增強型51單片機擴展方式

2021/04/27 作者：樂創(chuàng)客

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大家是否思考過一個問題，為什么現(xiàn)在的51單片機在做宣傳的時候，不外乎都是稱作為“增強型51單片機”？與傳統(tǒng)的51單片機相比，究竟哪些地方得到了擴展？在回答這個問題之前，我們先來看一下本書的主角——STC8A8K64S4A12。圖1是傳統(tǒng)51單片機和STC8A8K64S4A12增強型51單片機的資源對比圖。

圖1 傳統(tǒng)MCS-51單片機和增強型51單片機的資源對比圖

通過圖1的資源對比圖我們可以發(fā)現(xiàn)，就STC8A8K64S4A12這個增強型51單片機而言，它相比于傳統(tǒng)的51單片機主要在以下幾個方面做了提升：

增大了數(shù)據(jù)存儲器SRAM；

增大了程序存儲器FlashROM；

擴大了供電電壓的范圍；

增加了機器周期可配置功能，從而避免了外部晶振12分頻的問題；

增加了一系列外設。

接著，我們具體來看，這些功能到底是如何實現(xiàn)的。

1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器SRAM的增強單片機要想擴充資源，首先需要做的就是內(nèi)存的擴展。因為控制這些擴展資源的寄存器，都需要內(nèi)存地址的依托。另外，傳統(tǒng)的51單片機的內(nèi)存最大只有256字節(jié)，我們在開發(fā)程序時，用戶所定義的變量都存放在這個內(nèi)存里面，其中還包括了位尋址區(qū)，特殊功能寄存器區(qū)等我們無法使用的空間，早期的單片機應用，如控制一個開關，處理一個串口命令這些功能還夠用，但是隨著我們的應用越來越復雜，這么少的內(nèi)存真是“巧婦難為無米之炊”。因此，內(nèi)存的擴展非常必要。增強型51單片機的內(nèi)存擴展，還有一個無法改變的是傳統(tǒng)51單片的內(nèi)存排列，圖2列舉的MCS-51單片機內(nèi)部256字節(jié)RAM存儲分布，因為這個存儲分布是和整個51單片機架構息息相關的，無法對其有任何撼動。

圖2 傳統(tǒng)51單片機的內(nèi)存排列

增強型51單片機的內(nèi)存擴展，和傳統(tǒng)8051單片機訪問外部擴展RAM的方法相同，唯一區(qū)別是，傳統(tǒng)的51單片在內(nèi)存擴展之后，P0口和P2口將無法使用，但是增強型51單片機則仍然保留著這兩個口的正常功能。由于增強型單片機擴展出來的內(nèi)存是屬于外部存儲器擴展，因此如果你對于變量存儲的空間有需求，則在編程時需要顯示地指明這些變量的存儲位置。如果使用匯編語言，則需要使用“MOVX”指令。如果使用C語言，則需要使用“xdata”關鍵詞進行指定，不過為了C語言的可移植性，對于使用這種非標準C語言的關鍵詞，我還是持保留態(tài)度。

2、內(nèi)部程序存儲器FlashROM的增強內(nèi)部程序存儲器的擴展方式，也和傳統(tǒng)51單片機外部程序存儲器的擴展方式類似。但是STC8系列封裝管腳為40及以上的單片機，具有擴展64KB外部數(shù)據(jù)存儲器的能力。訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，WR/RD，ALE信號要有效。除此之外，在內(nèi)部程序存儲器被擴大之后，一般增強型51單片機都會在一些特定地址的ROM和RAM之中，存入一些特定的產(chǎn)品信息。圖3是STC系列單片機中所保留的一些特定信息。

圖3 STC系列單片機中所保留的一些特定信息

3、外設如何擴展傳統(tǒng)的51單片機用于控制外設的寄存器地址都是排放在內(nèi)部RAM的128字節(jié)特殊功能寄存器區(qū)。這段特殊功能寄存器地址區(qū)，傳統(tǒng)的8051單片機已經(jīng)用了一部分用于控制其資源，傳統(tǒng)8051單片機特殊功能寄存器區(qū)的使用如圖4所示。