1.2 8051单片机的存储器结构

图1.5所示为8051系列单片机的存储器结构图。在物理上它有4个存储器空间：片内程序存储器和片外程序存储器；片内数据存储器和片外数据存储器。在访问这几个不同的存储器时应采用不同形式的指令。

8051系列单片机的程序存储器ROM地址空间为64 KB，其中带片内ROM型单片机具有4 KB的片内ROM。CPU的控制器专门提供一个控制信号来区分片内ROM和片外ROM的公用地址区：当接高电平时，单片机从片内ROM的4 KB存储器区取指令，当指令地址超过0FFFH后，就自动地转向片外ROM取指令；当接低电平时，所有的取指操作均对片外程序存储器进行，这时片外程序存储器的地址范围为0000H～0FFFFH。

目前一些新型的8051单片机已经可以将64 KB的ROM存储器全部集成到芯片内部，使用时将接高电平，可以减少外部辐射干扰。对于无ROM型的单片机，端必须接地。程序存储器中有些单元是保留给系统使用的：0000H～0002H单元是所有执行程序的入口地址，复位后CPU总是从0000H单元开始执行指令；0003H～002AH单元均匀地分为五段，用于5个中断服务程序的入口。

图1.5 8051系列单片机存储器结构图

8051系列单片机的片外数据存储器RAM也有64 KB的寻址区，在地址上是与ROM重叠的。8051单片机通过不同的信号来选通ROM或RAM。当从外部ROM中取指令时，用选通信号，而从外部RAM中读/写数据时则采用读/写信号或来选通，因此不会因地址重叠而发生混乱。在某些特殊应用场合，如单片机的开发系统等，需要执行存放在数据存储器RAM内的程序，这时可采用将和信号作逻辑与的方法，将8051单片机的外部程序存储器和数据存储器合并为一个64 KB的存储器空间，和信号逻辑与的结果产生一个低电平有效的读选通信号，用于合并的存储器空间寻址。

8051 系列单片机的片内数据存储器RAM有256字节，其中00H～7FH地址空间是直接寻址区，该区域内00H～1FH地址为工作寄存器区，安排了4组工作寄存器，每组占用8个地址单元，记为R0～R7，在某一时刻，CPU只能使用其中任意一组工作寄存器，究竟选择哪一组工作寄存器由程序状态字寄存器PSW中RS0和RS1的状态决定，见表1.1。片内RAM的20H～2FH地址单元为位寻址区，共16字节，每个字节的每一位都规定了位地址，该区域内每个地址单元除了可以进行字节操作之外，还可进行位操作，图1.6所示为片内RAM的位地址分配。

图1.6 8051单片机片内RAM的位地址分配

片内RAM的80H～FFH地址空间是特殊功能寄存器（SFR）区，8051子系列单片机只在该区域内安排了21个特殊功能寄存器，8052子系列单片机则在该区域内安排了26个特殊功能寄器，同时扩展了128字节的间接寻址片内RAM，地址也为80H～FFH，与SFR区地址重叠，但在使用时，可通过指令加以区别。表1.2所示为8051单片机特殊功能寄存器地址及符号表，表中带*号的为可位寻址的特殊功能寄存器。

内部RAM中的各个单元，都可以通过其地址来寻找，而对于工作寄存器，一般使用R0～R7表示，对于特殊功能寄存器，也是直接用其符号名较为方便。需要指出的是，8051单片机的堆栈必须使用片内RAM，而片内RAM空间十分有限，因此要仔细安排堆栈指针SP的值，以保证不会发生堆栈溢出而导致系统崩溃。

表1.2 8051单片机特殊功能寄存器地址及符号表