一、 80C51单片机的存储器结构

80C51单片机的存储器包括两类：程序存储器和数据存储器。

程序存储器用来存放用户程序和常用的表格、常数，采用只读存储器(ROM)作为程序存储器。

数据存储器用来存放程序运行中的数据、中间计算结果等，采用随机访问存储器(RAM)作为数据存储器。

从物理地址上看，MCS-51系列单片机有4个存储器空间，即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。

 二、片内数据存储器

80C51单片机的内部存储器分为内部程序存储器和内部数据存储器，这种程序与数据分开存放的存储器结构称为“哈佛”结构。（所谓哈弗就是数据与程序分开存储，这也是51单片机的缺点：速度不快；对应的是冯诺依曼结构，是数据与程序存储一块。)

因为80C51单片机的内部数据存储器有256个单元，所以单元地址用8位二进制数表示。但这256个单元并不完全是作为数据存储器来使用的，其中低128个单元（地址范围为00H～7FH）是对用户开放的；

高128个单元（80H～FFH）中分散地分布了21个特殊功能寄存器。

片内RAM低128个单元按其用途可分为3个不同的区域，即工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区。

工作寄存器区

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在此区域中共有32个存储单元，其地址范围是00H～1FH，分成4个通用寄存器组，即通用寄存器组0～通用寄存器组3，每组有8个存储单元，构成通用寄存器R0～R7。各组通用寄存器的名称与单元地址的对应关系见表从表可以看出，每个通用寄存器组都包含相同的通用寄存器R0～R7，它们只是地址不同，所以这4个通用寄存器组是不能同时使用的，可以使用程序状态字寄存器（PSW）中的RS1和RS0位来选择当前使用的通用寄存器组，在单片机的初始状态下，当前使用的通用寄存器组为通用寄存器组0。

   

//方法一：改PSW
 
MAIN:
......
......
ACALL DELAY
AJMP MAIN
 
DELAY:
      SETB RS1;
      SETB RS0;//调用通用寄存器3   //也可以PSW|=0x18；
     ........
     ........//寄存器延时
     CLR RS1;
     CLR RS0;//恢复默认状态：调用寄存器0  //也可以PSW&=0xE7;
    RET
END
方法二：不调用寄存器组，申请一片空间
 
MAIN:
......
......
ACALL DELAY
AJMP MAIN
 
DELAY:
     PUSH ACC
D0:     MOV A,00H
      MOV 30H,A
      INC ACC
    CJNE ACC,0FFH,DO
  POP ACC
RET
//这也是c语言中的unsigned char i；存储在RAM中，
由于51单片机本身用户自定义的就不多，最好用方法一
 
 
 

位寻址区

位寻址区位于工作寄存器区之上，它的地址范围是20H～2FH，共16个单元。这16个单元都有单元地址（也称字节地址），可以按单元地址访问其内部存储的8位二进制数，称为单元寻址。另外，这16个单元中的每一位都有一个位地址，也可以按位地址访问所存储的一位二进制数，称为位寻址。所以，位寻址区的单元既可以按单元寻址，也可以按位寻址。这128位的位地址范围是00H～7FH。

例如：MOV   20H,0FFH

          MOV 24H,   11111110B

        MOV   A,   20H;字节寻址：把20h单元的8位2进制数（一字节）送到A=0FF

        MOV C,    20H; 位地址寻址：把20h，代表的一个2进制数送到C=0;

 用户RAM区

从地址30H至7FH共80个单元，把这一存储区域称为用户RAM区。对这个区域的使用，不做任何规定和限制，一般把堆栈设置在此区域。

特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）

80C51单片机有21个特殊功能寄存器，它们分散地分布在80H～FFH地址范围内的21个单元中，剩余的存储单元用户不能使用。

程序存储器

在MCS-51系列单片机中，有些单片机内部含有程序存储器，例如80C51单片机内部含有4KB程序存储器；

无论内部有无程序存储器，外部都可以再扩展程序存储器，扩展的最大容量为64KB，下面以80C51单片机为例加以说明。80C51内部含有4KB ROM，其地址范围是0000H～FFFH。它的外部可以再扩展64KBROM，其地址范围是0000H～FFFFH。从两者的地址对比可以看出，内部程序存储器的地址和外部存储器的低4K地址重叠，地址范围都是0000H～0FFFH。解决的办法就是利用引脚的状态来区分。如果引脚接地，即=0时，就使用64KB的外部程序存储器；如果引脚接高电平，即=1时，就使用4KB的内部程序存储器和外部程序存储器的高60KB空间，如图2.3所示。总之，CPU可访问的程序存储器的最大容量为64KB。注意：由于80C31单片机内部不含有程序存储器，要在片外外接程序存储器，因此它的引脚必须接地。

单片机的程序存储器中有两个具有特殊功能的区域。

 总结

作者观点：总之，对于RAM和ROM，当我们写程序时，把程序烧到ROM，也就是按一定的逻辑形成一系列的逻辑开关，但是在CPU进行运算，转移时需要不断改变开关逻辑，于是RAM孕育而生，但是由于技术限制，RAM不能掉电保存逻辑，也就是电路中各个硅电子不能保存，且工艺限制做的内存大。于是形成了RAM与ROM通过CPU总线联动。

通过51单片机的RAM地址，ROM地址，可以看到，ROM存储程序，通过CPU传递数据，到RAM，而RAM是各个寄存器的集合，按ROM程序形成逻辑，响应CPU，同时传递给ROM信号（这里ROM的逻辑已不变，相当于与或非的各种开关）。