嵌入式（十八）：单片机存储

1、单片机：计算机系统向“小”和“满足应用需要”方向发展的产物
2、单片机继续在技术支持下向“小而强”和“面向应用需要”方向发展，形成各种各样的的单片机系统
3、单片机小而强对应于嵌入式控制为主（MCU类）、SOC
4、单片机系统与通用计算机系统有很多共同的地方
5、51单片机系统结构：
a、资源：并口P1P2P3，串口，中断，定时器（与计数器实质相同）
b、可以抽象为总线+存储（ROM+RAM）+定时器+串口+并口+中断控制+51核（运算器+控制器+IR+PC）

c、系统扩展接口：
①、P2、P0、P3是并口，但可以复用，作为拓展
②、51是一个8位的计算机，说明CPU里面每次参与运算的数据是8位。一般来讲CPU和总线的宽度是一致的，但不是每次。
d、数据线（D7…D0）与低八位地址线（A7…A0）分时复用，同时与P0口引脚复用。低八位地址在ALE下降沿锁存到373
e、程序存储器与数据存储器/IO访问由PSEN控制
f、每个机器周期=12个时钟周期，单个操作需要机器周期1/2/4
假设S1为晶体周期，首先P0送地址，然后取出指令的地址，分别给P2和P0，然后取出指令（P0），此时由于译码不需要时间，所以可以同时得到指令译码结果，然后从指令译码结果中取出数据地址，分别给P2和P0，然后读数据（P0），传递给相应的位置（指令译码导致信号变化），至此这一指令执行完毕。

g、流水线：取指、译码、执行可以同时进行
6、地址MAP层面：
a、CPU、存储器、IO等单元对象的形式化、规范化标识问题
b、编址：每个单元赋予一个地址码
c、编制方法：地址码如何编写。常见的有：
①、存储器与IO分别编址，如8088
②、存储器与IO地址统一编址，如ARM、多数嵌入式CPU
编址方法对存储器/IO的读写速度有影响，对指令集也有影响
d、寻址：地址在机器指令中的表达方法
e、常见寻址方法：
①、立即数寻址
②、寄存器寻址
③、寄存器间接寻址
④、直接寻址
⑤、相对寻址
⑥、基址+变址间接寻址
7、X86编址：
a、CPU：intel 8086/80286
b、编址方法：IO编址与存储器独立编址
c、存储器地址：1M地址空间（1b/地址，20根地址线）
d、IO编址：1K地址空间（10根地址线）
e、IO地址安排：
系统板（主板）000h-1FFh，给每一个IO接口都有一个端口地址
扩展板（插槽）200h-3FFh
8、51编址：
a、BD：8b（数据总线宽度8，CPU也是8）
b、AD：16b（地址范围为0-2¹⁶）
c、编制方法：分片存储器与IO统一编址，即地址map

程序存储器ROM：0-65535（FFFFh）装程序的
片内数据存储器IO：0-255（FFh）内存，可以有两种寻址方式（上图）
片外数据存储器IO：0-65535（FFFFh）外存，冯氏里就是一个IO设备
区分：三种指令（三位邮递员MOVC、MOV、MOVX），通过指令集的不同来访问不同的地址空间。
d、程序存储器：
只读（ROM）、存储程序和固定数据等，不能写
七个特殊单元（标准51）
0000H：程序复位地址，上电后计算机先来这里执行
0003H：外部中断0入口地址
000BH：定时/计数器0入口地址
0013H：外部中断1入口地址
001BH：定时/计数器1入口地址
0023H：串行口中断入口地址
002BH：定时/计数器2入口地址（52系列）
e、片外存储器IO：
用MOVX指令访问
系统可扩展的片外资源：用户可根据MCS51总线规则，对数据进行各种各样的扩展
片内片外可以改变，及他们可以集成到片内，但逻辑上不同于MOV访问的RAM
f、片内RAM（MOV访问的RAM）
00-7FH（80H-FFH）共128/256单元，需拓展，拓展的部分需要间接寻址
工作寄存器区：00-1F，32单元
位寻址区：20-2F，16单元
通用：30-7F（FF），80（208）单元，就是内存
g、工作寄存器区
分四组：0-3
每组工作寄存器名：R0-R7
Rn在系统中的特殊地位和使用
h、位寻址区
16字节、128位
位地址：00-7FH
位寻址区的特殊作用
i、片内资源（CPU、IO）—SFR，特殊功能寄存器。COU的地址，IO的地址
SFR占用地址：80-FFH。就是磁头和输入输出。
标准51的SFR共21个字节，52为26个
标准51的21个SFR：
①、与CPU工作或状态相关（6个），CPU抽象出来就是这6个寄存器，但还有一个PC，但由于程序不需要进行访问，所以不用给地址：
A：累加器，算术运算和逻辑运算都要用
B：B寄存器，运算中产生溢出时需要辅助A
PSW：程序状态字，表示程序运行的状态（C、AC、F0、RS1、RS0、OV-P），其中RS1和RS0选择四组工作寄存器中的哪一组
SP：堆栈指针，但51里面只有堆，用来管理内存单元
DPH：数据指针（高）
DPL：数据指针（低）DPTR=DPH+DPL
②、与片内IO资源（功能部件）相关（15个）：
定时器：TCON，TMOD，TH1，TL1，TH0，TL0
并口：P0、P1、P2、P3
串口：SBUF、SCON
中断：IE，IP
电源管理：PCON，可以休眠
j、特殊功能寄存器名：编址时，可以用21个特殊功能寄存器（SFR）的名字代替其地址。
k、位地址、位名称：特殊功能寄存器中的有些位赋予了位名称，有些赋予了位地址（80-FFH范围内）。只有那些有位地址的位才能进行位操作，此时他的位名称（如果有）代替其位地址。有些寄存器有寄存器的名称和地址，其中的某些位可能有位名称（变量，字母）或位地址（数字）。