8051 Microcontroller: Speicherorganisation

Der Intel 8051 Microcontroller verfügt über mehrere große Speicher, einen ROM Programmspeicher, einen internen 256Byte RAM, der wiederum in mehrere Bereiche unterteilt ist, einen 128Byte großen Speicher für Spezial-Funktions-Register und optional einen externen RAM oder ROM. Die Adressen der Speicherstellen werden jeweils im hexadezimalen Zahlensystem angegeben, was durch ein h hinter der Zahl dargestellt wird.

Der Programmspeicher ROM (Flash-ROM)

Ein Flash-ROM, genauer gesagt ein Flash-EEPROM, ist ein nur-lese-Speicherbaustein. EEPROMs können mithilfe eines Programmiergerätes oder einer angeschlossenen CPU mit Daten beschrieben werden. Der Löschvorgang der Daten wird wiederum im Programmiergerät, bzw. der CPU durch einen hohen Spannungspuls vorgenommen. Dabei werden sämtliche Daten gelöscht, einzelne Bytes können nicht separat gelöscht werden.

Der interne Programmspeicher beim 8051 ist in der Regel 8kByte groß. Es gibt jedoch auch Typen des 8051 ohne internen ROM, in diesem Falle kann ein externer Speicher bis zu 64kByte benutzt werden. Aber auch Microcontroller mit internem Speicher können mithilfe externen ROMs auf bis zu 64kByte Programmspeicher erweitert werden. Die Speicheradressen liegen beim internen ROM von 0000h bis lFFFh (=8kByte) und beim externen ROM bis FFFFh (=64kByte). Ob der interne oder externe Programmspeicher abgerufen wird hängt davon ab, ob der Eingangspin EA auf 1 (Abruf des internen Speicher) oder 0 (Abruf des externen Speicher) liegt. Wird der Speicher durch einen Reset gelöscht, ist die Einsprungsadresse automatisch 0000h.
Die Folge der Verwendung eines ROMs ist, dass der Programmspeicher nicht während des Ausführen des Programmes, sondern nur im Programmiergerät selbst, veränderbar ist. Der eigentliche Vorteil ist jedoch, dass ROMs beim Fehlen der Versorgungsspannung nicht gelöscht werden und das ROM jederzeit nach dem Ausschalten wieder zur Verfügung steht.

Der Datenspeicher RAM (SRAM)

SRAM ist sogenannter Static Random Access Memory, also statischer RAM. Es ist ein flüchtiger
Speicherbaustein, der aufgrund seiner kurzen Zugriffszeiten und der einfachen Ansteuerung oft in Chips eingebaut wird. Im internen RAM des Microcontrollers werden während des Betriebes Daten gespeichert, verarbeitet und erzeugt. Der interne RAM des 8051 Microcontrollers ist wiederum in verschiedene Bereiche aufgegliedert:

128 Byte frei belegbarer Speicher; von den Speicheradressen 00h bis 7Fh (dezimal: 00 bis 127). Dieser RAM im unteren Adressenbereich gliedert sich wiederum selbst in drei Unterbereiche, den Registerbänken, dem direkt-bit-adressierbaren und dem freien Speicher. 128 Byte frei belegbarer Speicher; von den Speicheradressen 80h bis Ffh.
128 Byte Speicher für das sogenannte Special-Function-Register (SFR); von den Speicheradressen 80h bis FFh (dezimal: 128 bis 255), deren Bedeutung später erklärt wird.
optional kann der Datenspeicher extern auf bis zu 64kByte (von 0000h bis FFFFh) erweitert werden.

Direkte Adressierung

Unter der direkten Adressierung versteht man, wenn man die Adresse der Speicherzelle, die man aufrufen möchte, direkt im Maschinenbefehl angibt.

Indirekte Adressierung

Bei der indirekten Adressierung legt man die Adresse der Speicherzelle, die man aufrufen möchte, in die Register R0 oder Rl der Registerbänke. Anschließend wird nun das Register mit der abgelegten Adresse angegeben (R0 oder Rl der jeweiligen Registerbank).

21.07.2006 00:13:44 von AndreasD

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