2.4 MCS-51单片机存储器结构

从物理地址空间看，MCS-51单片机的存储器主要有4个存储器地址空间，即片内数据存储器（idata）区、片外数据存储器（xdata）区、片内程序存储器和片外程序存储器（程序存储器合称为code）区。程序存储器为只读存储器（ROM），数据存储器为随机存取存储器（RAM）。其存储器的空间分布情况如图2-5所示。

2.4.1 程序存储器

程序存储器主要用来存放编好的程序和一些固定表格常数。在8051/8751单片机的内部带有4KB的ROM/EPROM程序存储器（code区），4KB可存储约两千多条指令，对于一个小型的单片机控制系统来说容量已够，不必另加程序存储器；若空间不够，可选8KB或16KB内存容量的单片机，如89C52等，也可以采用外部扩展存储器的方式。

2.4.2 数据存储器

数据存储器通常用来存放程序运行中所需要的常数和变量。8051单片机内部共有256个单元的数据存储器，通常把这256个单元按其功能划分为两部分：低128单元和高128单元。

1.内部数据存储器低128单元（data区）

片内RAM的低128个单元用于存放程序执行过程中的各种变量和临时数据，称为data区，按其用途可划分为3个区域：工作寄存器区、位寻址区和用户数据缓冲区。

（1）工作寄存器区：分为4组——第0组（00H～07H）、第1组（08H～0FH）、第2组（10H～17H）和第3组（18H～1FH），每组包括8个存储单元，共计32个寄存器，用来存放操作数及中间结果等。在任一时刻，CPU只能使用其中的一组寄存器，并且把正在使用的那组寄存器称为当前寄存器组，当前工作寄存器到底是哪一组，由程序状态字寄存器PSW中RS1和RS0位的状态组合来决定。

（2）位寻址（bdata）区：内部RAM的20H～2FH单元，共占16个单元。既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，又可对单元中的每一位进行位操作，因此把该区称为位寻址区。

（3）用户数据缓冲区：工作寄存器和位寻址区除外，还剩下80个单元，单元地址为30H～7FH，是供用户使用的一般RAM区。对它的使用没有任何规定或限制，但在一般应用系统中常用做堆栈区域。

2.内部数据存储器高128单元

内部RAM的高128单元地址为80H～FFH，其中有21个存储单元是供给专用寄存器SFR（Special Function Register，也称为特殊功能寄存器）使用的，其名称、符号及地址如表2-2所示。

特殊功能寄存器在MCS-51单片机中扮演着非常重要的角色，凡是要使用单片机的定时器/计数器、串行口、中断等功能，都必须先设置特殊功能寄存器中的各相关控制寄存器才能工作，如何设置我们将在后续内容中做详细介绍。

其中，标有位地址或位名称的特殊功能寄存器既可以按字节方式寻址，又可以按位寻址，即实现对某一位的控制。