單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統。如今運用最為廣泛的就是C51單片機，其中典型的有80C51和89c51單片機。今天主要以C51單片機存儲器類型及存儲模式為中心而展開的話題。

　　1、80C51存儲器的結構

　　程序存儲器尋址范圍為64KB（用ＰＣ或ＤＰＴＲ），片內數據存儲器尋址范圍為256B，80H-FFH只能間接尋址，片外數據存儲器尋址范圍為64KB（DPTR、P2、@Ri）

　　圖1 80C51程序存儲器系統結構

　　圖2 80C51數據存儲器系統結構

　　2、程序存儲器及其操作

　　程序存儲器用來存放應用程序和表格常數，設計中應用根據要求選擇容量，其最大容量為64KB。單片機復位時，PC指針從0000H地址開始執行，應用程序的第一條指令的入口必須是0000H。程序存儲器中有一些固定的中斷入口地址，這些入口地址不得安放其他程序，而應安放中斷服務程序，這些入口地址如表2.3所列。

　　表1 程序存儲器的固定中斷入口地址

　　程序存儲器的操作有：

　　（1）程序指令的自主操作：按PC指針順序操作。

　　（2）表哥常數的查表操作：用MOVC指令。

　　3、數據存儲器及其操作

　　3.1片內數據存儲器的結構

　　數據存儲器的結構如圖所示。

　　3.2片內數據存儲器的應用特性

　　（1）復用特性：除工作寄存器、位尋址單元有固定空間外，其余沒有使用的都可作數據緩沖區。

　　（2）復位特性：復位時SP=07H、PSW=00H，故棧底在07H，工作寄存器為0組。

　　（2）活動推棧：程序運行中，SP可隨意設置。

　　3.3片內數據存儲器的操作

　　（1）直接尋址操作，如：

　　MOV 30H， #50H； 30H-#50H

　　（2）間接尋址操作，如：

　　MOV R0， #30H； 30H賦給R0

　　MOV A， @R0； A-（（R0））

　　（3）位地址空間操作，如：

　　SETB 00H； 20H的D0位置1

　　（4）工作寄存器的選擇操作，如：

　　MOV PSW， #18H； RS1、RS0置成11

　　（5）堆棧操作，如：

　　MOV SP， #70H； 棧底設在70H

　　3.4片外數據存儲器的操作

　　使用MOVX命令，只能與A交換數據。

　　（1）讀入數據

　　MOVX A， @TPDR

　　或

　　MOVX A， @Ri

　　（2）寫入數據

　　MOVX @TPTR， A

　　或

　　MOVX @Ri， A

　　例如：將片外567FH單元的數寫入累加器A中，用TPDR指針操作為：

　　MOV DPTR， #567FH

　　MOVX A， @DPTR

　　用R0間接尋址操作為：

　　MOV R0， #7FH

　　MOV P2， #56H

　　MOVX A， @R0

　　4．C51存儲類型《？XML:NAMESPACE PREFIX = O /》

　　對于在片外擴充的接口，可以根據硬件形成的地址，用#define語句進行定義，例如：

　　#define unsigned char xdata adAddr_at_0x2000；/*定義了片外接口地址為2000H*/

　　C51編譯器支持80C51及其派生系列的體系結構，并提供對80C51所有存儲區的訪問。每個變量可以用表1中所列的存儲器類型明確地分配到指定的存儲空間。

　　表1 C51存儲類型與80C51存儲空間的關系

　　對內部數據存儲器的訪問比對外部數據存儲器的訪問快許多，因此應當將頻繁使用的變量放在內部數據存儲器，而把較少使用的變量放在外部數據存儲器中。

　　下面用實例說明各種存儲器變量的聲明。

　　（1）程序存儲器變量：程序存儲器的數據不能修改，通常將跳轉向量或表格存放在該區，存儲器類型標識符為code。

　　例如：unsigned char code text［］ = “ENTER PARAMETER”；

　　（2）直接尋址內部數據存儲器變量：可在一個機器周期直接尋址，因此將常用的變量放在data區。存儲器類型標識符為data。

　　例如：unsigned char data flag； /*聲明一個內部直接尋址的無符號字節變量*/

　　（3）間接尋址內部數據存儲器變量：用8位寄存器作為指針尋址內部存儲器。存儲器類型標識符為idata。

　　例如：unsigned char idata buffer［8］； /*聲明一個內部間接尋址的無符號字節數組*/

　　（4）位尋址內部數據存儲器變量：是內部數據存儲器的位尋址區，位變量對需要位操作的數據十分有用，其存儲器類型標識符為bdata。

　　注意：位尋址變量應聲明為全局變量，否則編譯將出錯。

　　例如：unsigned char bdata bStatue； /*定義可位尋址的位變量，在片內RAM中*/

　　sbit statue_0 = bStatue^0； /*定義位變量bStatue的第三位的符號地址*/

　　bit數據類型可以用來訪問用bdata存儲器類型標識聲明的變量的位。

　　外部數據存儲器的聲明與前面例子相似，這里不再說明。

　　如果變量聲明中遺漏存儲器類型標識符，則自動選擇默認的存儲器類型。默認的存儲器類型應用到所有全局變量、靜態變量、函數自變量和不能分配寄存器的自動變量。默認的存儲器類型取決于編譯時的存儲器模式。這都是不同于一般C語言的地方。

　　5．C51的存儲器模式

　　存儲器模式確定了用于函數自變量、自動變量和無明確存儲類型變量的默認存儲器類型。可用編譯器控制指令Small，Compact和Large指定編譯時的存儲器模式。用存儲器類型標識符明確聲明一個變量，優先于默認存儲器類型。

　　（1）Small模式

　　所有變量默認位于80C51內部數據存儲器，這和使用data存儲器類型標識符明確聲明是相同的。該模式變量訪問非常有效，但所有數據對象和堆棧必須適合內部RAM。因為使用的堆棧空間決定于不同函數嵌套的深度，故對堆棧的尺寸要求嚴格。

　　（2）Compact模式

　　所有變量默認位于外部數據存儲器的一頁（256B）內，這和使用pdata存儲器類型標識符明確聲明是相同的。地址高字節通常設置P2，編譯器無法設置這個端口，故必須在啟動代碼中手工設置。該模式能容納最多256B的變量，這個限制是用R0、R1間接尋址造成的。該模式的效率不如Small模式的效率，變量訪問速度不如Small模式的快，但比Large模式快。

　　（3）Large模式

　　所有變量默認位于外部數據存儲器，這和使用xdata存儲器類型標識符明確聲明是相同的。尋址使用數據指針（DPRT），變量訪問效率低，特別是對多字節變量，該模式的數據訪問比Small模式和Compact模式生成的代碼多。

　　一般經常使用Small模式，它可生成最快、最緊湊和最有效的代碼。通常可以明確指定變量的存儲位置。僅當使用Small模式時不適合應用或操作才上升到Compact模式和Large模式。