Глава 1. Архитектура семейства MCS51
Вычислительные машины, системы и сети.
Микроконтроллеры и микропроцессоры
В системах управления
Учебное пособие
Санкт-Петербург
Издательство Политехнического университета
| |
| |
| |
УДК 681.5, 681.325.5 (075.8)
ББК 32.973.202-018.2 я 73
Щ 61
Щербина А. Н.Вычислительные машины, системы и сети. Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления: учеб. пособие / А.Н. Щербина, П.А. Нечаев- СПб.: Из-во Политехн. ун-та, 2012.-226 с.
Соответствует содержанию государственного образовательного стандарта направлений подготовки и специальностей в области управления в технических системах, электроэнергетики и электротехники и содержанию примерной учебной программы дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети».
Рассмотрены фундаментальные вопросы логической организации микропроцессорных систем на примере базовой архитектуры микроконтроллерного семейства MCS-51 фирмы Intel. Описана технология программирования микроконтроллеров на языках Ассемблер и СИ.
Может быть полезным для студентов и преподавателей высших технических заведений, специалистов по автоматизации технологических процессов и производственного оборудования, а также для инженеров-проектировщиков микропроцессорных систем.
Также соответствует содержанию государственного образовательного стандарта дисциплин «Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления» и «Электронные устройства автоматики» бакалаврской, инженерной и магистерской подготовки по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника».
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
© Щербина А. Н., Нечаев П. А., 2012
© Санкт-Петербургский государственный
политехнический университет, 2012
ISBN 978-5-7422-3553-8
Содержание
Введение.. 7
Глава 1. Архитектура семейства MCS51. 10
1.1 Общие характеристики 10
1.2 Структурная схема 11
1.3 Назначение выводов микроконтроллера 8051 15
1.4 Организация памяти 17
1.4.1 Память программ (ПЗУ) 18
1.4.2 Память данных (ОЗУ) 19
1.4.3 Регистры специальных функций. 20
1.4.4 Регистр флагов (PSW) 23
1.5 Устройство управления и синхронизации 26
1.6 Организация портов ввода-вывода 27
1.6.1 Общие сведения. 27
1.6.2 Альтернативные функции. 27
1.7. Таймеры / счетчики микроконтроллеров семейства 8051. 28
1.7.1. Структура таймеров-счетчиков. 28
1.7.2 Режимы работы таймеров-счетчиков. 30
1.8. Последовательный порт 32
1.8.1. Структура последовательного порта. 32
1.8.2. Регистр управления/статуса приемопередатчика SCON.. 34
1.8.3. Регистр управления мощностью PCON.. 36
1.9. Система прерываний 37
1.9.1. Структура системы прерываний. 37
1.9.2 Выполнение подпрограммы прерывания. 40
Глава 2. Особенности микроконтроллера 80C51GB.. 42
2.1 Функциональные особенности 42
2.2 Порты I/O P0-P5 43
2.2.1 Функционирование портов ввода-вывода. 43
2.2.2 Запись в порт.. 46
2.3 Особенности системы прерываний 8XC51GB.. 49
Разрешение/запрещение прерываний. 50
Управление приоритетами прерываний. 51
Внешние прерывания. 54
2.3. Узел АЦП 56
2.4. Аппаратный сторожевой таймер 61
2.5. Обнаружение сбоя тактового генератора 63
2.6. Матрица программируемых счётчиков РСА 64
2.6.1. Структура PCA.. 64
2.6.2. Регистр режима счётчика РСА (CMOD) 66
2.6.3. Регистр управления счётчика РСА (CON) 67
2.6.4. Модули сравнения/фиксации. 68
2.7. Расширенный последовательный порт 76
2.8. Таймеры/счетчики 79
Расположение выводов микроконтроллеров группы 8XC51GB.. 86
Глава 3. Программирование MK 8051GB.. 89
3.1. Программная модель 89
3.2 Типы данных 93
3.3 Способы адресации данных 93
3.4 Система команд 95
3.4.1 Общая характеристика. 95
3.4.2 Типы команд. 96
3.4.3 Типы операндов. 97
3.4.4 Команды пересылки данных микроконтроллера. 98
3.4.5 Команды арифметических операций 8051. 101
3.4.6 Команды логических операций микроконтроллера 8051. 104
3.4.7 Команды операций над битами микроконтроллера 8051. 106
3.5 Отладка программ 111
Глава 4. Язык программирования ASM-51. 112
4.2 Запись текста программы 113
4.3 Алфавит языка. 114
4.4 Идентификаторы. 115
4.5 Числа 117
4.6 Директивы 118
4.7 Реализация подпрограмм на языке ASM51 122
4.7.1 Структура подпрограммы-процедуры на языке ASM51. 122
4.7.2 Передача переменных-параметров в подпрограмму. 123
4.7.3 Реализация подпрограмм-функций на языке ASM51. 123
4.7.4 Реализация подпрограмм обработки прерываний на языке ASM51. 124
4.8 Структурное программирование на языке ассемблера. 125
4.9 Особенности трансляции многомодульных программ.. 126
4.10 Использование сегментов 128
4.10.1 Разбиение памяти МК на сегменты.. 128
4.10.2 Абсолютные сегменты памяти. 129
4.10.2 Перемещаемые сегменты памяти. 131
Глава 5. Язык программирования С-51. 134
5.1 Общая характеристика языка 134
5.3 Структура программ С-51 136
5.3. Элементы языка программирования С-51 138
5.3.1. Символы.. 138
5.3.2. Лексические единицы, разделители и использование пробелов. 141
5.3.3 Идентификаторы.. 142
5.3.4 Ключевые слова. 143
5.3.5 Константы.. 143
5.4. Выражения в операторах языка 146
программирования C-51 146
5.5. Приоритеты выполнения операций 148
5.6. Операторы языка программирования C-51 149
5.6.1. Операторы объявления. 150
5.6.2 Исполняемые операторы.. 150
5.6.3 Оператор присваивания. 151
5.6.4 Условный оператор. 151
5.6.5 Структурный оператор {}. 152
5.6.6 Оператор цикла for. 152
5.6.7 Оператор цикла с проверкой условия до тела цикла while. 153
5.6.8 Оператор цикла с проверкой условия после тела цикла do while. 154
5.6.9 Оператор break. 155
5.6.10 Оператор continue. 155
5.6.11 Оператор выбора switch. 155
5.6.12 Оператор безусловного перехода goto. 157
5.6.13 Оператор выражение. 158
5.6.14 Оператор возврата из подпрограммы return. 158
5.6.15 Пустой оператор. 158
5.7. Объявление переменных в языке программирования C-51. 159
5.7.1. Объявление переменной. 159
5.7.2 Категории типов данных. 160
5.7.3 Целые типы данных. 161
5.7.4 Числа с плавающей запятой. 162
5.7.5 Переменные перечислимого типа. 162
5.7.6. Объявление массивов в языке программирования C-51. 164
5.7.7. Структуры.. 165
5.7.8. Объединения (смеси) 166
5.8. Использование указателей в языке C-51 167
5.8.1. Объявление указателей. 167
5.8.2. Нетипизированные указатели. 168
5.8.3. Память зависимые указатели. 169
5.9. Объявление новых типов переменных 169
5.10. Инициализация данных 170
5.11. Использование подпрограмм в языке программирования С-51. 170
5.11.1. Определение подпрограмм.. 171
5.11.2. Параметры подпрограмм.. 173
5.11.3. Предварительное объявление подпрограмм.. 174
5.11.4 Вызов подпрограмм.. 176
5.11.5 Рекурсивный вызов подпрограмм.. 176
5.11.6 Подпрограммы обработки прерываний. 177
5.11.7 Области действия переменных и подпрограмм.. 178
5.12. Многомодульные программы 179
Глава 6. Подготовка программ в интегрированной среде разработки Keil μVision2. 182
6.1 Создание проекта на языке ASM-51 182
6.2 Пример создания проекта на языке C для учебного контроллера в интегрированной среде разработки Keil μVision2 188
Глава 7. Описание учебного контроллера.. 199
7.1. Структура контроллера 199
7.2. Адресное пространство 200
7.2.1. Распределение памяти. 200
7.2.2 Внешняя память. 201
7.2.3. Внутренняя память данных. 202
7.3. Распределение портов ввода-вывода 202
7.4. Последовательный порт………………………………...203
7.5. Работа с ЖКИ 205
7.6. Панели контроллера…………………………………………………213
Приложение П1. Рекомендуемые темы лабораторных работ 214
ПРИЛОЖЕНИЕ П2 СТРУКТУРА ОТЧЁТА О ЛАБРОРАТОРНОЙ РАБОТЕ……..217
Приложение П3 Коды машинных команд. 217
Список литературы... 224
Введение
В освоении специальностей, связанных с автоматизацией технологических процессов и производств, изучение микроконтроллеров является одним из важных разделов.
В мире происходит непрерывное развитие и появление все новых и новых 16- и 32-разрядных микроконтроллеров и микропроцессоров, но наибольшая доля мирового микропроцессорного рынка и по сей день остается за 8-разрядными устройствами. По всем прогнозам аналитических компаний на ближайшее время, лидирующее положение 8-разрядных микроконтроллеров на мировом рынке сохранится.
В настоящее время среди всех 8-разрядных микроконтроллеров семейство MCS-51 является несомненным лидером по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации. Оно получило свое название от первого представителя этого семейства — микроконтроллера 8051. Удачный набор периферийных устройств, возможность гибкого выбора внешней или внутренней программной памяти и приемлемая цена обеспечили этому микроконтроллеру успех на рынке.
Достоинства семейства MCS-51:
· архитектура, являющаяся стандартом де-факто;
· чрезвычайная широта семейства и разнообразие возможностей;
· наличие высокопроизводительных и расширенных версий процессоров;
· значительное число свободно доступных программных и аппаратурных наработок;
· легкость аппаратного программирования, в т. ч. и внутрисхемного;
· дешевизна и доступность базовых чипов;
· наличие специализированных версий контроллеров для особых условий применения
· наличие версий контроллеров с пониженным уровнем электромагнитных помех;
· широкая известность среди разработчиков старшего поколения, как в мире, так и в странах СНГ;
· поддержка архитектуры ведущими учебными заведениями мира.
И, наконец, главное преимущество: освоив базовый чип семейства, легко начнеть работать с такими вычислительными «монстрами», как микроконтроллеры Cygnal, Dallas Semiconductor, Analog Devices, Texas Instruments.
В состав семейства MCS-51 входит целый ряд микросхем от самых простых микроконтроллеров до достаточно сложных. На сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров семейства 8051, выпускаемых почти 20-ю компаниями. Каждый год появляются все новые варианты представителей этого семейства.
Основными направлениями развития являются:
· увеличение быстродействия (повышение тактовой частоты и переработка архитектуры);
· снижение напряжения питания и энергопотребления;
· увеличение объема ОЗУ и FLASH памяти на кристалле с возможностью внутрисхемного программирования;
· введение в состав периферии микроконтроллера сложных устройств типа системы управления приводами, CAN и USB интерфейсов и т.п.
Микроконтроллеры семейства MCS-51 позволяют выполнять как задачи управления различными устройствами, так и реализовывать отдельные узлы аналоговой схемы. Все микросхемы этого семейства работают с одной и той же системой команд. Большинство из них выполняется в одинаковых корпусах с совпадающей цоколевкой (нумерация ножек для корпуса). Это позволяет использовать для разработанного устройства микросхемы разных фирм - производителей без переделки принципиальной схемы устройства и программы.
Основными производителями разновидностей 51-го семейства в мире являются фирмы Philips, Siemens, Intel, Atmel, Dallas, Temic, Oki, AMD, MHS, Gold Star, Winbond, Silicon Systems и ряд других.
Характеристики аналогов микроконтроллеров семейства MCS-51 (Intel 8XC51FA, 8XC51GB, 80С152) с расширенными возможностями приведены в табл. В.1.
Таблица В.1
| ОЗУ | ПЗУ | РСА | АЦП | WDT | T/C | Послед. Каналы | Особенности | |
| Atmel: AT89C2051 | ||||||||
| - | - | - | - | UART | Flash 2 Кб | |||
| AT89C4051 | - | - | - | - | UART | Flash 4 Кб | ||
| AT89S4D12 | 128K | - | - | - | UART, SPI | Flash 4 Кб | ||
| DALLAS Semiconductor: DS5000FP | ||||||||
| - | - | - | + | UART | Bootstrap loader | |||
| DS5001FP | - | - | - | + | UART | Bootstrap loader | ||
| DS8xC520 | 16K | - | - | + | 2xUART | 2 DPTR | ||
| SIEMENS: C505C | ||||||||
| 16K | - | + | + | UART, CAN | 8 DPTR | |||
| C515C | 64K | - | + | + | UART+ SSC+CAN | 4 ШИМ, 8 DPTR | ||
| Philips: *89C51RA+ | ||||||||
| - | + | - | + | UART | 2 DPTR, 4 ур. прер., clock out, Flash 8K | |||
| P51XAG1x | 8K | - | - | + | 2 UART | |||
| Intel: 8xC51RA | ||||||||
| 8K | - | + | + | UART | 4 уровня IRQ, clock out | |||
| 8XC196KC | 64K | 16K | - | + | - | UART | 3 ШИМ | |
| 80C196KB | 64K | 8K | - | + | - | UART | ШИМ |
Глава 1. Архитектура семейства MCS51
8-разрядные однокристальные микроконтроллеры семейства MCS-51 приобрели большую популярность у разработчиков микропроцессорных систем контроля благодаря удачно спроектированной архитектуре. Архитектура микроконтроллера – это совокупность внутренних и внешних программно-доступных аппаратных ресурсов и системы команд. Архитектура семейства MCS-51 в значительной мере предопределяется ее назначением - построение компактных и дешевых цифровых устройств. Микроконтроллеры, выполняющие все функции микроЭВМ с помощью единственной микросхемы, получили название однокристальных ЭВМ (ОЭВМ).
Фирма Intel выпустила около 50 моделей на базе операционного ядра микроконтроллера Intel 8051. Одновременно многие другие фирмы, такие как Atmel, Philips, начали производство своих микроконтроллеров, разработанных в стандарте MCS-51.
Общие характеристики
Основные характеристики семейства:
· 8-разрядный центральный процессор (ЦП), ориентированный на управление исполнительными устройствами;
· ЦП имеет встроенную схему 8-разрядного аппаратного умножения и деления чисел;
· наличие в наборе команд большого количества операций для работы с прямоадресуемыми битами даёт возможность говорить о процессоре для работы с битовыми данными (булевом процессоре);
· внутренняя (расположенная на кристалле) память программ масочного или репрограммируемого типа, имеющая для различных кристаллов объём от 4 до 32 Кб, в некоторых версиях она отсутствует;
· не менее чем 128 байтное резидентное ОЗУ данных, которое используется для организации, регистровых банков, стека и хранения пользовательских данных;
· не менее 32-х двунаправленных интерфейсных линий (портов), индивидуально настраиваемых на ввод или вывод информации;
· два 16-битных многорежимных счетчика/таймера, используемых для подсчёта внешних событий, организации временных задержек и тактирования коммуникационного порта;
· двунаправленный дуплексный асинхронный приемопередатчик (UART), предназначенный для организации каналов связи между микроконтроллером и внешними устройствами с широким диапазоном скоростей передачи информации. Имеются средства для аппаратно-программного объединения микроконтроллеров в связанную систему;
· двухуровневая приоритетная система прерываний, поддерживающая не менее 5 векторов прерываний от 4-х внутренних и 2-х внешних источников событий;
· встроенный тактовый генератор.
Структурная схема
Структурная схема контроллера представлена на рис.1.1 и состоит из следующих основных функциональных узлов: блока управления, арифметико-логического устройства, блока таймеров/счетчиков, блока последовательного интерфейса и прерываний, программного счетчика, памяти данных и памяти программ. Двусторонний обмен осуществляется с помощью внутренней 8-разрядной магистрали данных. По такой схеме построены практически все представители семейства MCS-51. Различные микросхемы этого семейства различаются только регистрами специального назначения (в том числе и количеством портов).
Блок управления и синхронизации (Timing and Control) - предназначен для выработки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков ОЭВМ во всех допустимых режимах ее работы. В состав блока управления входят:
устройство формирования временных интервалов;
логика ввода-вывода;
регистр команд;
регистр управления потреблением электроэнергии;
дешифратор команд, логика управления ЭВМ.
Рис. 1.1. Структурная схема контроллера I8051.
Устройство формирования временных интервалов предназначено для формирования и выдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов. Количество машинных циклов определяет продолжительность выполнения команд. Практически все команды ОЭВМ выполняются за один или два машинных цикла, кроме команд умножения и деления, продолжительность выполнения которых составляет четыре машинных цикла. Обозначим частоту задающего генератора через Fг. Длительность машинного цикла равна 12/Fг или составляет 12 периодов сигнала задающего генератора. Логика ввода - вывода предназначена для приема и выдачи сигналов, обеспечивающих обмен информации с внешними устройствами через порты ввода вывода Р0-Р3.
Регистр команд предназначен для записи и хранения 8-ми разрядного кода операции выполняемой команды. Код операции, с помощью дешифратора команд и логики управления ЭВМ, преобразуется в микропрограмму выполнения команды.
Регистр управления потреблением (PCON) позволяет останавливать работу микроконтроллера для уменьшения потребления электроэнергии и уменьшения уровня помех от микроконтроллера. Еще большего уменьшения потребления электроэнергии и уменьшения помех можно добиться, остановив задающий генератор микроконтроллера. Этого можно достичь при помощи переключения бит регистра управления потреблением PCON. Для варианта изготовления по технологии n-МОП (серия 1816 или иностранных микросхем, в названии которых в середине отсутствует буква 'c') регистр управления потреблением PCON содержит только один бит, управляющий скоростью передачи последовательного порта SMOD, а биты управления потреблением электроэнергией отсутствуют.
Арифметико-логическое устройство (ALU) представляет собой параллельное восьмиразрядное устройство, обеспечивающее выполнение арифметических и логических операций. АЛУ состоит из:
регистров аккумулятора, регистров временного хранения TMP1 и TMP2;
ПЗУ констант;
сумматора;
дополнительного регистра (регистра В);
аккумулятора (ACC);
регистра состояния программ (PSW).
Регистр аккумулятор и регистры временного хранения - восьмиразрядные регистры, предназначенные для приема и хранения операндов на время выполнения операций над ними. Эти регистры программно не доступны.
ПЗУ констант обеспечивает выработку корректирующего кода при двоично-десятичном представлении данных, кода маски при битовых операциях и кода констант.
Параллельный восьмиразрядный сумматор представляет собой схему комбинационного типа с последовательным переносом, предназначенную для выполнения арифметических операций сложения, вычитания и логических операций сложения, умножения, неравнозначности и тождественности.
Регистр B - восьмиразрядный регистр, используемый во время операций умножения и деления. Для других инструкций он может рассматриваться как дополнительный сверхоперативный регистр.
Аккумулятор - восьмиразрядный регистр, предназначенный для приема и хранения результата, полученного при выполнении арифметико-логических операций или операций сдвига
Блок последовательного интерфейса и прерываний (ПИП) предназначен для организации ввода - вывода последовательных потоков информации и организации системы прерывания программ. В состав блока входят:
буфер ПИП;
логика управления;
регистр управления;
буфер передатчика;
буфер приемника;
приемопередатчик последовательного порта;
регистр приоритетов прерываний;
регистр разрешения прерываний;
логика обработки флагов прерываний и схема выработки вектора.
Счетчик команд (Program Counter) предназначен для формирования текущего 16-разрядного адреса внутренней памяти программ и 8/16-разрядного адреса внешней памяти программ. В состав счетчика команд входят 16-разрядные буфер РС, регистр РС и схема инкремента (увеличения содержимого на 1).
Память данных (RAM) предназначена для временного хранения информации, используемой в процессе выполнения программы.
Порты P0, P1, P2, P3 являются квазидвунаправленными портами ввода - вывода и предназначены для обеспечения обмена информацией ОЭВМ с внешними устройствами, образуя 32 линии ввода- вывода.
Регистр состояния программы (PSW) предназначен для хранения информации о состоянии АЛУ при выполнении программы.
Память программ (EPROM) предназначена для хранения программ и представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). В разных микросхемах применяются масочные, стираемые ультрафиолетовым излучением или FLASH ПЗУ.
Регистр указателя данных (DPTR) предназначен для хранения 16 - разрядного адреса внешней памяти данных.
Указатель стека (SP) представляет собой восьмиразрядный регистр, предназначенный для организации особой области памяти данных (стека), в которой можно временно сохранить любую ячейку памяти.
1.3 Назначение выводов микроконтроллера 8051 (рис. 1.2)
· Uss — потенциал общего провода ("земли");
· Ucc — основное напряжение питания +5 В;
· X1,X2 — выводы для подключения кварцевого резонатора;
· RST — вход общего сброса микроконтроллера;
· PSEN — разрешение внешней памяти программ, выдается только при обращении к внешнему ПЗУ;
· ALE — строб адреса внешней памяти;
· ЕА — отключение внутренней программной память; уровень 0 на этом входе заставляет микроконтроллер выполнять программу только из внешнего ПЗУ; игнорируя внутреннее(если последнее имеется);
Рис. 1.2. Назначение выводов 8051.
· P1 — восьмибитный квазидвунаправленный порт ввода/вывода, каждый разряд порта может быть запрограммирован как на ввод, так и на вывод информации, независимо от состояния других разрядов;
· P2 — восьмибитный квазидвунаправленный порт, аналогичный Р1, выводы этого порта используются для выдачи адресной информации при обращении к внешней памяти программ или данных (если используется 16-битовая адресация последней). Кроме того, выводы порта используются при программировании для ввода в микроконтроллер старших разрядов адреса;
· РЗ — восьмибитный квазидвунаправленный порт, аналогичный Р1, выводы этого порта могут выполнять ряд альтернативных функций, которые используются при работе таймеров, порта последовательного ввода-вывода, контроллера прерываний, и внешней памяти программ и данных;
· P0 — мультиплексируемый восьмибитный двунаправленный порт ввода-вывода информации, через этот порт в разные моменты времени выводятся младший байт адреса и данные.
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
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.
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 | ||
| 2E | ||||||||
| 2D | 6F | 6E | 6D | 6C | 6B | 6A | ||
| 2C | ||||||||
| 2B | 5F | 5E | 5D | 5C | 5B | 5A | ||
| 2A | ||||||||
| 4F | 4E | 4D | 4C | 4B | 4A | |||
| 3F | 3E | 3D | 3C | 3B | 3A | |||
| 2F | 2E | 2D | 2C | 2B | 2A | |||
| 1F | 1E | 1D | 1C | 1B | 1A | |||
| 0F | 0E | 0D | 0C | 0B | 0A | |||
| 20h |
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.