1. 单片机存储器主要由哪几个部分组成,如何使用
存储器由存储体、地址译码器和控制电路组成。
1)存储体是存储数据信息的载体。由一系列存储单元组成,每个存储单元都有确定的地址。存储单元通常按字节编址,一个存储单元为一个字节,每个字节能存放一个8位二进制数。就像一个大仓库,分成许多房间,大仓库相当于存储体,房间相当于字节,房间都有编号,编号就是地址。
2)地址译码器将CPU发出的地址信号转换为对存储体中某一存储单元的选通信号。相当于CPU给出地址,地址译码器找出相应地址房间的钥匙。通常地址是8位或1 6位,输入到地址译码器,产生相应的选通线,8位地址能产生28=256根选通线,即能选通256字节。16位地址能产生216=65536=64K根选通线,即能选通64K字节。当然要产生65536根选通线是很难想象的,实际上它是分成256根行线和256根列线,256 X 256=65536,合起来能选通65536个存储单元。
3)存储器控制电路包括片选控制、读/写控制和带三态门的输入/输出缓冲电路。
①片选控制确定存储器芯片是否工作。
②读/写控制确定数据传输方向;若是读指令,则将已被选通的存储单元中的内容传送到数据总线上;若是写指令,则将数据总线上的数据传送到已被选通的存储单元中。
③带三态门的输入/输出缓冲电路用于数据缓冲和防止总线上数据竞争。数据总线相当于一条车流频繁的大马路,必须在绿灯条件下,车辆才能进入这条大马路,否则要撞车发生交通事故。同理,存储器的输出端是连接在数据总线上的,存储器中的数据是不能随意传送到数据总线上的。例如,若数据总线上的数据是“1”(高电平5V),存储器中的数据是“0”(低电平OV),两种数据若碰到一起就会发生短路而损坏单片机。因此,存储器输出端口不仅能呈现“1”和“O”两种状态,还应具有第三种状态“高阻"态。呈“高阻"态时,它们的输出端口相当于断开,对数据总线不起作用,此时数据总线可被其他器件占用。当其他器件呈“高阻"态时,存储器在片选允许和输出允许的条件下,才能将自己的数据输出到数据总线上。
2. 单片机的存储器结构
通过上面的实验我们已经知道:一盏灯亮或者说一根线的电平的高低,能代表两种状态:0和1。实际上这就是一个二进制位,因此我们就把一根线称之为一“位”,用BIT表示。
什么是字节:
一根线能表于0和1,两根线能表达00,01,10,11四种状态,也就是能表于0到3,而三根能表达0-7,计算机中常常用8根线放在一起,同时计数,就能表过到0-255一共256种状态。这8根线或者8位就称之为一个字节(BYTE)。不要问我为什么是8根而不是其它数,因为我也不知道。(计算机世界是一本人造的世界,不是自然界,很多事情你无法问为什么,只能说:它是一种规定,大家在以后的学习过程中也要注意这个问题)
存储器的工作原理:
1、存储器构造
存储器就是用来存放数据的地方。它是利用电平的高低来存放数据的,也就是说,它存放的实际上是电平的高、低,而不是我们所习惯认为的1234这样的数字,这样,我们的一个谜团就解开了,计算机也没什么神秘的吗。
图2
图3
让我们看图2。单片机里面都有这样的存储器,这是一个存储器的示意图:一个存储器就象一个个的小抽屉,一个小抽屉里有八个小格子,每个小格子就是用来存放“电荷”的,电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉,至于电荷在小格子里是怎样存的,就不用我们操心了,你能把电线想象成水管,小格子里的电荷就象是水,那就好理解了。存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方,我们称之为一个“单元”。
有了这么一个构造,我们就能开始存放数据了,想要放进一个数据12,也就是00001100,我们只要把第二号和第三号小格子里存满电荷,而其它小格子里的电荷给放掉就行了(看图3)。可是问题出来了,看图2,一个存储器有好多单元,线是并联的,在放入电荷的时候,会将电荷放入所有的单元中,而释放电荷的时候,会把每个单元中的电荷都放掉,这样的话,不管存储器有多少个单元,都只能放同一个数,这当然不是我们所希望的,因此,要在结构上稍作变化,看图2,在每个单元上有个控制线,我想要把数据放进哪个单元,就给一个信号这个单元的控制线,这个控制线就把开关打开,这样电荷就能自由流动了,而其它单元控制线上没有信号,所以开关不打开,不会受到影响,这样,只要控制不一样单元的控制线,就能向各单元写入不一样的数据了,同样,如果要某个单元中取数据,也只要打开对应的控制开关就行了。
2、存储器译码
那么,我们怎样来控制各个单元的控制线呢?这个还不简单,把每个单元元的控制线都引到集成电路的外面不就行了吗?事情可没那么简单,一片27512存储器中有65536个单元,把每根线都引出来,这个集成电路就得有6万多个脚?不行,怎么办?要想法减少线的数量。我们有一种办法称这为译码,简单介绍一下:一根线能代表2种状态,2根线能代表4种状态,3根线能代表几种,256种状态又需要几根线代表?8种,8根线,所以65536种状态我们只需要16根线就能代表了。
(图4)
3、存储器的选片及总线的概念
至此,译码的问题解决了,让我们再来关注另外一个问题。送入每个单元的八根线是用从什么地方来的呢?它就是从计算机上接过来的,一般地,这八根线除了接一个存储器之外,还要接其它的器件,如图4所示。这样问题就出来了,这八根线既然不是存储器和计算机之间专用的,如果总是将某个单元接在这八根线上,就不好了,比如这个存储器单元中的数值是0FFH另一个存储器的单元是00H,那么这根线到底是处于高电平,还是低电平?岂非要打架看谁历害了?所以我们要让它们分离。办法当然很简单,当外面的线接到集成电路的管脚进来后,不直接接到各单元去,中间再加一组开关(参考图4 )就行了。平时我们让开关关闭着,如果确实是要向这个存储器中写入数据,或要从存储器中读出数据,再让开关接通就行了。这组开关由三根引线选择:读控制端、写控制端和片选端。要将数据写入片中,先选中该片,然后发出写信号,开关就合上了,并将传过来的数据(电荷)写入片中。如果要读,先选中该片,然后发出读信号,开关合上,数据就被送出去了。注意图4,读和写信号同时还接入到另一个存储器,但是由于片选端不一样,所以虽有读或写信号,但没有片选信号,所以另一个存储器不会“误会”而开门,造成冲突。那么会不一样时选中两片芯片呢?只要是设计好的系统就不会,因为它是由计算控制的,而不是我们人来控制的,如果真的出现同时出现选中两片的情况,那就是电路出了故障了,这不在我们的讨论之列。
3. 简述单片机存储结构的特点
单片机存储器分RAM和ROM两部分,RAM分内部RAM和外部扩展RAM,内部RAM也就是寄存器,51单片机有128字节容量,52单片机有256字节容量,扩展RAM和ROM地址是重合的,但又互相独立,通过不同指令访问来区分。51单片机的扩展RAM和ROM地址都为64K。
4. 单片机的内部组成结构
单片机的内部组成结构如下:
运算器:用于实现算术和逻辑运算。计算机的运算和处理都在这里进行。
控制器:是计算机的控制指挥部件,使计算机各部份能自动协调的工作。
存储器:用于存放程序和数据;(又分为内存储器和外存储器,内存储器就如我们电脑的硬盘,外存储器就如我们的U盘)。
输入设备:用于将程序和数据输入到计算机(例如我们电脑的键盘、扫描仪)。
输出设备:输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存(例如我们的打印机)。
单片机硬件特征
(1)单片机的体积比较小, 内部芯片作为计算机系统,其结构简单,但是功能完善,使用起来十分方便,可以模块化应用。
(2)单片机有着较高的集成度,可靠性比较强,即使单片机处于长时间的工作也不会存在故障问题。
(3) 单片机在应用时低电压、低能耗,是人们在日常生活中的首要选择, 为生产与研发提供便利。
(4)单片机对数据的处理能力和运算能力较强,可以在各种环境中应用,且有着较强的控制能力。
5. 简述80c51数据存储器结构
80C51单片机数据存储器结构如下:
1、内部数据存储器
00H~1FH,四组工作寄存器
20H~2FH,位址寄存器
30H~7FH,用户使用的寄存器
2、外部数据存储器
0000H~FFFFH,与程序存储器地址重叠。
6. 分析at89s52单片机的存储器结构
各种光学存储器装置也是可得到的。在光学存储器装置中存取一串特定数据所需的时间,可能与在(磁)硬盘存取数据所需的时间一样短。在光盘某一平滑镜面上存在着微小的缺陷。在光盘表面烧一个孔洞表示二进制数1,没有烧孔洞则表示0。烧制而成的光盘是“写一次,读多次”( WORM)光盘的实例。这个特征使得它们适合于长期的档案存储,且保持较高的存取速率。直径是12 cm的盘已经成为音乐录制和常规PC使用的标准。这些磁盘被称为“高密度盘”或CD ROM。与CD ROM具有相同大小,但能存储足够的数字信息来支持几小时的高质量视频的高容量盘,被称为数字视频盘( DVD)。DVD正变得流行。有时候根据要求利用机械装置从一大批光盘中提取和安装盘。这些装置被称为是“自动唱片点唱机”。[3]
存储器
分类
构成存储器的存储介质主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元,它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。[4]
根据存储材料的性能及使用方法的不同,存储器有几种不同的分类方法。[4]
7. 简述51系列单片机存储器的结构
单片机在物理结构上有四个存储空间: 1、片内程序存储器 2、片外程序存储器 3、片内数据存储器 4、片外数据存储器
详见:http://wenku..com/link?url=-kTmUYm2-a2h11JvRl5z-