80C51系列單片機(jī)的內(nèi)部RAM如何進(jìn)行擴(kuò)展的詳細(xì)方案分析設(shè)計(jì)

　　80C51系列單片機(jī)是一類經(jīng)典的8位微處理器，其設(shè)計(jì)方法和體系結(jié)構(gòu)一直是其他各類單片機(jī)設(shè)計(jì)的參考典范，自從20世紀(jì)80年代面世以后，得到了極大的發(fā)展與應(yīng)用。直到今天，市場(chǎng)上還有一大部分單片機(jī)應(yīng)用成品將其作為處理核心?；?0C51系列單片機(jī)無知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、市場(chǎng)應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行功能拓展，既有利于經(jīng)濟(jì)上節(jié)約成本，也有利于成果的推廣使用。而隨著單片機(jī)應(yīng)用日趨復(fù)雜化，傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)在設(shè)計(jì)上的不足逐漸顯現(xiàn)出來。如在現(xiàn)有128字節(jié)內(nèi)部RAM基礎(chǔ)上，處理一些比較復(fù)雜的算法就顯不足。鑒于此，本文在Oregano公司設(shè)計(jì)的8051 IP核（即下述MC8051）基礎(chǔ)上，進(jìn)行了對(duì)其內(nèi)部RAM高128字節(jié)擴(kuò)展。給出一種新的擴(kuò)展設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)與一般RAM區(qū)地址空間相連的高128字節(jié)的間接尋址操作，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)內(nèi)部RAM進(jìn)行了可達(dá)64 KB的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，通過了相應(yīng)的軟硬件仿真測(cè)試。

?

　　1 對(duì)MC8051高位128字節(jié)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)

　　對(duì)MC8051高位128字節(jié)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)主要分3個(gè)方面加以說明：一是傳統(tǒng)80C51系列的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)；二是高128字節(jié)的尋址方式；三是對(duì)IP核內(nèi)部的RAM地址選擇控制。

　　1.1 傳統(tǒng)80C51系列的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)

　　80C51是經(jīng)典的單片機(jī)系列，具有典型的單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)，由CPU系統(tǒng)、ROM、RAM、I/O口以及特殊功能寄存器SFR、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源和1個(gè)串口組成。針對(duì)本文所要討論的內(nèi)容，這里介紹一下80C51存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和尋址方式：80C51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)采用哈佛型結(jié)構(gòu)，物理上共分片內(nèi)外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4個(gè)存儲(chǔ)空間。對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，片內(nèi)外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址彼此獨(dú)立，指令尋址各自不同，這里主要關(guān)注片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)。

　　8051單片機(jī)共有7種尋址方式，這里只對(duì)其中3種作一下簡(jiǎn)要介紹：立即尋址，操作碼后的一個(gè)字節(jié)就是實(shí)際操作數(shù)本身；寄存器尋址，操作碼后為某一寄存器編號(hào)，寄存器的內(nèi)容為操作數(shù);寄存器間接尋址，其與寄存器尋址的區(qū)別在于前者寄存器中的內(nèi)容就是操作數(shù)，而后者寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)地址，此地址指向的寄存器中存入的數(shù)據(jù)才是實(shí)際操作數(shù)本身。