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80C51系列单片机的内部RAM如何进行扩展的详细方案分析设计

消耗积分:0 | 格式:rar | 大小:0.12 MB | 2018-09-06

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  80C51系列单片机是一类经典的8位微处理器,其设计方法和体系结构一直是其他各类单片机设计的参考典范,自从20世纪80年代面世以后,得到了极大的发展与应用。直到今天,市场上还有一大部分单片机应用成品将其作为处理核心。基于80C51系列单片机无知识产权保护、市场应用广泛等优点,对其进行功能拓展,既有利于经济上节约成本,也有利于成果的推广使用。而随着单片机应用日趋复杂化,传统的51系列单片机在设计上的不足逐渐显现出来。如在现有128字节内部RAM基础上,处理一些比较复杂的算法就显不足。鉴于此,本文在Oregano公司设计的8051 IP核(即下述MC8051)基础上,进行了对其内部RAM高128字节扩展。给出一种新的扩展设计方法,实现了对与一般RAM区地址空间相连的高128字节的间接寻址操作,并以此为基础,对内部RAM进行了可达64 KB的扩展实现,通过了相应的软硬件仿真测试。

 

  1 对MC8051高位128字节的扩展设计

  对MC8051高位128字节的扩展设计主要分3个方面加以说明:一是传统80C51系列的内部基本结构;二是高128字节的寻址方式;三是对IP核内部的RAM地址选择控制。

  1.1 传统80C51系列的内部基本结构

  80C51是经典的单片机系列,具有典型的单片机体系结构,由CPU系统、ROM、RAM、I/O口以及特殊功能寄存器SFR、2个16位定时/计数器、5个中断源和1个串口组成。针对本文所要讨论的内容,这里介绍一下80C51存储结构和寻址方式:80C51系列单片机存储器结构采用哈佛型结构,物理上共分片内外程序存储器、片内外数据存储器4个存储空间。对于数据存储器,片内外数据存储器地址彼此独立,指令寻址各自不同,这里主要关注片内数据存储单元的结构。

  8051单片机共有7种寻址方式,这里只对其中3种作一下简要介绍:立即寻址,操作码后的一个字节就是实际操作数本身;寄存器寻址,操作码后为某一寄存器编号,寄存器的内容为操作数;寄存器间接寻址,其与寄存器寻址的区别在于前者寄存器中的内容就是操作数,而后者寄存器中的内容为操作数地址,此地址指向的寄存器中存入的数据才是实际操作数本身。

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