单片机大容量数据存储器的扩展
目录
一、 1.1摘要 (2)
1.2关键词 (2)
1.3基本原理 (2)
二、设计方案 (2)
三、硬件设计 (2)
2.1系统的硬件设计及功能 (2)
2.2各元件的功能及作用 (3)
2.3简单大容量数据存储器系统扩展 (8)
三、系统软件设计 (10)
四、结束语 (12)
参考文献 (13)
一、
1.1摘要
在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。51单片机有很强的外部扩功能,传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。
1.2关键词
CPLD 数据存储器 EPM7128
1.3基本原理
MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。
二、设计方案
在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。文章介绍一种基于CPLD 的大容量数据存储器的扩展系统，避免了上述问题的产生，提高了扩展大容量数据存储器系统的可靠性。该系统MCU 采用89C52，译码逻辑的实现使用了一片EPM7128 CPLD 芯片，系统扩展了一片128K 的SRAM，一片4M 字节的NOR FLASH，以上芯片均为5V 供电。
三、硬件设计
2.1 系统的硬件构成及功能
W241024A 是128K × 8 位的静态RAM，共需17 根地址线，其A0~A7 接经CPLD 锁存输出的
A0~A7,A8~A14 接89C52 的A 8 ~ A 1 4 ，A 1 5 、A 1 6 分别接C P L D 输出的S R A M _ A 1 5 、SRAM_A16；M29F032D 是4M × 8 位的NOR 型FLASH，共需22 根地址线。A0~A14 的接法与W241024A 的相同，A15~A21接经CPLD 锁存输出AL15~AL21；所有数据存储器的读写控制线与M C U 相应的读写控制线相连。S R A M 和F L A S H 的片选信号由C P L D 内部译码产生：/ C S _ S R A M 接S R A M 的片选，/ C S _ F L A S H 接F L A S H 的片选。
2．2各元件的功能及作用
1.CPLD 的功能实现
CPLD就是复杂可编程逻辑器件复杂可编程逻辑器件（CPLD）。CPLD提供了非常好的可预测性，因此对于关键的控制应用非常理想。CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。
IDT7205为FIFO型异步读写的存储器芯片，容量为8192×9比特，存取时间为12ns，有空、半满、满三个标志位，最大功耗为660mW，工作电压为+5V。
EPM7128是可编程的大规模逻辑器件，为ALTERA公司的MAX7000系列产品，具有高阻抗、电可擦等特点，可用门单元为2500个，管脚间最大延迟为5ns，工作电压为+5V。
MSM486DX属于PC104嵌入式系统的5X86系列，为AMD-133MHz CPU，具有COM1、COM2两个串口，一个LPT并口，一个FLOPPY接口，一个IDE接口，一个VGA/LCD接口，一个AT-KEYBOARD 接口，16个中断，额定功率为8W，工作电压为+5V。
使用CPLD 器件可以提高系统设计的灵活性，并且可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器件和I/O 口线。系统将单片机的地址线、各种控制和状态信号均引入CPLD，实现系统的地址译码和部分I/O 控制。系统中C P L D 采用的是MAX7000 系列的EPM7128STC100 － 10。AL15~AL22 为系统锁存出来的高8 位地址，该地址锁存器的地址为：0x7F00；状态缓冲器地址为：0x7F20，通过状态缓冲器可以读取FLASH 的当前状态，判断FLASH 当前状态是忙还是空闲，如果应用系统中还有其它状态信号可以接至该状态缓冲器的输入端。/CS2~/CS7 可以用作其他器件的片选。
1 2 8 K 的S R A M 被S R A M _ A 1 5 和S R A M _ A 1 6 分成4 个B A N K ，每个B A N K 均为3 2 K ，其中B A N K 0 地址范围是：0x0000～0x7EFF，当A15 为0 时BANK0 被选中，BANK0 可用来存储用户定义的各种变量，以LARGE 方式编译的C51 用户函数的参数传递也在该
区实现，只要设置C51 编译器的片外SRAM 的大小为0x7F00 字节 (32K － 256 字节)，起止地址为：0x0000。这样当系统在访问外部大容量数据存储器（如4M 的F L A S H ）并且系统产生中断时，由于系统在函数调用时自动使A15 为0 ，故此时BANK0 是可用的，这样保证了系统在这种情况下能稳定的运行。由于访问B A N K 1 ~ B A N K 3 时A 1 5 必须为1 ，故BANK1~BANK3 的地址范围均为：0x8000～0xFEFF，通过SRAM_A15 和SRAM_A16 来区分它们是属于哪个BANK 的，访问BANK1~BANK3 的前提是AL22 为0 。BANK1~BANK3 可用来存储用户数据。当AL22 和A15 均为1 时4M 的FLASH 被选中，FLASH 被AL15~AL21 分成了128 页，每页为32K。
图2 CPLD的内部结构图
2、 AT89C52简介
89C52是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器和256byte的随机数据存储器,器件采用ATMEL公司高密度\非易失性存储技术生产,与标准的51指令系统以8052产品引脚兼容,片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元,功能强大89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合.
主要性能参数:
.与MCS-51产品指令和引脚完全兼容
.8K字节可重擦写FLASH闪速存储器
.1000次擦写周期
.全静态操作:0Hz-24 Hz
.三级加密程序存储器
.256*8字节内部RAM
.32个可编程I/O口线
.3个16位定时/计数器
.8个中断源
.可编程串行UART通道
.低功耗空闲和掉电模式
功能特性概述:
AT89C52提供以下标准功能:8K字节FLASH闪存存储器,256字节内部RAM,32个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两极中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路.同时,AT89C52可降至0 Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式:空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
引脚功能说明
．vcc:电源电压
．GND:地
．P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低８位）和数据复用，在访问期间激活内部上拉电阻。
在FLASH编程时，P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。
．P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。
与AT89C51不同之处，P1.0和P1.1还可分别作为定时
/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）HE 输入
（P1.1/T2EX）
．P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉倒高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。
FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。
．P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的双向8位I/O。P3口输出缓冲级可驱动4个TTL 逻辑门电路。对P3口写“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。
P3口除了作为一般的I/O线外，更重要的用途是它的第二功能
此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存存储器编程器和程序校验的控制信号。
．RST：复位输入，当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复
位。
．ALE／PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲用于所村地址的8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
．PSEN：程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令时，每个机器周期两次有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
．EA／VPP外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平。
．XTAL1：振荡器反向放大的及时内部时钟发生器的输入端。
．XTAL2：振荡器反向放大的输出端。
．特殊功能寄存器：在AT89C52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器。AT89C52除了与AT89C51所有的定时/计数器和定时/计数器外，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2的控制和状态位位于T2CON T2MOD，寄存器对是定时器2在16位捕捉或16位自动重装方式下捕捉/自动重装载寄存器。
．中断寄存器：AY89C52有6个中断源，2个中断优先级，IE寄存器控制各中断位，IP寄存器中6个中断源的每一个可定为2个优先级。
．数据存储器AT89C52有256个字节的内部RAM，80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理上它们是分开的。
．定时器0和定时器1：AT89C52的定时器和定时器1的工作方式与AT89C51相同。
．定时器2：定时器是一个16位定时/计数器。它既可当定时器使用，也可作为外部时间计数器使用，其工作方式由特殊功能寄存器T2CON的C/T2位选择。定时器2有三种工作方式：捕捉方式，自动重装载方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON的控制位来选择。
定时器2由两个8位寄存器TH2和TL2组成，在定时器工作方式中，每个机器周期TL2寄存器的值加1，由于一个机器周期由12个振荡时钟构成，因此，计数速率为振荡频率的1/12。
在计数工作方式时，当T2引脚上外部输入信号产生由1至0下降沿时，寄存器的值加1，在这种方式下，每个机器周期的5SP2期间寄存器加1。由于识别1至0的跳变需要2个机器周期，因此，最高计数速率为振荡的1/24。为确保采样的正确性，要求输入的电平在此变化前至少保持一个完整周期的时间，以保证输入信号至少被采样一次。
捕获方式：
在捕获方式下，通过T2CON 控制位EXEN2 来选择两种方式。如果EXEN2=0，定时器2 是一个16 位定时器或计数器，计数溢出时，对T2CON 的溢出标志TF2 置位，同时激活中断。如果EXEN2=1，定时器2 完成相同的操作，而当T2EX 引脚外部输入信号发生1 至0 负跳变时，也出现TH2 和TL2 中的值分别被捕获到RCAP2H 和RCAP2L 中。另外，T2EX 引脚信号的跳变使得T2CON 中的EXF2 置位，与TF2 相仿，EXF2 也会激活中断。捕获方式如图4 所示。
图AT89C52框图
2．3 基本单片机系统大容量数据存储器系统扩展
MCS-51单片机系统扩展时，一般使用P0口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，语音信号的采集，程控交换机话单的存储，地形图信号的收取等，需要有大于64KB的数据存储器。文章根据作者实际使用的应用系统，介绍一种大容量数据存储器的扩展系统。该系统主机采用５１芯片，扩展了三片62256，共96KB的动态数据存储器。
系统的硬件组成:
62256是32K×8位的数据存储器，共有15根地址线，扩展96KB数据存储器的硬件连接
原理如图1所示：为了给系统进行其它外设的扩展，占用了系统14根地址线。三片62256的
第15根地址线都与8031的I/O口P1.0相连，而62256（1）的片选端与P1.1相连，62256（2）的片选端与P1.2相连，62256（2）的片选端与P1.3相连，这样的连接方式使96KB的存储空间分为6页，每片62256都占用2页存储空间。各片地的地址分配如下：62256（1）：
P1.0=0 P1.1=0 P1.2=1 P1.3=1 0000H~3FFFH
P1.0=1 P1.1=0 P1.2=1 P1.3=1 0000H~3FFFH
62256（2）：
P1.0=0 P1.1=1 P1.2=0 P1.3=1 0000H~3FFFH
P1.0=1 P1.1=1 P1.2=0 P1.3=1 0000H~3FFFH
62256（3）：
P1.0=0 P1.1=1 P1.2=1 P1.3=0 0000H~3FFFH
P1.0=1 P1.1=1 P1.2=1 P1.3=0 0000H~3FFFH
软件处理方法:
当访问数据存储器时，采用分页查找的方法，首取找到要访问的页数，再打开该页，在该页内查找某一单元。软件上打开某页都事先编好子程序。要访问96KB的存储空间，即地址范围为00000H-17FFFH，显然16位地址寄存器DPTR是无法寄存的，这里将地址装入PAM的起始三个连续单元中，即62256（1）起始三个单元中的内容（即要访问的某单元地址），将该数据除以4000H，得商即为该单元的页数，余数即为该页中的地址，然后利用MCS-51指令中
的散转指令打开页，访问页中的单元。具体软件实现见下面的程序清单。
#BUF EQU #30H
CLR P1.0
CLR P1.1
SETB P1.2
SETB P1.3
MOV DPTR,#0
MOV R7,#3
MOV R0,#20H
RDPAGE:
MOVX A,@DPTR
MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R7,RDPAGE
LCALL FPAGE
MOV B,#3
MUL AB
MOV DPTR,#TABLE JMP @A+DPTR FPAGE:
MOV A,21H
ANL A,@0F0H ADD A,20H
SWAP A
MOV B,#1
DIV A B
PUSH ACC
MOV A,21H
ANL A,0FH
XCH A,B
MOV 21H,A
POP ACC
RET
TABLE:
LJMP PAGE1
LJMP PAGE2
LJMP PAGE2
LJMP PAGE4
LJMP PAGE5
LJMP PAGE6
CLR P1.1
SETB P1.2
SETB P1.3
LJMP WRRAM PAGE3:
CLR P1.0
SETB P1.1
CLR P1.2
SETB P1.3
LJMP WRRAM PAGE:
SETB P1.1
SETB P1.2
CLR P1.3
LJMP WRRAM WRRAM:
MOV DPH,21H MOV R0,#BUF MOV A,@R0 MOVX @DPTR,A
四、软件设计
3．1 系统主程序设计
如用KEIL 编译C51 程序时，首先设置项目的编译模式为L A R G E 模式，并设置片外X R A M 的相关参数为：S T A R T ：0x0000 ，SIZE：0x7F00。访问BANK0 时无需编写子程序，系统可以直接访问。访问S R A M 的B A N K 1 ~ B A N K 3 步骤为：①锁存高8 位地址使AL22 为0 ，设置BANK 值（要访问SRAM的绝对物理地址除于3 2 K ，商为B A N K 值，余数为B A N K 内的偏移地址）②在0x8000～0xFEFF 地址范围内操作SRAM（A15=1）Write_Sram_Bank123 函数的功能为写一个字节数据至片外SRAM 的BANK1~BANK3，Read_Sram_Bank123 函
数的功能是从SRAM 的BANK1~BANK3 读一个字节数据。相关C 5 1 示例代码如下：void Write_Sram_Bank123(unsigned long address，
unsigned char val)
{
unsigned char bank；unsigned int addr_bank；
bank = address / 0x8000；// 商为BANK 值。
if ((bank > = 1 ) && (bank <= 3))
{
addr_bank = address % 0x8000；// 余数
；为B A N K 内地址。
XBYTE [0x7f00] = bank；// AL22=0，
；设置B A N K 值。
XBYTE[0x8000+addr_bank] = val; // 写S R A M 。
}
}
unsigned char Read_Sram_Bank123(unsigned longaddress)
{
unsigned char bank；unsigned int addr_bank；
bank = address / 0x8000；// 商为BANK 值。
if ((bank > = 1 ) && (bank <= 3))
{
addr_bank = address % 0x8000；// 余数为B A N K 内地址。
XBYTE [0x7f00] = bank；// AL22=0，设置BANK值。
return XBYTE[0x8000+ addr_bank]；// 读S R A M 。
}
else return 0xff；
}
访问FLASH 的步骤如下：①锁存高8 位地址使AL22 为1，同时设置要访问的7 位页码值（要访问FLASH 的绝对物理地址除于3 2 K ，商为页码值，余数为页内的偏移地址）②在0 x 8 0 0 0 ～0 x F E F F 地址范围内操作F L A S H （A 1 5 = 1 ）。Write_Flash 函数实现了往4M FLASH 写一个字节的功能；Read_Flash 函数的功能是在FLASH 里读取一个字节内容。相关C 5 1 示例代码如下：
void Write_Flash(unsigned long address，unsignedchar val)
{
unsigned char data page，unsigned int data addr_page；
page = address / 0x8000；// 商为页码值。
addr_page = address % 0x8000；// 余数为页内地址。
XBYTE [0x7f00] = 0x80 + page; // AL22=1，并设置page 值。
XBYTE[0x8000+addr_page] = val;// 写FLASH。
}
unsigned char Read_Flash(unsigned long address)
{
unsigned char data page，unsigned int data
addr_page；
page = address / 0x8000；// 商为页码值。
addr_page = address % 0x8000；// 余数为页内地址。
XBYTE [0x7f00] = 0x80 + page；// AL22=1，并设置page 值。
return XBYTE[0x8000+addr_page]；// 读FLASH
}
结束语
使用本方法可轻易地为MCS－51单片机扩展大容量的数据存储器，这对于数据量大的数据采集系统有着非常大的意义。采用了上述硬件设计方法及软件处理方法，实践证明基于这种方法扩展大容量数据存储器的单片机应用系统具有对数据存储器操作简便、系统运行稳定的特点，解决了系统在访问大容量数据存储器并且产生异常时程序跑飞的问题。而且，
由于ＣＰＬＤ具有可编程重特性，因而可以根据需要方便地改变内部逻辑功能，而且简单易行，易于系统调试及升级，同时具有很高的性价比。
参考文献
[1]百度百科https://www.360docs.net/doc/b15476171.html,/view/2251929.htm
[2] 王艳，靳孝峰单片机原理与应用北京航空航天大学出版社 2009
[3] 黄正瑾，CPLD系统设计技术入门与应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2002。。
80C51单片机存储器的扩展
程设计任务书 机械工程学院学院机制1211 班学生张会利-39号 课程设计题目： 单片ROM扩展 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 19 日至 2015 年 2 月 23 日 二、同组学生：张会利 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资 料等）： 1、目的及意义 （1）巩固和深化《单片机原理及应用》课程的理论知识，培养，分析、解决实际问题的能力。（2）掌握单片机基本运用技术及汇编语言的基本方法，能根据题目要求确定设计思路、绘制流程图、编制并调试汇编语言程序，得出结果。 2、主要内容 用一片Intel2732为80C51单片机扩展一个4KB的外部程序存储器，要求使用73LS138译码器，地址范围为A000H~AFFFH。请连线并写明扩展步骤。 3、基本要求 （1）分析题目，写出详细分析过程。 （2）绘制工作流程图。 （3）编制程序，画出硬件线路图。 （4）上机调试程序，运行结果。 （5）编写设计说明书，包括1—4个步骤的内容。 （6）答辩。 4、主要参考资料 单片机基础及应用，赵巍，冯娜，马苏常，刘玉山等，清华大学出版社，2009年指导教师签字：教研室主任签字：
程序设计说明书 （一）芯片简介 1.2732简介： 2732是容量为4k×8位（4KB）。采用单一+5V供电，最大静态工作电流100mA, 电流35mA出时间最大为250ns. 2732的封装形式为DIP24，管脚如图所示。 ●A0~A11 ：12条地址线，表示有212个地址单元 ●O0~O7 ：8条数据线，表示地址单元字长8位 ●CE ：片选控制输入端，低电平有效 ●OE/Vpp ：双功能管脚，低电平时，允许2732输出数据 ●Vcc ：工作电平+5V ●GND ：芯片接地端 2．74LS373简介： 74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器，由于单片机的三片总线结构中，数据线与地址线的低8位公用P0口，因此必须用地址所存器将地址信号和数据信号区分开。74L373的锁存控制端G直接与单片机的锁存控制信号和数据信号ALE相连，在AEL的下降沿锁存低8位地址。
-单片机的并行扩展技术
第六章单片机的并行扩展技术 6·1 什么是并行外围扩展? 并行外围扩展有哪两种方式？这两种方式本质上的区别是什么？ 答：(1)并行外围扩展 单片机的并行外围扩展是指单片机与外围扩展单元采用并行接口的连接方式，数据传输为并行传送方式。并行扩展体现在扩展接口数据传输的并行性。 (2)并行外围扩展的方式 并行外围扩展方式有两种I/O方式与总线方式。题图6-1是80C5l两种并行外围扩展接口示意图。图中的并行口数据宽度为8位。 ①并行I/O口方式: I/O口并行扩展由I/O口完成与外围功能单元的并行数据传送任务，单片机与外围功能单元数据传送过程中的握手交互也由I/O口来完成的。 ②并行总线方式:并行扩展采用三总线方式，即数据传送由数据总线DB完成;外围功能单元寻址由地址总线AB完成;控制总线CB则完成数据传输过程中的传输控制，如读、写操作等。 (3)两种方式本质上的区别 两种并行外围扩展方式本质上的区别列于题表6-1中。 6·2 单片抗应用系统中有哪几种键盘类型?为什么这些键盘都是通过I/O 口扩展? 答: (1)单片机应用系统中的键盘类型 与通用计算机键盘相比，单片机应用系统中的键盘种类很多，键盘中按键数量的设置依系统操作要求而定。一般说来，单片机应用系统中键盘有独立式和行列式两种，如题图6-2 所示。
题图6-2 ①独立式键盘: 独立式键盘中，每个按键占用一根I/O口线，每个按键电路相对独立如题图6-2(a)所示。I/O口通过按键与地相连。I/O口有上拉电阻，无键按下时，引脚端为高电平;有键按下时，引脚端电平被拉低。1/0端口有内部上拉电阻时，外部可不接上拉电阻。 ②行列式键盘: 行列式键盘采用行列电路结构。行列交点处通过按键相连，列线为输出口，行线为输人口，如题图6-2(b)所示。列线口输出全零电平时，若没有键按下则行线引脚上全部为高电平"1"状态;若有任何一个按键按下则行线引脚上为非全"1"状态;在有键按下后，通过列线逐个送"0"，然后逐行检查哪根行线为"0"状态，即可查出是哪个键按下。 (2)键盘通过I/O口扩展 键盘所采用的I/O口并行扩展电路都是外设接口的典型电路。这类接口只有操作原理 时序，没有器件的时序协议，故而都适宜于通过I/O口扩展。 6·3 请叙述行列式键盘的工作原理。中断方式与查询方式的键盘其硬件和软件有何不同? 答: (1)行列式键盘的工作原理 行列式键盘采用行列电路结构。行列交点处通过按键相连，列线为输出口，行线为输入口，如题图6-2(b)申所示。 其工作原理是:列线口输出全零电平时，若没有键按下则行线引脚上全部为高电平"1"状态，若有任何一个按键按下则行线引脚上为非全"1"状态;在有键按下后，通过列线逐个送"0"，然后逐行检查哪根行线为"0"状态，即可查出是哪个键按下。 (2)中断方式与查询方式的键盘的区别 单片机对键盘的操作方式可分为查询方式和中断方式。题图6 - 2中为查询方式键盘的接口电路; 题图6-3所示为中断方式键盘的接口电路。 在查询方式中，单片机要不断查询键盘中有无键按下。中断方式下单片机不必查询键盘情况，只需开放键盘中断请求。当有键按下时，会请求中断，在中断服务程序中再检查是哪个键按下。
单片机程序存储空间和数据存储空间详解
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王* 单片机程序程序存储空间（ROM）和数据存储空间(RAM)详解 问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K 字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？ 8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。 512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。 2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。 单片机原理及系统结构 在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。
图一：存储空间分布 51单片机存储器结构分析 8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。 这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。而ARM （甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。 MCS-51单片机存储器的配置特点 ①内部集成了4K的程序存储器ROM； ②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）； ③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。 从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑结构上看（既编程的角度），可以分为三个不同的空间： （1）片内、片外统一编址的64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH(用16位地址);，其中0000H~0FFFH为片内4KB的ROM地址空间，1000H~FFFFH为
51单片机大容量数据存储器的扩展
郑州航空工业管理学院 《单片机原理与应用》 课程设计说明书 10 级自动化专业 1006112 班级 题目51单片机大容量数据存储器的系统扩展姓名杨向龙学号100611234 指导教师王义琴职称讲师 二О一三年六月十日
目录 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 (4) 二、设计方案 (4) 三、硬件的设计 (5) 3.1 系统的硬件构成及功能 (5) 3.2硬件的系统组成 (5) 3.2.1、W241024A (5) 3.2.2、CPLD的功能实现 (5) 3.2.3、AT89C52简介 (6) 3.2.4、SRAM的功能及其实现 (9) 3.3、基本单片机系统大容量数据存储器系统扩展 (9) 五、结论 (13) 六、参考资料 (13)
51单片机大容量数据存储器的系统扩展 摘要：在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片 机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。51单片机有很强的外部扩功能, 传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。 关键字：W241024A、CPLD、AT89C52、SRAM 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。 二、设计方案 在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。文章介绍一种基于CPLD 的大容量数据存储器的扩展系统，避免了上述问题的产生，提高了扩展大容量数据存储器系统的可靠性。该系统MCU 采用89C52，译码逻辑的实现使用了一片EPM7128 CPLD 芯片，系统扩展了一片128K 的SRAM，一片4M 字节的NOR FLASH，以上芯片均为5V 供电。
第3章 单片机并行存储器扩展练习题
第3章单片机并行存储器扩展 （一）填空题 1.使用8KB×8位的RAM芯片，用译码法扩展64KB×8位的外部数据存储器，需要（8） 片存储芯片，共需使用（16 ）条地址线，其中（13 ）条用于存储单元选择，（3）条用于芯片选择。 2.三态缓冲器的三态分别是（低电平）、（高电平）和（高阻抗）。 3.80C51单片机系统整个存储空间由4部分组成，分别为（256 ）个地址单元的内部（数 据）存储器，（4kb ）个地址单元的内部（程序）存储器，（64kb）个地址单元的外部（数据）存储器，（60kb ）个地址单元的外部（程序）存储器。 4.在80C51单片机系统中，为外扩展存储器准备了（16）条地址线，其中低位地址线由 （p0口）提供，高位地址线由（P2口）提供。 5.在80C51单片机系统中，存储器并行外扩展涉及的控制信号有（ＡＬＥ）、（ＷＲ）、 （ＲＤ）、（ＰＳＥＮ）和（ＣＥ），其中用于分离低8位地址和数据的控制信号是（ＡＬＥ），它的频率是晶振频率的（６）分之一。 6.起止地址为0000H ~ 3FFFH的外扩展存储器芯片的容量是（１６ＫＢ）。若外扩展存 储器芯片的容量为2KB，起始地址为3000H，则终止地址应为（３７ＦＦＨ）。 7.与微型机相比，单片机必须具有足够容量的程序存储器是因为它没有（外存）。 8.在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法，最终都是为扩展芯片的（片选）引脚端 提供信号。 9.由一片80C51和一片2716组成的单片机最小系统。若2716片选信号CE接地，则该存 储芯片连接共需（１１）条地址线。除数据线外，系统中连接的信号线只有（ＰＳＥＮ）和（ＡＬＥ）。 （二）单项选择题 1. 下列有关单片机程序存储器的论述中，错误的是（Ｄ） （A）用户程序保存在程序存储器中 （B）断电后程序存储器仍能保存程序 （C）对于程序存储器只使用MOVC一种指令 （D）执行程序需要使用MOVC指令从程序存储器中逐条读出指令 2. 下列有关单片机数据存储器的论述中，错误的是（Ａ）
详细分析MCS-51单片机内部数据存储器RAM
详细分析MCS-51单片机内部数据存储器RAM 8051单片机的内部RAM共有256个单元，通常把这256个单元按其功能划分为两部分：低128单元(单元地址00H～7FH)和高128单元(单元地址80H～FFH)。如图所示为低128单元的配置图。 寄存器区 8051共有4组寄存器，每组8个寄存单元(各为8)，各组都以R0～R7作寄存单元编号。寄存器常用于存放操作数中间结果等。由于它们的功能及使用不作预先规定，因此称之为通用寄存器，有时也叫工作寄存器。4组通用寄存器占据内部RAM的00H～1FH单元地址。 在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称之为当前寄存器组。到底是哪一组，由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0位的状态组合来决定。通用寄存器为CPU提供了就近存储数据的便利，有利于提高单片机的运算速度。此外，使用通用寄存器还能提高程序编制的灵活性，因此，在单片机的应用编程中应充分利用这些寄存器，以简化程序设计，提高程序运行速度。 位寻址区 内部RAM的20H～2FH单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作，因此把该区称之为位寻址区。位寻址区共有16个RAM单元，计128位，地址为00H～7FH。MCS-51具有布尔处理机功能，这个位寻址区可以构成布尔处理机的存储空间。这种位寻址能力是MCS-51的一个重要特点。 用户RAM区 在内部RAM低128单元中，通用寄存器占去32个单元，位寻址区占去16个单元，剩下80个单元，这就是供用户使用的一般RAM区，其单元地址为30H～7FH。对用户RAM 区的使用没有任何规定或限制，但在一般应用中常把堆栈开辟在此区中。 内部数据存储器高128单元
MCS-51单片机存储器的扩展
第八章MCS-51单片机存储器的扩展 第一节MCS-51单片机存储器的概述 (一)学习要求 1、熟悉MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构 2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。 （二）内容提要 1、三总线的扩展方法 单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。 MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。三总线是指地址总线、数据总线、控制总线。 1）地址总线 MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，寻址范围为64K。 地址信号：P0 作为地址线低8 位，P2 口作为地址线高8 位。 2）数据总线 MCS-51 单片机的数据总线宽度为8 位。 数据信号：P0 口作为8 位数据口，P0 口在系统进行外部扩展时与低8 位地址总线分时复用。 3）控制总线 主要的控制信号有/WR 、/RD 、ALE 、/PSEN 、/EA 等。 2、系统的扩展能力 MCS-51 单片机地址总线宽度为16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。 １）线选法 线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。 ２）全地址译码法 由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。采用译码法的目的是减少各部件所占用的地址空间，以增加扩展部件的数量。 ３）译码器级连 当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选． ４）译码法与线选法的混合使用 译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号． （三）习题与思考题 1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。
MCS-51单片机存储器结构
MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间： 1、片内程序存储器 2、片外程序存储器 3、片内数据存储器 4、片外数据存储器 但在逻辑上，即从用户的角度上，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（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），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64KB EA = 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即128B内RAM 和SFR区。 作用：作数据缓冲器用。 下图是8051单片机存储器的空间结构图 程序存储器 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。 当=1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。 当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意： 其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H 单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。 另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H—000AH 外部中断0中断地址区。 000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。
单片机存储器类型介绍
单片机存储器类型详解 分为两大类RAM和ROM，每一类下面又有很多子类： RAM：SRAM SSRAM DRAM SDRAM ROM：MASK ROM OTP ROM PROM EPROM EEPROM FLASH Memory RAM：Random Access Memory随机访问存储器 存储单元的内容可按需随意取出或存入，这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。它的特点就是是易挥发性（volatile），即掉电失忆。我们常说的电脑内存就是RAM的。 ROM：Read Only Memory只读存储器 ROM 通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM相反。 RAM和ROM的分析对比： 1、我们通常可以这样认为，RAM是单片机的数据存储器，这里的数据包括内部数据存储器（用户RAM区，可位寻址区和工作组寄存器）和特殊功能寄存器SFR，或是电脑的内存和缓存，它们掉电后数据就消失了（非易失性存储器除外，比如某些数字电位器就是非易失性的）。 ROM是单片机的程序存储器，有些单片机可能还包括数据存储器，这里的数据指的是要保存下来的数据，即单片机掉电后仍然存在的数据，比如采集到的最终信号数据等。而RAM 这个数据存储器只是在单片机运行时，起一个暂存数据的作用，比如对采集的数据做一些处理运算，这样就产生中间量，然后通过RAM暂时存取中间量，最终的结果要放到ROM的数据存储器中。如下图所示：
2、ROM在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速的随时修改或重新写入数据。它的优点是电路结构简单，而且在断电以后数据不会丢失。缺点是只适用于存储那些固定数据的场合。 RAM与ROM的根本区别是RAM在正常工作状态下就可以随时向存储器里写入数据或从中读取数据。 SRAM：Static RAM静态随机访问存储器 它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。不像DRAM内存那样需要刷新电路，每隔一段时间，固定要对DRAM刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。 优点:速度快，不必配合内存刷新电路，可提高整体的工作效率。 缺点:集成度低，功耗较大，相同的容量体积较大，而且价格较高，少量用于关键性系统以提高效率。 DRAM：Dynamic RAM动态随机访问存储器 DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新（refresh）一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。 既然内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，那么它是怎么工作的呢？ 我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的“动态”，
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第八章 MCS-51单片机存储器的扩展 第一节 MCS-51单片机存储器的概述 (一学习要求 1、熟悉 MCS-51 单片机的系统总线及系统总线扩展结构 2、掌握常用的片选方法：线选法和全地址译码法。（二）内容提要 1、三总线的扩展方法 单片机内资源少，容量小，在进行较复杂过程的控制时，它自身的功能远远不能满足需要。为此，应扩展其功能。 MCS-51单片机的扩展性能较强，根据需要，可扩展。三总线是指地 址总线、数据总线、控制总线。 1）地址总线 MCS-51 单片机地址总线宽度为 16 位，寻址范围为 64K。 地址信号： P0 作为地址线低 8 位， P2 口作为地址线高 8 位。 2）数据总线 MCS-51 单片机的数据总线宽度为 8 位。 数据信号： P0 口作为 8 位数据口， P0 口在系统进行外部扩展时与低 8 位地址总线分时复用。 3）控制总线 主要的控制信号有 /WR 、 /RD 、 ALE 、 /PSEN 、 /EA 等。
2、系统的扩展能力 MCS-51 单片机地址总线宽度为 16 位，因此它可扩展的程序存储器和数据存储器的最大容量是64K（２１６）。 １）线选法 线选法就是将多余的地址总线（即除去存储容量所占用的地址总线外）中的某一根地址线作为选择某一片存储或某一个功能部件接口芯片的片选信号线。一定会有一些这样的地址线，否则就不存在所谓的“选片”的问题了。每一块芯片均需占用一根地址线，这种方法适用于存储容量较小，外扩芯片较少的小系统，其优点是不需地址译码器，硬件节省，成本低。缺点是外扩器件的数量有限，而且地址空间是不连续的。 ２）全地址译码法 由于线选法中一根高位地址线只能选通一个部件，每个部件占用了很多重复的地址空间，从而限制了外部扩展部件的数量。采用译码法的目的是减少各部件所占用的 地址空间，以增加扩展部件的数量。 ３）译码器级连 当组成存储器的芯片较多，不能用线选法片选，又没有大位数译码器时，可采用多个小位数译码器级连的方式进行译码片选． ４）译码法与线选法的混合使用 译码法与线选法的混合使用时，凡用于译码的地址线就不应再用于线选，反之，已用于线选的地址线就不应再用于译码器的译码输入信号． （三）习题与思考题 1. 简要说明MCS-51 单片机的扩展原理。
单片机实验 数据存储器和程序存储器扩展
实验四数据存储器和程序存储器扩展 一、实验目的 1、学习片外存储器扩展方法 2、学习数据存储器不同的读写方法 3、学习片外程序存储器的读方法 二、实验说明 本次实验使用1片6264SRAM，作为片外扩展的数据存储器，对其进行读写。先向6264中写入整数1~200，然后将其逆向复制到地址0x0100处。注意单片机ALE引脚与74LS373的LE引脚的连接，直至锁存由单片机的ALE控制，另外还要注意单片机读/写控制引脚、与6264的连接。RD WR 三、实验线路图 四、实验步骤 1、先建立文件夹“ex4”，然后建立“ex4”工程项目，最后建立源程序文件“ex4.c”，输入如下源程序； /*用6264扩展内存*/ //说明：先向6264中写入整数1~200，然后将其逆序复制到0x0100处 #include
for(i=0;i<200;i++) { XBYTE[i]=i+1; } //将6264中的1~200逆向拷贝到0x0100地址开始处 for(i=0;i<200;i++) { XBYTE[i+0x0100]=XBYTE[199-i]; } //扩展内存数据处理完成后LED点亮 LED=0; while(1); } 2、用Proteus软件仿真 经过Keil软件编译通过后，可利用Proteus软件仿真。在Proteus ISIS编辑环境中绘制仿真电路图。打开配套实验3仿真原理图文件“ex4.DSN”，将编译好的“ex4.hex”文件载入 A T89C51，启动仿真。 五、思考题 实验仅使用了一片6264SRAM对数据内存进行扩展，要求在电路中使用EPROM27512（64KB）对程序内存进行扩展，将HEX文件移到27512中执行，注意将EA接地。 /*用6264扩展内存*/ //说明：先向6264中写入整数1~200，然后将其逆序复制到0x0100处 #include
51单片机数据类型
从数据存储类型来说，8051系列有片内、片外程序存储器，片内、片外数据存储器，片内程序存储器还分直接寻址区和间接寻址类型，分别对应code、data、xdata、idata以及根据51系列特点而设定的pdata类型，使用不同的存储器，将使程序执行效率不同，在编写C51程序时，最好指定变量的存储类型，这样将有利于提高程序执行效率。 在51系列中data,idata,xdata,pdata的区别: 1、data:固定指前面0x00-0x7f的128个RAM，可以用acc直接读写的，速度最快，生成的代码也最小。 2、idata:固定指前面0x00-0xff的256个RAM,其中前128和data的128完全相同，只是因为访问的方式不同。idata是用类似C中的指针方式访问的。汇编中的语句为：moxACC,@Rx.(不重要的补充：c中idata做指针式的访问效果很好) 3、 xdata:外部扩展RAM，一般指外部0x0000-0xffff空间，用DPTR访问。 4、 pdata:外部扩展RAM的低256个字节，地址出现在A0-A7的上时读写，用movxACC,@Rx读写。这个比较特殊，而且C51好象有对此BUG，建议少用。但也有他的优点，具体用法属于中级问题，这里不提。 当然现在有些51单片本身内部就有扩展的RAM区域，故在允许使用内部扩展RAM的时候使用xdata 和pdata并不影响P2和P0口。 单片机C语言unsigned char code table[] code 是什么作用？ code的作用是告诉单片机，我定义的数据要放在ROM（程序存储区）里面，写入后就不能再更改，其实是相当与汇编里面的寻址MOVX(好像是)，因为C语言中没办法详细描述存入的是ROM 还是RAM（寄存器），所以在软件中添加了这一个语句起到代替汇编指令的作用，对应的还有data 是存入RAM的意思。 程序可以简单的分为code（程序）区，和data （数据）区，code区在运行的时候是不可以更改的，data区放全局变量和临时变量，是要不断的改变的，cpu从code区读取指令，对data 区的数据进行运算处理，因此code区存储在什么介质上并不重要，象以前的计算机程序存储在卡片上，code区也可以放在rom里面，也可以放在ram里面，也可以放在flash里面（但是运
单片机程序存储空间和数据存储空间详解..
单片机程序程序存储空间（ROM）和数据 存储空间(RAM)详解 问题：STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间,512字节数据存储空间,内带2K字节EEPROM存储空间;它们分别存的是什么？ 8K的程序存储空间是存储代码，也就是你写的程序生成的HEX文件的，相当于电脑系统的C盘。 512字节相当于内存，存储空间存储变量，像u8 x,y,z,u32 a之类的临时变量掉电后数据丢失。 2K eeprom相当于电脑系统的硬盘，数据写入后掉电不丢失。主要是单片机在运行的过程中写入数据或者读取数据。像设置的闹铃值，设置好了就不用每次都去设置了，保存在单片机里面，即使掉电了，设置的数据也不会丢失，只需单片机上电再读取就好了。 单片机原理及系统结构 在此先详细分析51单片的存储器结构和寻址方法，再分析片外存储器的扩展，最后给出设计原理并分析系统结构。 图一：存储空间分布
51单片机存储器结构分析 8051单片机的存储器在物理结构上分为程序存储器空间和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器以及片内数据存储器、片外数据存储器空间。 这种程序存储和数据存储分开的结构形式被称为哈佛结构。MCS-51使用哈弗结构，它的程序空间和数据空间是分开编址的，即各自有各自的地址空间，互不重叠。所以即使地址一样，但因为分开编址，所以依然要说哪一个空间内的某地址。而ARM（甚至是x86）这种冯诺依曼结构的MCU/CPU，它的地址空间是统一并且连续的，代码存储器/RAM/CPU寄存器，甚至PC机的显存，都是统一编址的，只是不同功能的存储器占据不同的地址块，各自为政。 MCS-51单片机存储器的配置特点 ①内部集成了4K的程序存储器ROM； ②内部具有256B的数据存储器RAM（用户空间+SFR空间）； ③可以外接64K的程序存储器ROM和数据存储器RAM。 从物理结构的角度讲，51单片机的存储系统可以分为四个存储空间：既片内ROM，RAM和片外ROM、RAM。 从逻辑结构上看（既编程的角度），可以分为三个不同的空间： （1）片内、片外统一编址的64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH(用16位地址);，其中0000H~0FFFH为片内4KB的ROM地址空间，1000H~FFFFH为外部ROM 地址空间； （2）256B的内部数据存储器地址空间（用8位地址），00H~FFH，分为两大部分，其中00H~7FH（共128B单元）为内部静态RAM的地址空间，80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域； （3）64KB的外部数据存储器地址空间(用16位地址)：0000H~FFFFH，包括扩展I/O地址空间。 上述4个存储空间地址是重叠的，如图1所示。8051的指令系统设计了不同的数据传送指令以区别这4个不同的逻辑空间：CPU访问片内、片外ROM指令用MOVC，访问片外RAM指令用MOVX，访问片内RAM指令用MOV。 程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。程序通过16位程序计数器寻址，寻址能力为64KB。这使得指令能在64KB的地址空间内任意跳转，但不能使程序从程序存储器空间转移到数据存储器空间。
51单片机存储器结构介绍
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64KB EA = 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。 当=1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。 当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意： 其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H 单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。 另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H—000AH 外部中断0中断地址区。 000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。 0013H—001AH 外部中断1中断地址区。 001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。 0023H—002AH 串行中断地址区。 可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序 的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各 自的中断区去执行程序。从上面可以看出，每个中断服 务程序只有8个字节单元，用8个字节来存放一个中断 服务程序显然是不可能的。因此以上地址单元不能用于 存放程序的其他内容，只能存放中断服务程序。但是通 常情况下，我们是在中断响应的地址区安放一条无条件 转移指令，指向程序存储器的其它真正存放中断服务程 序的空间去执行,这样中断响应后，CPU读到这条转移指 令，便转向其他地方去继续执行中断服务程序。 右图是ROM的地址分配图： 从图中大家可以看到，0000H-0002H，只有三个存储单 元，3个存储单元在我们的程序存放时是存放不了实际意义的程序的，通常我们在实际编写程序时是在这里安排一条ORG指令，通过ORG指令跳转到从0033H开始的用户ROM区域，再来安排我们的程序语言。从0033开始的用户ROM区域用户可以通过ORG指令任意安排，但在应用中应注意，不要超过了实际的存储空间，不然程序就会找不到。
80C51单片机存储器的扩展
接口技术 课程设计说明书 设计题目80C51单片机存储器的扩展 指导教师： 设计者： 系别： 班级： 学号： 机械工程学院班学生课程设计题目： 80C51单片机存储器的扩展
一、课程设计工作日自年月日至年月日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主 要参考资料等） 1、目的及意义 (1)巩固及深化《单片机原理及应用》课程的理论知识，培养，分析，解决实际问题的能力。 (2)掌握80C51系统的总线构成，能根据题目要求确定设计思路、绘制所需的硬件电路图。 2、主要内容 用两片Intel2732为80C51单片机扩展一个8KB的外部程序存储器，要求使用73LS138译码器，地址范围为B000H～CFFFH,请连线并写明扩展步骤。 3、基本要求 （1）熟悉各芯片的使用方法和注意事项。 （2）绘制电路原理图 （3）答辩 4、主要参考资料 单片机基础及应用，赵巍，冯娜，马苏常，刘玉山等，清华大学出版社，2009年 指导教师签字：教研室主任签字： 分析题目： 根据题意知用2片Intel2732给80C51单片机扩展8KB的外程序存储器，分配的地址范
围为B000H~CFFFH，分别采用线选法和译码法。 2732以HMOS-E(高速NMOS硅栅)工艺制成，24脚双列直插式,为4KB容量，地址线12条A0～A11；，数据线8条D0～D7，远为片选端，低电平有效，OE／VPP是输出允许信号，低电平有效，该引脚在编程时也作为编程电压VPP的输入端。VCC为十5V电源，GND 为地。（参考《微型计算机原理及应用》） 由于80C51单片机对外没有专用的地址总线（AB），数据总线(DB)和控制总线(CB)，那么在进行系统扩展时，首先需要扩展系统的三总线。 1地址总线：(address bus AB)（《参考单片机基础及应用》P81） 1）AB的特点 地址总线用来传递地址信号，用于外扩展储存单元和I/O端口地址。 地址总线总是单向的，因为地址信号只能从单片机向外传送。 一条地址线提供一位地址，所以地址线的数目决定可寻址储存单元的数目。 2）80C51单片机的地址总线的构成 80C51单片机的地址总线宽度为16位，故可寻址范围为256=64KB. 其中低八位A0~A7由P0口提供，高8位A8~A15由P2口提供。 通过80C51的引脚ALE可实现对外地址总线的扩展。 2数据总线（adta bus,DB）(《参考单片机基础及应用》P82) 1）DB的特点 数据总线用于传送数据，状态，指令和命令。 数据总线的位数应与单片机字长一致。 数据总线是双向的，即可以进行两个方向（读、写）的数据传送。 2）80C51单片机的数据总线的构成 80C51单片机的数据总线由P0口提供，起宽度为8位，该口为三态双向口，是应用系统中使用最为频繁的通道， 数据总线要连到多个连接的外围芯片上，而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。 3控制总线（control bus,CB）（《参考单片机基础及应用》P82） 1）CB的特点 控制总线包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。 2）80C51单片机的控制总线的构成 系统扩展用控制线有WR,RD,PSEN,ALE和EA。 WR,RD：用于片外数据存储器（RAM）的读，写控制。当执行片外数据存储器操作指MOVX 时，这两个控制信号自动生成。 用于片外程序存储器(EPROM)的“读”数控制。 ALE:用于锁存P0口输出的低8位地址数据的控制线。 EA:用于选择片内或片外程序存储器。当EA=0时，只访问外部程序存储器，不论片内有无程序存储器。当EA=1时，先访问片内程序存储器，当片内ROM访问完毕，自动转到片外ROM 继续执行程序。 常用的译码芯片有：74LS193和74LS138等，它们的CMOS型芯片分别是74HC139和74HC138。这里用到的是74LS138芯片，它有3个“选择输入端”C,B.A，它可以选择8个输出线Y0~Y7。当C，B，A的信号组合选择到某个输出线为低电平。74LS138还有3个“使能输入端”G1，当其有效时，即时译码器才能正常工作。
单片机数据存储类型和申明方法
.51 的存储器结构 笼统来说单片机片内存储器分为CODE区和data区，cpu从code区读取指令，对data 区的数据进行运算处理。前者在程序运行中为只读，一般为FLASH，用来放置程序代码和一些只读的数据（如字模表之类），后者可以随机读写，用来存放程序运行中的临时数据，如局部变量或全局变量，全局变量一直占用着RAM内存，而局部变量在使用完后会自动清除RAM空间。当然在片外，可以外扩FLASH和RA（此时称为XRAM因为寻址方式不一样），外扩的大小与单片机寻址能力有关。有的单片机将外扩RAM封装在片内，如AT89C51所以有了所谓的片内XRAM。 .变量的存储模式 变量是一种在程序执行过程中能不断变化的量。它有数据类型、存储类型、存储器模式和有效范围四种属性。C语言规定每个变量必须有一个标识符作为变量名，在使用一个变量前，必须先对变量进行定义，指出其数据类型和存储模式。以便编译系统为其分配存储单元。在C51中对变量进行定义的格式如下： [ 存储类型] 数据类型[ 存储器类型] 变量名表, 如auto char data i; 存储类型指明变量的存储区域，而变量的存储类型和变量在程序中说明的位置决定了它的作用范围。存储类型含义与C语言相同。存储类型有四种：auto型、extern 型、static 型、register 型，缺省为auto型（看来我一直都是凹凸型啊）。其区别如下： auto:自动变量。存储在内存的堆栈区，属于临时性存储变量，并不长期占用内存，可以被多次覆盖。 register：寄存器变量。register与auto一样属于自动类别。区别在于register 的值保存在CPU 的寄存器中。计算机中只有寄存器中的数据才能直接参与运算，而一般变量是放在内存中的，变量参加运算是，需要先把变量从内存中取到寄存器中，然后计算。所以一般把使用最频繁的变量定义成register变量。register变 量只能在函数中定义，并只能是int和char型。 static:静态变量。声明静态变量的，也就是C语言中的私有成员?如果在一个函数中声明一个静态变量,静态变量的空间不在栈里面,而是存储在静态空间里,这个函数结束后,静态变量的值依旧存在，内存不会收会此变量占用的内存空间，而是等整个程序都结果后才收回静态 变量空间。 extern:外部类型。extern用来声明外部变量，可以用于此程序外的程序中（可在两个C 文件间交叉使用），类型要一致。变量在数据运行时被分配了一定的内存空间，该空间在整个运行程序中，只要程序存在，自始自终都被该变量使用，即其值始终不变。 数据类型就不用多说了，bit ，byte，char 什么的。 存储器类型与单片机的寻址方式有关，影响程序的执行效率。下表是传统 C51 的存储器类型，不同单片机类型有所差别。