存器（SFR）也可以進(jìn)行位尋址，因此MCS-51系列單片機(jī)的位尋址區(qū)總共由20H～2FH的地址空間和80H～FFH中的部分地址空間兩部分組成。

2.2 MCS-51系列單片機(jī)位尋址計(jì)算方法

在計(jì)算MCS-51系列單片機(jī)的位地址個(gè)數(shù)時(shí)，受內(nèi)部特殊寄存器（SFR）個(gè)數(shù)與寄存器有效位數(shù)影響[4]。MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)可位尋址的特殊寄存器的字節(jié)地址具有能被8整除的特點(diǎn)[6]。

在功能上，MCS-51系列單片機(jī)可以分為基本型和增強(qiáng)型兩類，基本型又稱為51子系列[7]，增強(qiáng)型又稱為52子系列[8]。51子系列與52子系列共有的且內(nèi)部位定義相同的10個(gè)特殊功能器（SFR）如表2所示。

除以上10個(gè)寄存器以外，52子系列較51子系列增加了一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2，因此51子系列的中斷優(yōu)先控制寄存器IP多了一位PT2，用來(lái)控制定時(shí)器T2中斷優(yōu)先;中斷允許控制寄存器多了一位ET2，用于控制定時(shí)器T2溢出中斷允許;且52子系列較51子系列新增定時(shí)/計(jì)數(shù)器T2控制寄存器T2CON。T2CON寄存器位定義名如表3所示。

綜上所述，51子系列共有211個(gè)位地址，而52子系列則共有221個(gè)位地址。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文在分析MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)部空間分配情況的基礎(chǔ)上，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部位地址的分配情況進(jìn)行了深入的研究，并結(jié)合不同型號(hào)的單片機(jī)內(nèi)部特殊寄存器配置情況，給出兩種子系列單片機(jī)的特殊寄存器方面的不同，從而具體計(jì)算兩種子類型的單片機(jī)的位地址個(gè)數(shù)。該結(jié)果可以有效解決初學(xué)者以及教學(xué)過(guò)程中學(xué)習(xí)人員對(duì)于MCS-51單片機(jī)位地址的計(jì)算問(wèn)題。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】