1.4 Организация памяти
Вся серия MCS-51 имеет гарвардскую архитектуру, то есть раздельные адресные пространства памяти программ и данных. Структура памяти изображена на рис. 1.3.
Объем внутренней (резидентной) памяти программ (ROM, EPROM или OTP ROM), располагаемой на кристалле, в зависимости от типа микросхемы может составлять 0 (ROMless), 4К (базовый кристалл), 8К, 16К или 32К. При необходимости пользователь может расширять память программ установкой внешнего ПЗУ. Доступ к внутреннему или внешнему ПЗУ определяется значением сигнала на выводе ЕА (External Access):
EA=Vcc (напряжение питания) - доступ к внутреннему ПЗУ;
EA=Vss (потенциал земли) - доступ к внешнему ПЗУ.
Для кристаллов без ПЗУ(ROMless) вывод ЕА должен быть постоянно подключен к Vss.
|
|
Рис. 1.3. Организация памяти семейства MCS-51
Строб чтения внешнего ПЗУ -
(Program
Store Enable)
генерируется при обращении к внешней
памяти программ и является неактивным
во время обращения к ПЗУ, расположенному
на кристалле. Область нижних адресов
памяти программ используется системой
прерываний. Архитектура базовой
микросхемы 8051обеспечивает поддержку
пяти источников прерываний:
двух внешних прерываний;
двух прерываний от таймеров;
прерывания от последовательного порта.
На рис. 1.4 изображена карта нижней области программной памяти.
Рис. 1.4. Карта нижней области программной памяти
1.4.1 Память программ (пзу)
У микроконтроллеров семейства 8051, память программ и память данных являются самостоятельными и независимыми друг от друга устройствами, адресуемыми различными командами и управляющими сигналами.
Объем встроенной памяти программ, расположенной на кристалле микроконтроллера 8051 , равен 4 Кбайт (в семействе до 32). При обращении к внешней памяти программ все микроконтроллеры семейства 8051 всегда используют 16-разрадный адрес, что обеспечивает им доступ к 64 Кбайт ПЗУ. Микроконтроллер обращается к программной памяти при чтении кода операции и операндов (используя счетчик команд PC), а также при выполнении команд копирования байта из памяти программ в аккумулятор. При выполнении команд копирования данных адресация ячейки памяти программ, из которой будут прочитаны данные, может осуществляться с использованием как счетчика PC, так и специального двухбайтового регистра-указателя данных DPTR.
1.4.2 Память данных (озу)
Объем расположенной на кристалле памяти данных — 128 байт. Объем внешней памяти данных может достигать 64 Кбайт. Первые 32 байта организованы в четыре банка регистров общего назначения, обозначаемых соответственно банк 0 — банк 3. Каждый из них состоит из восьми регистров R0–R7. В любой момент программе доступен, при регистровой адресации, только один банк регистров, номер которого содержится в третьем и четвертом битах слова состояния программы PSW .
Адреса битовой области памяти микроконтроллера 8051
Таблица 1.1
Адрес байта (Hex) |
Адреса битов по разрядам |
|||||||
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
2F |
7F |
7E |
7D |
7C |
7B |
7A |
79 |
78 |
2E |
77 |
76 |
75 |
74 |
73 |
72 |
71 |
70 |
2D |
6F |
6E |
6D |
6C |
6B |
6A |
69 |
68 |
2C |
67 |
66 |
65 |
64 |
63 |
62 |
61 |
60 |
2B |
5F |
5E |
5D |
5C |
5B |
5A |
59 |
58 |
2A |
57 |
56 |
55 |
54 |
53 |
52 |
51 |
50 |
29 |
4F |
4E |
4D |
4C |
4B |
4A |
49 |
48 |
28 |
47 |
46 |
45 |
44 |
43 |
42 |
41 |
40 |
27 |
3F |
3E |
3D |
3C |
3B |
3A |
39 |
38 |
26 |
37 |
36 |
35 |
34 |
33 |
32 |
31 |
30 |
25 |
2F |
2E |
2D |
2C |
2B |
2A |
29 |
28 |
24 |
27 |
26 |
25 |
24 |
23 |
22 |
21 |
20 |
23 |
1F |
1E |
1D |
1C |
1B |
1A |
19 |
18 |
22 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
21 |
0F |
0E |
0D |
0C |
0B |
0A |
09 |
08 |
20h |
07 |
06 |
05 |
04 |
03 |
02 |
01 |
00 |
Оставшееся адресное пространство может конфигурироваться разработчиком по своему усмотрению: в нем можно разместить стек, системные и пользовательские области данных. Обращение к ячейкам памяти данных возможно двумя способами. Первый способ — прямая адресация ячейки памяти. В этом случае адрес ячейки является операндом соответствующей команды. Второй способ — косвенная адресация с помощью регистров-указателей R0 или R1: перед выполнением соответствующей команды в один из них должен быть занесен адрес ячейки, к которой необходимо обратиться.
Для обращения к внешней памяти данных используется только косвенная адресация с помощью регистров R0 и R1 или с помощью 16-разрядного регистра-указателя DPTR.
Часть памяти данных представляет собой битовую область, в ней имеется возможность при помощи специальных битовых команд адресоваться к каждому разряду ячеек памяти. Адрес прямо адресуемых битов может быть записан также в виде (АдресБайта).(Разряд). Соответствие этих двух способов адресации можно определить по табл. 1.1.