《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課件1第2章

第2章8051存儲(chǔ)器2.18051存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)2.2尋址方式2.3數(shù)據(jù)傳送類指令2.4存儲(chǔ)器的擴(kuò)展2.5設(shè)計(jì)課目與演練——

秘密存放數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的搬移與變換小結(jié)

習(xí)題

本章通過大量的圖表來講解8051存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和類型，以及匯編語言如何訪問這些單元(尋址方式)，利用數(shù)據(jù)傳送類的完整例子去查看指令如何操作、控制存儲(chǔ)單元，并結(jié)合上一章的程序框架結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)程序的編寫方法。2.18051存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)2.1.1位、字節(jié)、字、存儲(chǔ)單元及地址(編號(hào))位、字節(jié)、字、存儲(chǔ)單元及地址是在以后的學(xué)習(xí)和使用過程中出現(xiàn)頻度比較高的幾個(gè)量。位(bit)是單片機(jī)系統(tǒng)中最小的儲(chǔ)存單位。8位構(gòu)成一個(gè)字節(jié)(Byte)，兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成一個(gè)字(Word)。對(duì)于51、52系列，這個(gè)規(guī)則是適用的；對(duì)于16位機(jī)，該定義則有所變化。上面的描述如圖2-1所示。我們對(duì)位的標(biāo)識(shí)和描述常常采用bit*(如bit0、bit1…)的形式，但描述數(shù)據(jù)的時(shí)候則常常采用d*(如d0、d1…)的形式，實(shí)際上是同一種事物的不同表達(dá)形式。圖2-1位、字節(jié)、字、存儲(chǔ)單元及地址的描述在8位機(jī)中，總線是8位的，存儲(chǔ)單元的接口常常也是8位的，所以Byte成為了51(52)單片機(jī)的基本訪問單元。為了能夠識(shí)別不同的字節(jié)，單片機(jī)給每個(gè)字節(jié)都有一個(gè)編號(hào)，如圖2-1所示，最開始的單元的編號(hào)為0000H，下一個(gè)單元的編號(hào)為0001H，依次類推。每一個(gè)字節(jié)的編號(hào)都是唯一的，這個(gè)唯一的編號(hào)稱為該字節(jié)的地址。單片機(jī)對(duì)某一個(gè)字節(jié)的訪問是靠地址實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)地址對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，或者說，一個(gè)地址指向一個(gè)字節(jié)。在C程序中，根據(jù)這個(gè)意思定義了指向存儲(chǔ)單元的指針(實(shí)際上就是這里講的地址)和存放指針的指針變量。當(dāng)然，要深入理解這些定義，需先學(xué)好匯編語言，以后學(xué)習(xí)C程序的時(shí)候就可以得心應(yīng)手了。地址的編號(hào)范圍或者編碼范圍稱為地址空間，也就是單片機(jī)的尋址空間。16bit地址的尋址空間為64KB，即0000H～0FFFFH。本書中的表達(dá)習(xí)慣是：在字節(jié)中，最高位在左，最低位在右；在存儲(chǔ)單元中，低地址字節(jié)在下，高地址字節(jié)在上。2.1.28051存儲(chǔ)器的分配

51單片機(jī)的存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)采用的是哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，即將程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，各自有獨(dú)立的尋址方式和控制系統(tǒng)。在物理結(jié)構(gòu)上，51單片機(jī)有4個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，它們分別是片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，并且地址空間有部分重疊，如圖2-2所示。在讀寫邏輯上，51單片機(jī)具有3個(gè)邏輯空間，分別是：

(1)片內(nèi)、外統(tǒng)一編址的64KBROM/FLASH程序存儲(chǔ)器空間(0000H～FFFFH)。

(2)片內(nèi)256BRAM內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間(00H～FFH)。

(3)片外64KBRAM外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間(0000H～FFFFH)。圖2-28051存儲(chǔ)器的分配2.1.3程序存儲(chǔ)器空間設(shè)計(jì)人員編寫的程序就存放在單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中，又稱為“只讀存儲(chǔ)器”(ReadonlyMemory，ROM)?，F(xiàn)在實(shí)際使用的大部分程序存儲(chǔ)器為FLASH存儲(chǔ)器，但在描述時(shí)習(xí)慣使用ROM。很多開發(fā)平臺(tái)具有仿真功能，如果不把程序?qū)懭氲匠绦虼鎯?chǔ)器，那么在單片機(jī)離開仿真環(huán)境后，程序便會(huì)失效。只有寫入程序存儲(chǔ)器的程序，才可以自動(dòng)被單片機(jī)實(shí)際運(yùn)行。

51系列單片機(jī)具有64KB程序存儲(chǔ)器的尋址空間，?這64KB的地址空間是統(tǒng)一編址的，沒有采用片內(nèi)、片外區(qū)分方式。區(qū)分片內(nèi)、片外是由引腳上的電平來指示的。

=1，即接高電平時(shí)，CPU從片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器中讀取程序，當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC值超過片內(nèi)ROM的容量時(shí)，才會(huì)轉(zhuǎn)向外部的程序存儲(chǔ)器讀取程序。

=0，即接低電平時(shí)，CPU從片外的程序存儲(chǔ)器中讀取程序，并輸出選通信號(hào)。此時(shí)，無論CPU內(nèi)部是否有ROM，都不會(huì)被訪問。對(duì)于8031或8032等沒有內(nèi)部ROM的單片機(jī)，一定要使用外部程序存儲(chǔ)器，所以其引腳必須接地。程序存儲(chǔ)器由16位的程序計(jì)數(shù)器指示當(dāng)前地址。片內(nèi)ROM的地址范圍為0000H～0FFFH。單片機(jī)啟動(dòng)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為0000H，系統(tǒng)將從0000H單元開始執(zhí)行程序。訪問時(shí)使用MOVC指令。程序存儲(chǔ)器的0003H～0032H，共48B存儲(chǔ)單元，被保留專門用于中斷處理程序，稱為中斷矢量區(qū)，系統(tǒng)應(yīng)盡量避免使用這一區(qū)域。程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。

0000H～0002H：系統(tǒng)復(fù)位后，PC為0000H，單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。如果程序不從0000H單元開始執(zhí)行，則應(yīng)在這3個(gè)單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，讓系統(tǒng)跳過這一區(qū)域，直接去執(zhí)行用戶指定的程序，如：LJMPMAIN。

0003H～0032H：這48個(gè)單元各有用途，被均勻地分為6段，每一段占用8個(gè)字節(jié)。其定義如表2-1所示。圖2-3程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)表2-1程序存儲(chǔ)器中特殊定義的存儲(chǔ)空間以上地址單元是專門用于存放中斷處理程序的。這些地址單元不能用于存放程序的其他內(nèi)容，只能存放中斷向量。中斷響應(yīng)后，按中斷的類型自動(dòng)轉(zhuǎn)到各自的中斷服務(wù)區(qū)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。一般在中斷響應(yīng)的地址區(qū)存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，指向程序存儲(chǔ)器真正存放中斷服務(wù)程序的空間。這樣中斷響應(yīng)后，CPU讀到這條轉(zhuǎn)移指令，便轉(zhuǎn)向真正存放中斷服務(wù)程序的空間，繼續(xù)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。2.1.4外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也稱為“隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器”(RandomAccessMemory，RAM)。51系列單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在物理邏輯上分為兩個(gè)地址空間，即片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

8051的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存取只能通過MOVX指令來執(zhí)行，當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)充的外部存儲(chǔ)器不大時(shí)，可以使用下列指令：

MOVX A，@Ri

MOVX @Ri，A此時(shí)Ri寄存器中存放的是8位的外部存儲(chǔ)器的地址值，其訪問空間是256B。因此要擴(kuò)充空間的話，這個(gè)指令意義不大。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)充的外部存儲(chǔ)器較大時(shí)，可使用下列指令：

MOVX @DPTR，A

MOVX A，@DPTR這兩條指令都是通過16位的DPTR指針對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取操作，DPTR中必須事先設(shè)置外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址值。因此，對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀寫的格式就成為：

MOV DPTR，#DATA16 ；設(shè)置外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址

MOVX A，@DPTR ；從外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DPTR對(duì)應(yīng)的 ；地址中讀取一個(gè)字節(jié)到A或者

MOV DPTR，#DATA16；設(shè)置外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址

MOVX @DPTR，A ；將A值寫入到外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DPTR對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中去2.1.5內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

8051的內(nèi)部RAM共有256B，通常這些單元按照其功能被劃分為兩部分：

低128B單元(單元地址：00H～7FH)；

高128B單元(單元地址：80H～FFH)。

1.低128B單元這部分結(jié)構(gòu)如圖2-4(a)所示。它由工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、用戶RAM區(qū)三部分組成，不同的地址區(qū)域內(nèi)，功能和操作不完全相同。單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)之一是工作寄存器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是統(tǒng)一編址的。內(nèi)部RAM的00～1FH為工作寄存器區(qū)，共分4個(gè)組，每組有8個(gè)工作寄存器R0～R7，共32個(gè)內(nèi)部RAM單元。在任一時(shí)刻，CPU只能使用其中一組寄存器，并且把正在使用的那組寄存器稱之為當(dāng)前寄存器組。當(dāng)前程序使用的工作寄存器組是由程序狀態(tài)字PSW中的RS1(PSW.4)和RS0(PSW.3)兩位來決定的，用戶可以通過指令改變PSW中的RS1和RS0來切換當(dāng)前工作寄存器組。這種功能給用戶程序保護(hù)寄存器內(nèi)容提供了極大的方便，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)非常有用。PSW狀態(tài)寄存器的狀態(tài)和工作寄存器組的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2-4(b)所示。CPU通過修改PSW中RS1和RS0兩位的狀態(tài)，就能選擇一個(gè)工作寄存器組作為當(dāng)前工作寄存器組。這個(gè)特點(diǎn)使MCS-51具有快速保護(hù)現(xiàn)場的功能，對(duì)提高程序的效率和響應(yīng)中斷的速度是很有利的。若程序中并不需要4個(gè)工作寄存器組，那么剩下的工作寄存器組所對(duì)應(yīng)的單元也可作為一般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。內(nèi)部RAM的20H～2FH單元為位尋址區(qū)。這16個(gè)單元的每一位都有一個(gè)8位的地址，位地址范圍為00H～7FH。位尋址區(qū)的每一位都可以當(dāng)作軟件觸發(fā)器，由程序直接進(jìn)行位處理。在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，通常把各種程序狀態(tài)標(biāo)志、位控制變量設(shè)在位尋址區(qū)內(nèi)。同樣，位尋址區(qū)的RAM單元也可以做一般的數(shù)據(jù)緩沖器使用。圖2-4內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配及功能定義在用戶進(jìn)行實(shí)際的程序設(shè)計(jì)時(shí)，往往需要一個(gè)后進(jìn)先出(LastInFirstOut，LIFO)的RAM區(qū)，以保存CPU的現(xiàn)場。這種后進(jìn)先出的緩沖區(qū)稱為堆棧。SP是堆棧寄存器。MCS-51單片機(jī)的堆棧原則上可以設(shè)在內(nèi)部RAM的任意區(qū)域內(nèi)，但一般設(shè)在30H～7FH的范圍內(nèi)，棧頂?shù)奈恢糜蓷Ｖ羔楽P指出。低128B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作是指令系統(tǒng)中最頻繁的操作。其特點(diǎn)是：片內(nèi)存儲(chǔ)器中任一單元都可以作為直接地址(Direct)或間接地址(@Ri，i=0，1)的形式參與尋址。低128B的間接尋址是通過工作寄存器R0、R1進(jìn)行的，標(biāo)記為：@Ri。

2.高128B單元我們常常把這一部分稱為特殊功能寄存器區(qū)(SpecialFunctionRegister，SFR)。這個(gè)時(shí)候，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器專指低128B單元。特殊功能寄存器是用來對(duì)片內(nèi)各功能模塊進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)特殊功能的RAM區(qū)。MCS—51單片機(jī)片內(nèi)的I/O口鎖存器、定時(shí)器、串行口緩沖器以及各種控制寄存器和狀態(tài)寄存器都以特殊功能寄存器的形式出現(xiàn)，它們位于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的高128B單元中，離散地分布在80H～FFH的地址空間范圍內(nèi)。特殊功能寄存器的總數(shù)為26個(gè)，其中12個(gè)可以位尋址。用戶通過位功能標(biāo)記可以對(duì)這12個(gè)寄存器的任一有效位進(jìn)行操作。此外，還有5個(gè)是8052/8032所特有的，8051/8751/8031無定義。對(duì)于無定義的字節(jié)地址單元，用戶不能做寄存器使用。若訪問沒有定義的單元，則將得到一個(gè)不確定的隨機(jī)數(shù)。特殊功能寄存器的名稱、地址、符號(hào)標(biāo)記、可以位尋址的位地址及位功能標(biāo)記等如圖2-4(c)所示。

3.部分寄存器簡介

1)程序計(jì)數(shù)器(ProgramCounter，PC)

PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址，尋址范圍達(dá)64KB。PC有自動(dòng)加1的功能，以實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。PC在物理上是獨(dú)立的，不屬于SFR，沒有地址，因而是不可尋址的，用戶無法對(duì)它進(jìn)行讀寫。但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令來改變PC的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。

2)累加器(Accumulator，A或者Acc)累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，其功能較多，地位重要。它既可用于存放操作數(shù)，也可用來存放運(yùn)算的中間結(jié)果。MCS—51單片機(jī)的大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器，許多雙操作數(shù)指令中的一個(gè)操作數(shù)也取自累加器。

3)?B寄存器

B寄存器是一個(gè)8位寄存器，主要用于乘、除運(yùn)算。乘法運(yùn)算時(shí)，B是乘數(shù)，乘法操作后，乘積的高8位存放于B中。除法運(yùn)算中，B是除數(shù)，除法操作后，余數(shù)存放于B中。此外，B寄存器也可作為一般數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用。

4)程序狀態(tài)字(ProgramStatusWord，PSW)程序狀態(tài)字是一個(gè)8位寄存器，用于寄存程序運(yùn)行的狀態(tài)信息。其中有些位的狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動(dòng)設(shè)置的，而有些位的狀態(tài)由軟件設(shè)定。PSW的位狀態(tài)可以用專門的指令進(jìn)行測試，也可以用指令讀出。一些條件轉(zhuǎn)移指令將根據(jù)PSW有關(guān)位的狀態(tài)，進(jìn)行程序轉(zhuǎn)移。PSW各位的定義如圖2-5所示。圖2-5PSW各位的定義

CY：進(jìn)位標(biāo)志位。如果指令運(yùn)算結(jié)果高位產(chǎn)生進(jìn)位或借位，則CY被置為“1”，否則為“0”。它在位處理指令中作位累加器用，所以又稱它為“布爾累加器”。

AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志位。根據(jù)指令運(yùn)算結(jié)果的低4位(判斷D3)有無向高4位(判斷D4)進(jìn)位或借位，來進(jìn)行置位。如果有進(jìn)位或借位，則置AC為“1”，否則為“0”。AC也常稱為半字節(jié)進(jìn)位標(biāo)志位，常用于BCD碼調(diào)整。

F0：用戶標(biāo)志位。該標(biāo)志位不是在指令執(zhí)行過程中自動(dòng)形成的，而是由用戶根據(jù)需要通過傳送指令設(shè)置的。該標(biāo)志位可用于決定用戶程序的走向。

RS1和RS0：工作寄存器組選擇標(biāo)志位。該標(biāo)志位用于選擇當(dāng)前工作寄存器組。每個(gè)寄存器組由8個(gè)8位寄存器(R0～R7)組成，通過改變RS1和RS0，可以決定當(dāng)前寄存器的實(shí)際物理地址。該標(biāo)志位與寄存器組的選擇對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2-4(b)所示。

OV：溢出標(biāo)志位。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的絕對(duì)值超過允許的最大值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溢出。在程序執(zhí)行過程中，由硬件自動(dòng)對(duì)該標(biāo)志位設(shè)置。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的A7或者A6中有一位產(chǎn)生進(jìn)位或者借位時(shí)，OV位自動(dòng)置“1”，否則置“0”。其邏輯表達(dá)式為：。

—：保留位，無定義，用戶不能使用。

P：奇偶校驗(yàn)標(biāo)志位。邏輯運(yùn)算后，若運(yùn)算結(jié)果中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則P位自動(dòng)置“1”，否則置“0”。

5)堆棧指針(StackPointer，SP)堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是只允許在其一端進(jìn)行數(shù)據(jù)刪除操作的線性表。數(shù)據(jù)寫入堆棧稱為入棧。數(shù)據(jù)從堆棧中讀出稱為出棧。堆棧操作時(shí)采取“后進(jìn)先出”的操作規(guī)則，英文縮寫為LIFO(Lasst-In，F(xiàn)irstOut)。這里所說的進(jìn)與出就是數(shù)據(jù)的入棧與出棧，即先入棧的數(shù)據(jù)由于存放在棧的底部，因此后出棧；而后入棧的數(shù)據(jù)存放在棧的頂部，因此先出棧。

(1)堆棧的功能。堆棧是為子程序調(diào)用和中斷操作而設(shè)立的。其具體功能有兩個(gè)：保護(hù)斷點(diǎn)和保護(hù)現(xiàn)場。在計(jì)算機(jī)中無論是執(zhí)行子程序或中斷操作，最終都要返回主程序。因此在計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序或中斷服務(wù)之前，必須考慮其返回問題。為此，應(yīng)預(yù)先把主程序的斷點(diǎn)保護(hù)起來，為程序的返回做準(zhǔn)備。計(jì)算機(jī)在轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序或中斷服務(wù)程序后，很可能要使用單片機(jī)中的某些寄存單元，這樣就會(huì)破壞這些寄存單元的原有內(nèi)容。為了既能在子程序或中斷服務(wù)程序中使用這些寄存單元，又能保證在返回主程序之后恢復(fù)這些寄存單元的原有內(nèi)容，在轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序之前要將單片機(jī)中各有關(guān)寄存單元的內(nèi)容保存起來，這就是現(xiàn)場保護(hù)。斷點(diǎn)和現(xiàn)場內(nèi)容保存在哪兒呢？堆棧中?？梢?，堆棧主要是為中斷服務(wù)操作和子程序調(diào)用而設(shè)立的。為了使計(jì)算機(jī)能進(jìn)行多級(jí)中斷嵌套及多重子程序嵌套，還要求堆棧具有足夠的容量(或者說堆棧深度)。該功能對(duì)于單片機(jī)和計(jì)算機(jī)都是一樣的。

(2)堆棧操作。堆棧共有兩種操作：入棧和出棧，如圖2-6所示。出棧是入棧的逆過程。數(shù)據(jù)入棧時(shí)，SP自動(dòng)增1，將數(shù)據(jù)壓入SP所指向的堆棧單元；出棧時(shí)，將SP所指向的堆棧單元內(nèi)的數(shù)據(jù)推出棧，然后SP自動(dòng)減1。棧底是指單片機(jī)初始化SP后，SP所指向的存儲(chǔ)單元；棧頂則是單片機(jī)進(jìn)行堆棧操作時(shí)，SP所指向的存儲(chǔ)單元。SP總是指向棧頂，SP的值就是堆棧棧頂?shù)拇鎯?chǔ)單元地址。隨著出、入棧的操作，棧頂?shù)奈恢靡搽S之改變，所以SP是動(dòng)態(tài)變化的。當(dāng)棧頂和棧底重合時(shí)，堆棧為空。單片機(jī)系統(tǒng)本身并不判斷棧頂?shù)奈恢茫砸沙绦蛟O(shè)計(jì)者編程判斷堆棧是否為空。初學(xué)者在進(jìn)行堆棧操作時(shí)，可以采用入棧次數(shù)和出棧次數(shù)對(duì)等原則，這樣不用再編程判斷堆棧是否為空了。在系統(tǒng)復(fù)位后，棧指針SP的初始值為07H，即為棧底，這樣就與工作寄存器區(qū)域重疊，必須重新定義SP。由內(nèi)部存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖可知，最好把SP的值初始化為30H以后。SP的初始值一旦確定，堆棧的位置也就確定下來。由于SP可初始化為不同值，因此堆棧位置是浮動(dòng)的。圖2-6入棧過程演示

6)數(shù)據(jù)指針(DPTR)數(shù)據(jù)指針(DPTR)是一個(gè)16位寄存器，由8位寄存器DPH和DPL組合而成。其中，DPH為DPTR的高8位，DPL為DPTR的低8位。它既可作為16位數(shù)據(jù)指針用，也可以分開作為兩個(gè)8位寄存器(DPH、DPL)單獨(dú)使用。DPTR可以用來存放片內(nèi)ROM的地址，也可用來存放片外RAM和片外ROM的地址。

AT89S52設(shè)有2個(gè)DPTR，分別為DP0(DP0H、DP0L)和DP1(DP1H、DP1L)，通過特殊功能寄存器AUXR1的DPS位對(duì)其進(jìn)行設(shè)置選擇。當(dāng)DPS?=?0時(shí)，選擇DP0，否則選擇DP1。2.2尋址方式在指令系統(tǒng)中，操作數(shù)是一個(gè)重要的組成部分，它指出運(yùn)算或操作中的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在單元的地址。一般來說，單片機(jī)CPU在規(guī)定的尋址空間快速獲得操作數(shù)的方式稱為尋址方式。尋址方式越豐富，程序設(shè)計(jì)越方便，在某些時(shí)候可以提高程序的執(zhí)行速度；但是也將導(dǎo)致指令系統(tǒng)越復(fù)雜，給程序的學(xué)習(xí)帶來不便。

51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中提供了7種尋址方式，這是單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。下面分別介紹這幾種尋址方式。2.2.1立即尋址當(dāng)指令中的源操作數(shù)為常數(shù)時(shí)，操作碼與操作數(shù)一起存放在程序存儲(chǔ)器中，即操作數(shù)存放的單元緊跟在操作碼存放的單元之后。在取指令時(shí)，直接從程序存儲(chǔ)器中取得該操作數(shù)。這種尋址方式稱為立即尋址。通常把出現(xiàn)在指令中的操作數(shù)稱為立即數(shù)，并用“#”符號(hào)予以標(biāo)記，以說明是立即進(jìn)行操作的數(shù)，而非地址。例如：MOVA，#48H，表示將常數(shù)48H送入累加器A，執(zhí)行過程如圖2-7所示。從該圖可以看出，MOVA，#48H是一條雙字節(jié)指令，74H是操作碼，48H是操作數(shù)，緊跟操作碼之后。圖2-7立即尋址方式(8位立即數(shù))另外，立即數(shù)可以是8位的，也可以是16位的。例如：MOVDPTR，#1234H，其中，“1234H”為16位立即數(shù)，該指令將立即數(shù)的高8位12H送入DPH，將低8位34H送入DPL。該指令的操作碼是90H，操作數(shù)是1234H。其執(zhí)行過程如圖2-8所示。從該圖可以看出，這條指令是3字節(jié)指令。由于立即數(shù)存放在程序存儲(chǔ)器中，不占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，因此只能作為源操作數(shù)。下面給出查看指令的機(jī)器碼和字節(jié)數(shù)等匯編代碼的方法。前面已經(jīng)說明我們要使用的環(huán)境是μV3，并且已經(jīng)做了介紹。要查看某條指令的機(jī)器代碼和編碼形式，可先編寫一個(gè)簡單的程序，包含你要查看的指令；編譯成功后，啟動(dòng)調(diào)試(，找到這個(gè)工具，點(diǎn)擊)；然后在菜單“View”中找到“DisassemblyWindow”選項(xiàng)，如圖2-9所示；這個(gè)時(shí)候就可以根據(jù)設(shè)定的地址找到相關(guān)的指令，如圖2-10所示。建議讀者采用這種方法來觀察和研究指令，這對(duì)深入學(xué)習(xí)匯編指令很有幫助。圖2-8立即尋址方式(16位立即數(shù))圖2-9設(shè)置反匯編窗口顯示圖2-10觀察指令代碼2.2.2直接尋址直接尋址方式就是在指令中直接給出操作數(shù)的地址。此時(shí)，指令的操作數(shù)部分就是操作數(shù)所存放的地址。這里給出的操作數(shù)地址為8位二進(jìn)制地址。例如：MOVA，48H，操作過程如圖2-11所示。其中，“48H”表示直接地址。該指令的功能是把內(nèi)部RAM地址為48H中的內(nèi)容5DH傳送給累加器A。指令的操作碼是E5H。利用直接尋址方式可尋址的存儲(chǔ)空間為：

內(nèi)部RAM低128B，在指令中直接地址以單元地址的形式給出。

對(duì)于特殊功能寄存器，其直接地址還可以用特殊功能寄存器的符號(hào)名稱來表示。如對(duì)累加器A，在指令中可以使用其直接地址0E0H，也可使用其符號(hào)形式A。需特別強(qiáng)調(diào)的是，直接尋址方式是訪問特殊功能寄存器的唯一方法。圖2-11直接尋址方式示意2.2.3寄存器尋址寄存器尋址方式是由指令給出某一寄存器，將該寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。寄存器尋址方式可用于訪問選定的當(dāng)前工作寄存器組R0～R7以及某些特殊功能寄存器，如A、B、DPTR等。值得注意的是，工作寄存器有四組共32個(gè)寄存器，在指令中只能使用當(dāng)前工作寄存器組中的寄存器。因此，使用前需通過對(duì)PSW寄存器RS1、RS0位的設(shè)置來選擇當(dāng)前工作寄存器組，默認(rèn)選擇為0組。例如：MOVA，R1，其執(zhí)行過程如圖2-12所示。該指令將寄存器R1中的內(nèi)容48H傳送到累加器A中。指令的操作碼和操作數(shù)放在同一個(gè)字節(jié)中，因而是單字節(jié)指令。寄存器在單片機(jī)內(nèi)部，因此采用寄存器尋址方式，程序執(zhí)行的速度比其它幾種尋址方式要快,使程序具有較高的處理速度。圖2-12寄存器尋址方式示意圖2.2.4寄存器間接尋址寄存器間接尋址方式是由指令給出某一個(gè)寄存器，該寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)的地址。在這種尋址方式中，存放在寄存器中的內(nèi)容不是操作數(shù)，而是操作數(shù)所在的存儲(chǔ)單元的地址。寄存器間接尋址需要在寄存器的前面加上“@”，以區(qū)分寄存器尋址和寄存器間接尋址。例如：MOVA，@R1，其執(zhí)行過程如圖2-13所示。這條指令的功能是把R1寄存器中的內(nèi)容作為地址所指向的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容傳送給A。該指令為單字節(jié)指令，操作碼為E7H。寄存器間接尋址方式可以訪問的存儲(chǔ)空間有如下幾種情況：

內(nèi)部RAM低128B單元，可以采用R0、R1作為間接尋址的寄存器。圖2-13寄存器間接尋址方式示意圖

內(nèi)部RAM高128B單元(8052/32才有)，只能使用R0、R1作為間接尋址寄存器進(jìn)行間接尋址。

外部RAM。這里有兩種形式：一是采用R0、R1作為間接尋址的寄存器，可尋址256個(gè)單元；二是采用16位的DPTR作為間接尋址的寄存器，可尋址外部RAM的完整64KB地址空間。2.2.5基址加變址尋址這種尋址方式以基址寄存器(DPTR或PC)和變址寄存器A兩者之和作為地址，來讀取程序存儲(chǔ)器中某個(gè)常數(shù)字節(jié)。該指令的格式有以下兩種：

MOVCA，@A+PC該指令以PC作為基址寄存器，A的內(nèi)容作為無符號(hào)整數(shù)和PC的內(nèi)容(下一條指令的起始地址)相加得到一個(gè)16位的地址，將該地址指向的程序存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容送到累加器A中。指令執(zhí)行過程如圖2-14所示。圖2-14基址加變址尋址方式(PC作基址)該指令為單字節(jié)指令，不需改變特殊功能寄存器及PC的狀態(tài)，根據(jù)A的內(nèi)容就可以取出表格中的常數(shù)。但該指令所查詢內(nèi)容只能存放在其后面的256個(gè)單元之內(nèi)，查詢的范圍受到限制，因而被查詢的內(nèi)容常常只能被一段程序所利用。

MOVCA，@A+DPTR該指令以DPTR作為基址寄存器，A的內(nèi)容作為無符號(hào)數(shù)和DPTR的內(nèi)容相加得到一個(gè)16位地址，將該地址指出的程序存儲(chǔ)器單元的內(nèi)容送到累加器A。執(zhí)行過程如圖2-15所示。該指令也是單字節(jié)指令?；芳幼冎穼ぶ贩绞綖椴楸聿僮魈峁┝藰O大的方便。該指令的執(zhí)行結(jié)果只和DPTR及累加器A的內(nèi)容有關(guān)，與該指令存放的地址及常數(shù)表格存放的地址無關(guān)，因此表格的大小和位置可以在64KB程序存儲(chǔ)器中任意安排，表格的內(nèi)容可以為各程序塊公用。圖2-15基址加變址尋址方式(DPTR作基址)2.2.6相對(duì)尋址相對(duì)尋址方式是將計(jì)數(shù)器PC中的當(dāng)前值與指令第二字節(jié)給出的數(shù)相加，結(jié)果作為轉(zhuǎn)移指令的轉(zhuǎn)移地址。轉(zhuǎn)移地址也稱為轉(zhuǎn)移目的地址；PC中的當(dāng)前值稱為基地址；指令第二字節(jié)給出的數(shù)稱為偏移量。由于目的地址是相對(duì)于PC中的基地址而言的，因而這種尋址方式稱為相對(duì)尋址。偏移量為帶符號(hào)的數(shù)，所能表示的范圍為?-128～+127。這種尋址方式主要用于轉(zhuǎn)移指令。例如：SJMPD7H，其執(zhí)行過程如圖2-16所示。當(dāng)前指令地址為0097H，80H為操作碼，D7H為補(bǔ)碼表示的操作數(shù)(rel)，當(dāng)前PC值為0099H(該指令為雙字節(jié)指令)，因此得到的新的跳轉(zhuǎn)地址為0099H?+?0FFD7H?=?0070H?(16bit地址)圖2-16相對(duì)尋址方式2.2.7位尋址

51系列單片機(jī)內(nèi)部RAM中有兩個(gè)區(qū)域可以位尋址：

單片機(jī)RAM的20H～2FH單元，是可位尋址區(qū)域，共16×8=128位。

字節(jié)地址能被8整除的特殊功能寄存器的相應(yīng)位。51系列單片機(jī)有位處理功能，可對(duì)尋址的位進(jìn)行操作，由此產(chǎn)生了位尋址方式。這種尋址方式在指令的操作數(shù)位置上直接給出位地址，例如：

MOVC，2AH.3該指令的功能是把地址2AH中的第4位D3，即2AH.3的值傳送到位累加器CY中。其執(zhí)行過程如圖2-17所示。圖2-17位尋址方式示意圖在51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)中，位地址的表示可以采用以下幾種方式：

直接使用位地址。單片機(jī)內(nèi)部RAM的可位尋址區(qū)為20H～2FH，共16個(gè)單元，16×8=128位，其位地址為00H～7FH。例如，24H單元的0～7位的位地址為20H～27H。

用RAM地址加位序號(hào)表示，如2AH.3，表示2AH單元的D3位。

對(duì)于特殊功能寄存器，其中的可尋址位均有位名稱，可以用位名稱來表示該位，如可用RS0來表示PSW中的D3位(也可以用D0H.3表示)。

對(duì)特殊功能寄存器也可以直接采用符號(hào)加位序號(hào)表示。如PSW中的D3位，可以表示為PSW.3。以上介紹了MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)的7種尋址方式，可用表2-2予以概括。表2-251系列單片機(jī)尋址方式概括2.3數(shù)據(jù)傳送類指令數(shù)據(jù)傳送是單片機(jī)工作時(shí)一種最主要的操作，數(shù)據(jù)傳送指令是編制程序中使用最頻繁的一類指令。除了可以通過累加器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送之外，還可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間或工作寄存器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)傳送類指令是最常用的一類指令，這類指令一般是把源操作數(shù)傳送到目的操作數(shù)，指令執(zhí)行后，源操作數(shù)不變，目的操作數(shù)修改為源操作數(shù)。數(shù)據(jù)傳送類指令一般不影響標(biāo)志位(除非用POP或MOV指令將數(shù)據(jù)傳送到PSW)。數(shù)據(jù)傳送類指令主要有MOV、MOVC、MOVX、XCH、XCHD、SWAP、PUSH、POP，共8種。源操作數(shù)可以采用直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、立即尋址、基址加變址尋址等5種尋址方式；目的操作數(shù)可以采用前3種尋址方式。表2-3列出了51系列單片機(jī)指令系統(tǒng)中全部31條數(shù)據(jù)傳送類指令。該指令的數(shù)據(jù)傳送路徑如圖2-18所示。仔細(xì)對(duì)比傳送路徑，然后對(duì)比表2-3中的指令，這對(duì)于理解、記憶指令尋址方式非常有益。需要注意以下事項(xiàng)：

如果既不包括立即數(shù)，也不包括直接尋址的地址，則該指令為單字節(jié)指令；

若指令中包含直接地址或8位立即數(shù)，則該指令為雙字節(jié)指令；

如果包括兩個(gè)直接地址或8位立即數(shù)，則該指令為3字節(jié)指令；

以DPTR為目的操作數(shù)的數(shù)據(jù)傳送指令，為3字節(jié)指令。圖2-18數(shù)據(jù)傳送類指令的數(shù)據(jù)傳送路徑表2-351單片機(jī)數(shù)據(jù)傳送類指令下面給出部分指令的例程。

分析下面這個(gè)程序段：

MOV48H，#59H ；把立即數(shù)59H送到48H存儲(chǔ)單元

MOVR0，#48H ；把立即數(shù)48H送到寄存器R0中

MOVA，@R0 ；把R0中的數(shù)48H作為地址，將該地址所 ；指向的存儲(chǔ)單元中的數(shù)59H送給A該程序段的執(zhí)行過程如圖2-19所示。當(dāng)然，這里是舉例子。如果只是為了達(dá)到上述目的，則可以根據(jù)需要完成的具體任務(wù)進(jìn)行指令的簡化，即：

要把48H地址單元中的數(shù)據(jù)送給A，采用：

MOVA，48H

要把59H這個(gè)數(shù)據(jù)送給A，采用：

MOVA，#59H

圖2-19內(nèi)部RAM傳送類指令示例1

分析下面這個(gè)程序段：

PUSH52H ；把52H單元中的數(shù)據(jù)壓入堆棧

PUSH53H ；把53H單元中的數(shù)據(jù)壓入堆棧

POP52H ；把堆棧中的數(shù)據(jù)彈出到52H單元中

POP53H ；把堆棧中的數(shù)據(jù)彈出到53H單元中該程序段的執(zhí)行過程如圖2-20所示。上述4條指令的執(zhí)行結(jié)果是把52H、53H兩個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)07H、18H互換。如果僅是為了這個(gè)功能，我們還可以對(duì)其進(jìn)行如下簡化：

借助于一個(gè)中間緩沖單元：

MOVR0，52H

MOV52H，53H

MOV53H，R0圖2-20內(nèi)部RAM傳送類指令示例2

借助于A，直接使用互換指令：

MOVA，52H ；把52H單元中的數(shù)據(jù)07H送到A

XCHA，53H ；把53H單元中的數(shù)據(jù)18H與A中的數(shù)據(jù)07H交換再次強(qiáng)調(diào)，完成同樣的任務(wù)可以有不同的方法，而不同的方法會(huì)占用不同的字節(jié)數(shù)和不同的執(zhí)行時(shí)間。所以在程序編制過程中，需要注意指令的選擇：在高效和精確定時(shí)的程序中，要注意不同指令執(zhí)行需要的機(jī)器周期數(shù)；在強(qiáng)調(diào)存儲(chǔ)空間的節(jié)約和查表程序設(shè)計(jì)時(shí)，要從手冊(cè)中查找指令的字節(jié)數(shù)。2.4存儲(chǔ)器的擴(kuò)展存儲(chǔ)器的擴(kuò)展分為程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。51系列單片機(jī)的程序?qū)ぶ房臻g為64KB，但市場上51系列單片機(jī)內(nèi)部自帶的程序存儲(chǔ)器空間大部分是8KBFlash，能夠滿足一般用戶的需要(有些自帶的程序存儲(chǔ)器空間為16KB、32KB和64KBFlash)?，F(xiàn)在程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展不是關(guān)鍵的問題，大部分用戶不用擴(kuò)展就已夠用。但是，對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器卻依然是個(gè)關(guān)鍵問題，這一方面是因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間太小，另一方面是因?yàn)橥獠吭O(shè)備和外部I/O空間的擴(kuò)展都是按照外部RAM的空間范圍來訪問的。這里為了保持存儲(chǔ)器擴(kuò)展的完整性，分成三個(gè)部分予以介紹：程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展和存儲(chǔ)器空間地址的分配。2.4.1外部程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展由圖2-2已經(jīng)知道，程序存儲(chǔ)器的空間可以擴(kuò)展到64KB，這時(shí)需要將單片機(jī)的引腳接高電平。在程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的情況下，程序可以首先從片內(nèi)的程序存儲(chǔ)器開始順序執(zhí)行，當(dāng)訪問超過內(nèi)部程序存儲(chǔ)器空間時(shí)，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行程序。訪問外部程序存儲(chǔ)器的時(shí)序如圖2-21所示。在CPU訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用端口，先送出外部ROM低8位地址A0～A7，在ALE的下降沿將其鎖存到鎖存器得到PCL，P2口輸出的A8～A15不用鎖存，這樣形成的16位的PC指針便指向外部程序存儲(chǔ)器的相應(yīng)存儲(chǔ)單元，在有效后，指令就出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上。在每個(gè)機(jī)器周期中，ALE信號(hào)兩次有效，每次都在其下降沿鎖存P0口的低8位地址；也兩次有效，用于將程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)總線上。由上面的分析得出兩點(diǎn)重要的信息：一是鎖存器的鎖存信號(hào)應(yīng)當(dāng)是ALE的下降沿；二是外部程序存儲(chǔ)器的地址線是鎖存器的低8位地址和P2口輸出的高8位地址的合成。下面以擴(kuò)展一片2764A(8KB的EPROM)為例，來看一下鎖存器的使用和其他信號(hào)線的連接，電路如圖2-22所示。鎖存器使用74LS373。ALE的每個(gè)下降沿把P0口輸出的8位地址鎖存到74LS373，形成低8位地址A0～A7，和P2口輸出的高5位地址(A8～A12)一起形成13位的地址，尋址2764A內(nèi)部的存儲(chǔ)單元。當(dāng)有效時(shí)，數(shù)據(jù)出現(xiàn)在P0口上,從而進(jìn)入內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。如果需要擴(kuò)展更大的程序存儲(chǔ)器，則連接相應(yīng)的P2口線即可，最大可擴(kuò)展到64KB空間。從后面介紹的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展中，讀者可以了解到更多的地址線連接方法和空間布局的關(guān)系。圖2-21外部程序存儲(chǔ)器訪問時(shí)序圖2-22擴(kuò)展一片2764A2.4.2外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問指令為單字節(jié)雙周期MOVX類指令。其操作時(shí)序如圖2-23所示。分析時(shí)序圖可知：在第一個(gè)機(jī)器周期，用來從程序存儲(chǔ)器讀指令，在S4P2后，將從指令中獲得的外部RAM的地址送出。在這個(gè)周期中，ALE信號(hào)有效兩次：第一次鎖存外部程序存儲(chǔ)器的低8位地址，該地址來源于PCL(如果訪問的是內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，則這個(gè)信號(hào)仍然出現(xiàn))，與P2口送出的PCH一起構(gòu)成16位地址；第二次鎖存外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的低8位地址，該地址來源于Ri(操作數(shù)為@Ri)或DPL(操作數(shù)為@DPTR)，與P2輸出的高8位一起形成16位地址。在第二個(gè)機(jī)器周期，ALE的第一個(gè)有效信號(hào)不再出現(xiàn)，而讀信號(hào)有效，從而把外部RAM中的數(shù)據(jù)送到P0口，進(jìn)入到單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。如果是寫信號(hào)有效，則把P0口送出的數(shù)據(jù)寫入外部RAM。該周期的第二個(gè)ALE仍然有效，沒有操作進(jìn)行。可以看出，信號(hào)只對(duì)訪問程序存儲(chǔ)器有用，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)不起作用。由此可以得到擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的幾個(gè)信息：一是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展中仍然要把地址的低8位進(jìn)行鎖存，其鎖存原理與上面程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的一樣；二是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展中控制信號(hào)只使用、，而沒有使用，所以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器地址可以完全重疊，都是64KB的訪問空間，而不會(huì)產(chǎn)生沖突(但是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與I/O口及外圍設(shè)備是統(tǒng)一編址的，即任何擴(kuò)展的I/O口以及外圍設(shè)備均占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址)。圖2-24所示為擴(kuò)展一片6116靜態(tài)RAM的電路圖。圖2-23外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問時(shí)序圖2-24擴(kuò)展一片6116靜態(tài)RAM的電路圖

6116是2KB?×?8位的靜態(tài)RAM。A0～A10為地址線，I/O0～I(xiàn)/O7為雙向數(shù)據(jù)線；是寫允許；是讀允許；是片選信號(hào)。它們之間的邏輯關(guān)系如表2-4所示。

P2.7連接6116的片選端，如要選中該芯片進(jìn)行操作，則P2.7要置0；不訪問該芯片時(shí)，P2.7要置1。因此，該芯片的地址空間為0****00000000000B～0****11111111111B。2.4.3節(jié)會(huì)作進(jìn)一步解釋。分析下面的程序段：

MOVDPTR，#7132H ；給DPTR賦值7132H

MOVXA，#DPTR ；讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0132H單元的內(nèi)容到A

SWAPA ；把累加器A半字節(jié)交換

MOVX@DPTR，A ；再把A中的數(shù)據(jù)送到外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；0132H單元中整體完成的功能就是把 ；外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0132H單元的內(nèi)容進(jìn)行；了半字節(jié)交換表2-46116控制信號(hào)間的邏輯關(guān)系2.4.3存儲(chǔ)器空間地址的分配在單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中，往往既要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，又要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，還要擴(kuò)展I/O設(shè)備，或者是它們的某種組合。所有的外圍芯片或設(shè)備都可以通過總線與單片機(jī)相連，但是它們不能同時(shí)有效。在MCU的控制下，在同一個(gè)時(shí)刻，只能有一個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在總線上，這樣才可以避免沖突。所以，單片機(jī)要在多個(gè)芯片或設(shè)備之間進(jìn)行切換。這樣就需要進(jìn)行兩種選擇：選擇哪個(gè)芯片或者設(shè)備進(jìn)行工作，稱之為片選；選擇該芯片或者設(shè)備的哪個(gè)單元進(jìn)行訪問，稱之為字選。片選和字選都會(huì)對(duì)該設(shè)備的訪問入口地址和空間造成影響。存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方式如圖2-25所示。下面詳細(xì)分析這些影響。

(1)擴(kuò)展4片6116，?前兩片對(duì)應(yīng)的片選控制線為P2.3、P2.4。?當(dāng)P2.3為0時(shí)，選中6116(1)進(jìn)行訪問(讀或?qū)?；當(dāng)P2.4為0時(shí)，選中6116(2)進(jìn)行訪問?？梢钥闯?，每一根地址線單獨(dú)控制一個(gè)芯片的選擇。這種選擇芯片(片選)的方法稱為線選法。地址線A10～A0用于字選，尋址對(duì)應(yīng)6116內(nèi)部的2KB的存儲(chǔ)空間。6116(3)、6116(4)的片選線來源于74LS138譯碼后的、。另外，單片機(jī)外部擴(kuò)展設(shè)備8279、8255A的片選信號(hào)也來源于74LS138。這4個(gè)設(shè)備的片選信號(hào)是P2.5、P2.6兩位經(jīng)過74LS138譯碼后產(chǎn)生的，這種片選方式稱為譯碼法。片選、字選和設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2-5所示。圖2-25存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方式表2-5片選、字選和設(shè)備的對(duì)應(yīng)關(guān)系

可以看出，單片機(jī)發(fā)出的16位地址里面既包含了片選信號(hào)，也包含了字選信號(hào)。在任一時(shí)刻，只有一個(gè)設(shè)備的片選信號(hào)有效，否則會(huì)導(dǎo)致沖突，發(fā)生錯(cuò)誤。比如，當(dāng)A12為0時(shí)，選中6116(2)，占用數(shù)據(jù)總線進(jìn)行訪問。但是如果A15、A14、A13同時(shí)為011，也就是同時(shí)選中了芯片8255A，這個(gè)時(shí)候總線(D7～D0)既與8255A連通，也與6116(2)連通，發(fā)生了沖突。這種情況必須避免發(fā)生。

“*”可以為0，也可以為1，一般推薦使用1。

(2)線選法的優(yōu)點(diǎn)是硬件電路結(jié)構(gòu)簡單，但一線只能控制一個(gè)設(shè)備，會(huì)造成資源浪費(fèi)；而且，由于片選使用的地址線都是高位地址線(為什么？自己研究一下)，權(quán)重較大，地址空間會(huì)有跳躍。系統(tǒng)中擴(kuò)展的存儲(chǔ)器或者外圍設(shè)備較少使用這種方法。譯碼法的優(yōu)點(diǎn)是地址線的利用率較高，對(duì)應(yīng)的各個(gè)設(shè)備的地址空間是連續(xù)的，因此把這種方法稱為全地址譯碼法(但這種方法會(huì)增加硬件開銷)。系統(tǒng)中需要擴(kuò)展的設(shè)備較多時(shí)，常選用這種方法。地址空間的連續(xù)與跳躍的分析如圖2-26所示。P2.3片選6116(1)，2KB的空間，P2.4片選6116(2)，也是2KB的空間，上面的這兩個(gè)2KB是連續(xù)分布的。但是，如果使用的片選線繼續(xù)向上端靠近，則開始出現(xiàn)跳躍。如使用P2.4片選6116(1)，P2.5片選6116(2)，這個(gè)時(shí)候兩個(gè)芯片的控制地址之間出現(xiàn)2KB的地址空間的跳躍。另外，如表2-5所示，里面的“*”可以為0，也可以為1，所以在這個(gè)段上，地址就出現(xiàn)了重疊，也就是說，同一個(gè)存儲(chǔ)單元或設(shè)備可以有不同的地址對(duì)應(yīng)。單片機(jī)編程者一定要注意空間的這個(gè)特點(diǎn)。圖2-26地址空間的連續(xù)與跳躍

(3)并不是每一種擴(kuò)展設(shè)備都會(huì)完全利用它所擁有的空間資源。?如8255A的空間地址范圍為7800H～7FFFH，但是事實(shí)上8255A只有4個(gè)寄存器需要尋址，其他不用的地址線置1。這樣尋址空間中只有7FFCH、7FFDH、7FFEH、7FFFH4個(gè)地址有用，分別對(duì)應(yīng)四個(gè)寄存器中的一個(gè)(同樣存在地址重疊的問題，請(qǐng)讀者進(jìn)一步分析)。2.5設(shè)計(jì)課目與演練——秘密存放數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的搬移與變換

ORG 0000H ；起始地址偽指令

LJMPSTART ；跳轉(zhuǎn)到程序代碼區(qū)

TABLE: