【正文】 52 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器容量為 8KB，地址編碼從 0000H～ 1FFFH； 89C54 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器容量為 16KB，地址編碼從 0000H～3FFFH； 89C58 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器容量為 32KB，地址編碼從 0000H～ 7FFFH； 外部程序存儲(chǔ)器地址編碼從 0000H～ FFFFH，共 64KB）； 片 內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（包括內(nèi)部 RAM 存儲(chǔ)器 00H～ FFH,共 256 字節(jié)；特殊功能寄存器）； 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ 0000H～ FFFFH，共 64KB） 。盡管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間與程序存儲(chǔ)器地址空間重疊，但不會(huì)造成混亂，原因是 MCS51 采用 Harvard 雙總線結(jié)構(gòu)，且訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)用信號(hào)選通；而訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，由 ()信號(hào)（讀）和 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 ()信號(hào)（寫）選通 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (內(nèi)部 RAM)和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成， 盡管地址空間重疊，但也不會(huì)造成混亂。原因是內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò) MOV 指令讀寫 ，使用內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，此時(shí)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通信號(hào)無(wú)效；而外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過(guò) MOVX 指令訪問(wèn)，分別由（讀操作）或信號(hào)（寫操作）選通。在 8XC32/8XC52/54/58 芯片中，盡管高 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM 地址空間與特殊功能寄存器地址重疊，但同樣不會(huì)造成混亂，原因是 MCS51 約定：只能用寄存器間接尋址方式訪問(wèn)高 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM；只能用直接尋址方式訪問(wèn)特殊功能寄存器。例如： MOV R0, 90H MOV @R0， A 。累加器 A 內(nèi)容送內(nèi)部 RAM 90H 單元 MOV 90H， A 。累加器 A內(nèi)容送地址 為 90H的特殊功能寄存器（即P1 口） 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由內(nèi)部 RAM 和特殊功能寄存器組成。對(duì)于 8XC5 8XC31芯片來(lái)說(shuō)， 內(nèi)部 RAM 的容量為 128 字節(jié)（ 00H～ 7FH）；對(duì)于 8XC52/54/58 芯片來(lái)說(shuō)，片內(nèi) RAM 容量為 256 字節(jié)（ 00H～ 0FFH）。根據(jù)用途、存取方式的不同， 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM 可分為： 00H1FH：工作寄存器區(qū) 20H2FH：可按位尋址區(qū) 30H7FH：用戶數(shù)據(jù)區(qū) 80HFFH：堆棧區(qū)或用戶數(shù)據(jù)區(qū) （ 1） 工作寄存器區(qū)大小為 32 個(gè)字節(jié)，分為四個(gè)區(qū)，每區(qū) 8 個(gè)字節(jié)，分別用 R0～ R7 作這 8 個(gè)字節(jié)的寄存器名。 任何時(shí)候只能選擇四個(gè)工作寄存器區(qū)中的一個(gè)區(qū)作為當(dāng)前工作寄存器區(qū)， 當(dāng)前工作寄存器區(qū)由程序狀態(tài)字寄存器 PSW的 b b3 位決定，具體情況如下： PSW 寄存器 b b3 位 當(dāng)前工作寄存器區(qū) 寄存器 R7～ R0 地址 00 0 區(qū) 07H～ 00H 01 1 區(qū) 0FH～ 08H 10 2 區(qū) 17H～ 10H 11 3 區(qū) 1FH～ 18H 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 復(fù)位后， PSW 的 b b3 位為 00，因此復(fù)位后將選擇 0 區(qū)作為當(dāng)前工作寄存器區(qū)。 （ 2） 20H～ 2FH 單元，共 16 字節(jié)，屬于位尋址區(qū)。該區(qū)域可以按字節(jié)讀寫， 也可以按位讀寫。位地址從 20H 單元開(kāi)始，共有 16 字節(jié) 8 位，即 128 個(gè)位地址（ 20H 單元 b0 位的位地址為 00H， 20H 單元 b1 位的位地址為 01H， 20H單元 b2 位的位地址為 02H。依此類推， 21H 單元 b0 位的位地址為 08H， 2FH單 元 b7 位的位地址為 7FH） 。 (3) 30H 單元以后可作為內(nèi)部用戶 RAM 區(qū)或堆棧區(qū)。對(duì)于 8XC31/8XC51 系列來(lái)說(shuō)， 從 30H～ 7FH，尚有 80 個(gè)字節(jié) ,可作用戶內(nèi)部 RAM 或堆棧區(qū)；對(duì)于8XC32/8XC52/54/58 系列來(lái)說(shuō)，從 30H～ FFH，尚有 208 個(gè)字節(jié) ,可作用戶內(nèi)部RAM 或堆棧區(qū)。 00H7FH ：支持直接尋址和寄存器間接尋址方式 80HFFH： 只支持寄存器間接尋址方式 由于單片機(jī)芯片內(nèi)集成了一些常用的外圍接口電路，如并行 I/O 端口、串行口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷控制器等，因此這些外圍接口 電路中的控制寄存器、狀態(tài)寄存器以及數(shù)據(jù)寄存器也就位于芯片內(nèi)， 統(tǒng)稱為特殊功能寄存器 (SFR,即Special Function Registers)。 MCS51 CPU 與通用微處理不同，除了給外設(shè)接口電路相關(guān)寄存器，如定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON 分配字節(jié)地址外， CPU 內(nèi)的寄存器也分配有字節(jié)地址，如累加器 Acc 字節(jié)為 0E0H。增強(qiáng)型 MCS51 系列單片機(jī)內(nèi)共有 32 個(gè)特殊功能寄存器（在標(biāo)準(zhǔn) MCS52 基礎(chǔ)上，增加了 6 個(gè)新的特殊功能寄存器），其地址分散在 80H～ FFH 之間 。對(duì)于帶有片內(nèi) ROM 的 MCS51系列 單片機(jī)來(lái)說(shuō)， 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器地址空間重疊。如果 引腳為高電平，且程序計(jì)數(shù)器 PC 小于等于片內(nèi) ROM 的地址空間時(shí)，將從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器取指令（在這種情況下，信號(hào)無(wú)效）；而當(dāng) PC 超出片內(nèi) ROM 地址空間時(shí)，自動(dòng)到外部程序存儲(chǔ)器取指令，即在 P0 口輸出低 8 位地址（ A0～ A7），在 P2 口輸出高 8 位地址（ A15～ A8）。當(dāng)引腳為低電平時(shí)，一律從外部程序存儲(chǔ)器取指令。因此對(duì)于不帶 ROM 或 EPROM 的 80C3 80C32 CPU 來(lái)說(shuō)，引腳一律接地。增強(qiáng)型 MCS51 系列單片機(jī)保留的程序存儲(chǔ)器地 址空間如下： 系統(tǒng)復(fù)位 0000H 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 外部中斷 0 服務(wù)程序入口地址 0003H 定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序入口地址 000BH 外部中斷 1 服務(wù)程序入口地址 0013H 定時(shí)器 1 中斷服務(wù)程序入口地址 001BH 串行口中斷服務(wù)程序入口地址 0023H 定時(shí)器 2 中斷服務(wù)程序入口地址 002BH 可以使用數(shù)據(jù)指針 DPTR 作變址寄存器、累加器 Acc 作基址寄存器，通過(guò)變址尋址方式讀出存放在程序存儲(chǔ)器中的常數(shù)，如： MOVC A, @A+DPTR。將 DPTR+A指定的程序存儲(chǔ)器單 元信息送累加器 Acc。 通過(guò) P0、 P2 口最多可以連接 64KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，有關(guān)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的連接及讀寫方式參閱 ―外存儲(chǔ)器連接 ‖部分。 在增強(qiáng)型 MCS51 芯片中，與外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀寫有關(guān)的寄存器包括數(shù)據(jù)指針 DPTR、輔助功能寄存器 (AUXR)及輔助功能寄存器 1(AUXR1)，并通過(guò) MOVX指令讀寫外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。由于下列原因，在 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)中，可能需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器，尤其是外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或 I/O 端口：部分型號(hào) CPU，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量小，當(dāng)需要大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間時(shí)，就需要擴(kuò)展外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器； MCS51 可用的 I/O 引腳數(shù)目有限，常需要擴(kuò)展 I/O 口，而在 MCS51中，擴(kuò)展 I/O 端口是外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的一部分。因此，在 MCS51 系列單片機(jī)控制系統(tǒng)中，不可避免地涉及存儲(chǔ)器的擴(kuò)展問(wèn)題。 在單片機(jī)系統(tǒng)中，一般只使用 EPROM、 EEPROM、 Flash ROM 以及靜態(tài) RAM 存儲(chǔ)器芯片擴(kuò)展系統(tǒng)存儲(chǔ) CPU地址總線與存儲(chǔ)器的連接方式有兩種：即高位地址譯碼法 和線選法。 因此，外存儲(chǔ)器芯片與 CPU 的接口電路較簡(jiǎn)單，只需考慮如下幾個(gè)問(wèn)題即可： CPU 三總線(地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線 )的負(fù)載能力 ； 確定 存儲(chǔ)器三總線與 CPU 三總線之間的連接方式 ； CPU 讀寫時(shí)序與存儲(chǔ)器存取速度的匹配問(wèn)題 。 目前EPROM、 EEPROM、 Flash ROM 存儲(chǔ)器芯片品種、規(guī)格多，且大容量存儲(chǔ)器芯片價(jià)格并不高。 由于 MCS51 采用地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用技術(shù)，低 8 位地址 A7～ A0 與數(shù)據(jù)總線 D7～ D0 分時(shí)使用 P0 口引腳，因此在存儲(chǔ)器低 8 位地址 A7～ A0 之間需要加 74LS573 鎖存器，利用 ALE 地址鎖存信號(hào)下降沿將低 8 位地址信號(hào) A7～ A0內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 鎖存在 74LS573 中，以便 P0 口作為數(shù)據(jù)總線使用。由于近年來(lái)集成電路制造技術(shù)、生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn) 步，在單片機(jī)芯片中內(nèi)置 OTP ROM、 Flash ROM 存儲(chǔ)器已成為趨勢(shì)，且價(jià)格低廉，目前市場(chǎng)見(jiàn)到的 MCS51 兼容單片機(jī)芯片幾乎都帶有不同種類、不同容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器器，如含有 OTP ROM 的 87C5 87C5 87C587C58，以及含有 Flash ROM 的 89C5 89C5 89C5 89C58 等 MCS51 兼容CPU 不僅價(jià)格低廉，而且同系列不同品種 CPU 之間的價(jià)差很小。盡管 89C58 片內(nèi)存儲(chǔ)器容量為 32KB，是 89C54 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器容量的兩倍，但售價(jià)僅高幾元。此外，編程設(shè)備多，價(jià)格也不 高。因此，在工作頻率不高的 MCS51 單片機(jī)控制系統(tǒng)中，幾乎不用不帶片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的 80C3 80C32 芯片（在研發(fā)階段，使用可反復(fù)擦寫的 89C5X/89C5XX2 芯片，在批量生產(chǎn)階段換上價(jià)格較低的、以O(shè)TP ROM作為程序存儲(chǔ)器的 87C5X/87C5XX2芯片），無(wú)須外接程序存儲(chǔ)器芯片，僅需考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 I/O 端口的擴(kuò)展即可。在 MCS51 單片機(jī)系統(tǒng)中，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間與程序存儲(chǔ)器空間分離，對(duì)于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，通過(guò)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)和寫選通信號(hào)訪問(wèn)外部 RAM。因此， MCS51 系列單片機(jī)與外部 RAM 相連時(shí)： CPU 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)與 SRAM 芯片的輸出允許端 相連 CPU 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)與 SRAM 芯片的讀寫控制端 相連 當(dāng)系統(tǒng)中只有一塊 SRAM 芯片時(shí)，片選信號(hào)或可以接地或接到未用的高位地址線上。SRAM 芯片地址線接到 CPU 地址線上，但連接方式比外部程序存儲(chǔ)器 ROM 要靈活得多： CPU 地址線編號(hào)與 SRAM 地址線編號(hào)不必一一對(duì)應(yīng)；當(dāng)有多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片時(shí)， SRAM 芯片的片選控制端由高位地址線譯碼 產(chǎn)生，可以采用全譯碼法、部分譯碼法，甚至線選法等方式連接。 SRAM 數(shù)據(jù)線接到具有相同編號(hào)的CPU 數(shù) 據(jù)線上即可。 MCS51 系列單片機(jī)一個(gè)機(jī)器周期由 12 個(gè)振蕩周期組成，分為六個(gè)狀態(tài)，分別稱為 S S S S S S6，每個(gè)狀態(tài)都包含 P P2 兩相。 振蕩周期，也就是時(shí)鐘周期，它是輸入時(shí)鐘信號(hào)頻率 fOSC 的倒數(shù)。如果時(shí)鐘信號(hào)或晶體振蕩器的頻率為 12MHz，則振蕩周期 T=1/12=83ns。 狀態(tài)周期，即 CPU 從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一狀態(tài)所需的時(shí)間稱為狀態(tài)周期，一個(gè)狀態(tài)周期由一個(gè)或一個(gè)以上的時(shí)鐘周期組成。在 MCS51 中，一個(gè)狀態(tài)周期由兩個(gè)時(shí)鐘周期組成。 機(jī)器周期指的是計(jì)算機(jī)完成一次完整的、基本的操作所需要的 時(shí)間稱為機(jī)器周期， MCS51內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 一個(gè)機(jī)器周期由六個(gè)狀態(tài)周期組成，共 12 個(gè)振蕩周期。 MCS51 系列單片機(jī)對(duì)外部程序存儲(chǔ)器的讀操作時(shí)序 ， S1P2 相開(kāi)始后，地址鎖存信號(hào) ALE 有效，經(jīng)過(guò)一個(gè)振蕩周期 T 的延遲后，在 S2P1 開(kāi)始時(shí)刻， P0、 P2 口分別送出低 8 位地址信息和高 8 位地址信息 (即當(dāng)前指令碼所在的程序存儲(chǔ)器單元地址 )，再經(jīng)過(guò)一個(gè)振蕩周期，待 P0 口地址信息穩(wěn)定后， ALE 由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑢?P0 口輸出的低 8 位地址信息 (A7～ A0)鎖存在 74LS373 鎖存器中。因此， ALE 信號(hào)有效時(shí)間(ALE 信號(hào)脈沖寬度為 TLHLL)為 2T。在讀寫外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，分別由 和 信號(hào)選通外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 8XC5XX 89C6XX2 芯片每機(jī)器周期包含的時(shí)鐘周期由時(shí)鐘選擇寄存器 CKCON 的 X2 位和位于 Flash ROM 保密塊中的時(shí)鐘配置位 FX2 控制 。這樣通過(guò)修改時(shí)鐘選擇寄存器 CKCON 的 X2 位或保密塊中的時(shí)鐘選擇位 FX2 來(lái)選擇 ―6 時(shí)鐘 ‖或 ―12 時(shí)鐘 ‖運(yùn)行模式。時(shí)鐘 /機(jī)器周期模式下，擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或 I/O 端口位于 Flash ROM 保密字節(jié)內(nèi)的系統(tǒng)時(shí)鐘配置位 FX2比 CKCON 寄存器內(nèi)的 X2 位優(yōu)先，即當(dāng) FX2 位被編程（可通 過(guò)并行編程器編程或擦除）后， X2 位無(wú)效，系統(tǒng)運(yùn)行在 ―6 時(shí)鐘 ‖模式。 當(dāng) FX2 位未被編程時(shí)，將CKCON 寄存器的 X2 位置 1 時(shí)，系統(tǒng)由 ―12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 ‖模式切換到 ―6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期 ‖模式，在這種情況下，時(shí)序圖中各信號(hào)出現(xiàn)順序不變，但時(shí)間間隔與 ―12時(shí)鐘 /機(jī)器周期 ‖標(biāo)準(zhǔn)模式相比將減小一半，指令執(zhí)行時(shí)間只有原來(lái)的 1/2。因此，在 6 時(shí)，必須注意外部存儲(chǔ)器芯片存取速度能否滿足要求，否則必須降低時(shí)鐘頻率。 復(fù)位信號(hào) RST 經(jīng)內(nèi)部施密特觸發(fā)器整形后，進(jìn)入 CPU 內(nèi)部復(fù)位電路， RST