由于采用改進型哈佛架構,，51單片機具備獨立的程序存儲器ROM,、數(shù)據(jù)存儲器RAM，兩者地址空間獨立,，且獨立編址,，如下是單片機的存儲器結構圖。

數(shù)據(jù)存儲器分為RAM和外部RAM,，兩者地址空間獨立,，且獨立編址。以子系列52為例,，由于具備256B尋址能力,，編址空間為0x00~0xFF。RAM除了臨時存儲用戶數(shù)據(jù)外,，還用于CPU通用寄存器,，位尋址區(qū)，堆棧等,?？梢允褂肕OV指令對RAM進讀寫訪問。外部RAM具備64kB尋址能力,，用于用戶臨時數(shù)據(jù)存放,，但是需要用戶外部擴展?？梢允褂肕OVX指令訪問外部RAM,，外部RAM訪問由地址總線觸發(fā)，數(shù)據(jù)總線讀寫,，P0,、P2用于生成16地址，P0還時分復用兼用于數(shù)據(jù)總線,。

程序存儲器ROM,，用于存儲用戶代碼，由于程序計數(shù)器PC是16位的,，因此系統(tǒng)具備64kB尋址能力,，地址空間為0x0000 ~ 0xFFFF，廠商在單片機內(nèi)部實現(xiàn)一部分程序存儲器,，例如4kB,、8kB，剩余的根據(jù)用戶需要可以外部擴展,。訪問程序存儲器使用MOVC A, @A + DPTR,，MOVC A, @A + PC指令,，只能進行讀取訪問，無法寫入,。

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論電腦中存儲器的速度,，最慢的是電腦的硬盤，即使是現(xiàn)在的固態(tài)硬盤,，速度在電腦的存儲中依然是最慢的,，然后是內(nèi)存，也就是內(nèi)存條,，它屬于動態(tài)RAM,，再然后是緩存，緩存說的是CPU的L1,，L2緩存,，它是靜態(tài)RAM。

最快的當屬寄存器,，和CPU的速度幾乎是同步的,，這些都位于CPU內(nèi)部，它之所以是最快主要有三個原因,。

第一個原因是它由CPU直接存取,，沒有中間步驟。

第二個原因是它位于CPU內(nèi)部,，走線非常短,。

第三個原因是它的結構。

接下來我們就來說一說寄存器的作用,，還有就是它的結構,，寄存器是CPU用來暫存指令、數(shù)據(jù)和地址的電腦存儲器,，暫存是重點,，它是短時間內(nèi)存儲數(shù)據(jù)的地方,，比如它可以存儲計算產(chǎn)生的中間結果,。

而如果沒有寄存器的話,，中間數(shù)據(jù)則需要發(fā)給L1緩存，L1緩存再發(fā)給L2緩存,，最后才能存儲內(nèi)存條里面,，CPU與內(nèi)存條進行存取數(shù)據(jù)則要經(jīng)過好幾個指令，然后還要這樣讀出來,，這樣速度上就會慢很多,，而對于這樣的中間數(shù)據(jù)，直接存儲到寄存器是最優(yōu)選擇,，這里寄存器充當?shù)氖抢奂悠鞯淖饔谩?/p>

這是一個4位寄存器的邏輯圖,，它由4個邊沿觸發(fā)器構成，要弄懂這個寄存器,，我們只需要了解這個邊沿觸發(fā)器就行了,，因為寄存器就是幾個觸發(fā)器的集合。

這是一個邊緣觸發(fā)器的內(nèi)部邏輯圖,，你看它有兩級RS觸發(fā)器組成,，首先說一下RS觸發(fā)器，當我們給S輸入1,，R輸入0時,，Q才輸出一，Q非輸出零,，然后再給它加兩個與門,，這樣只有時鐘信號為1時，它才能生效,。

然后再來看邊沿觸發(fā)器,，就簡單很多了，時鐘信號是震蕩器發(fā)過來的,，它的波形速度很快,，一秒鐘變換上億次，當時鐘信號為0時,，D點信號也為0,，這個RS觸發(fā)器處于失效模式，由于這個非門的存在,，此時它的輸出是1,，第一級觸發(fā)器處于工作模式。

我們給數(shù)據(jù)端輸入1,，這是它此時的輸出情況,，過一小段時間，時鐘信號就變成了高電平,，經(jīng)過非門之后輸出0,，這時候第一級觸發(fā)器就會處于失效模式,，但是它會保存之前的輸出，因為時鐘信號是高電平,，第二級觸發(fā)器被激活,。

第一級觸發(fā)器的輸出信息是第二級的輸入，第二級RS觸發(fā)器會立馬輸出相應的值,，最后的輸出是1,，因為我們最開始的數(shù)據(jù)寫的就是1，所以最后輸出的也是1,，還有就是它的結果在時鐘信號由低變高的一瞬間就會改變,，后面我們再給它寫數(shù)據(jù)，它的結果也不會改變了,。

因為第一級RS觸發(fā)器此時處于失效模式,，要想把下一個數(shù)據(jù)寫進去，只能等下一個上升沿到來,，只需要一個周期,，寄存器就能存取一次數(shù)據(jù)，所以它的速度很快,，接近CPU,，再來看寄存器是不是簡單多了，無非就是寫的數(shù)據(jù)更多罷了,。

對于學過單片機的小伙伴們來說,，和計算機打交道應該是很多的，因為單片機編程都是圍繞著寄存器來的,，舉一個簡單的例子,，就是對單片機配置引腳的輸入模式，還有這四種輸入模式,，但是具體是用哪一種呢,？這就需要我們通過編程實現(xiàn)了編程，最終也是對寄存器進行編程,。

我們可以把寄存器看作是開關,，我們需要用到哪個輸入模式，就閉合哪個開關,，也就是對寄存器的某一位協(xié)議,，比如我們要把單片機設置為模擬輸入模式，就需要把寄存器的這一位協(xié)議,，其它的寫零,，這個開關就閉合了，單片機就能被設置為模擬輸入模式，這就是計算器的一些簡單的應用,。

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