什么是51單片機(jī)的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)?當(dāng)我們在編程器中把一條指令寫進(jìn)單片要內(nèi)部，然后取下單片機(jī)，單片機(jī)就可以執(zhí)行這條指令，那么這條指令一定保存在單片機(jī)的某個地方，并且這個地方在單片機(jī)掉電后依然可以保持這條指令不會丟失，這是個什么地方呢?這個地方就是單片機(jī)內(nèi)部的只讀存儲器即 ROM(READ ONLY MEMORY)。

01、為什么稱它為只讀存儲器?

剛才我們不是明明把兩個數(shù)字寫進(jìn)去了嗎?原來在 89C51 中的 ROM 是一種電可擦除的 ROM，稱為 FLASH ROM，剛才我們是用的編程器，在特殊的條件下由外部設(shè)備對 ROM 進(jìn)行寫的操作，在單片機(jī)正常工作條件下，只能從那面讀，不能把數(shù)據(jù)寫進(jìn)去，所以我們還是把它稱為 ROM。

02、數(shù)的本質(zhì)和物理現(xiàn)象

我們知道，計算機(jī)能進(jìn)行數(shù)學(xué)運算，這可令我們非常的難以理解，計算機(jī)嗎，我們雖不了解它的組成，但它總只是一些電子元器件，怎么能進(jìn)行數(shù)學(xué)運算呢?我們做數(shù)學(xué)題如 37+45 是這樣做的，先在紙上寫 37，然后在下面寫 45，然后大腦運算，最后寫出結(jié)果，運算的原材料：37、45 和結(jié)果：82 都是寫在紙上的，計算機(jī)中又是放在什么地方呢?

為了解決這個問題，先讓我們做一個實驗：這里有一盞燈，我們知道燈要么亮，要么不亮，就有兩種狀態(tài)，我們能用’0’和’1’來代替這兩種狀態(tài)，規(guī)定亮為’1’，不亮為’0’。現(xiàn)在放上兩盞燈，一共有幾種狀態(tài)呢?我們列表來看一下：

請大家自已寫上 3 盞燈的情況 000 001 010 011 100 101 110 111

我們來看，這個 000，001，101 不就是我們學(xué)過的的二進(jìn)制數(shù)嗎?本來，燈的亮和滅只是一種物理現(xiàn)象，可當(dāng)我們把它們按一按的次序排更好后，燈的亮和滅就代表了數(shù)字了。

讓我們再抽象一步，燈為什么會亮呢?看電路 1，是因為輸出電路輸出高電平，給燈通了電。因此，燈亮和滅就能用電路的輸出是高電平還是低電平來替代了。這樣，數(shù)字就和電平的高、低聯(lián)系上了。(請想一下，我們還看到過什么樣的類似的例程呢?(海軍之)燈語、旗語，電報，甚至紅、綠燈)

03、什么是位?什么是字節(jié)?

通過上面的實驗我們已經(jīng)知道：一盞燈亮或者說一根線的電平的高低，能代表兩種狀態(tài)：0 和 1。實際上這就是一個二進(jìn)制位，因此我們就把一根線稱之為一“位”，用 BIT 表示。

一根線能表于 0 和 1，兩根線能表達(dá) 00，01，10，11 四種狀態(tài)，也就是能表于 0 到 3，而三根能表達(dá) 0-7，計算機(jī)中常常用 8 根線放在一起，同時計數(shù)，就能表過到 0-255 一共 256 種狀態(tài)。這 8 根線或者 8 位就稱之為一個字節(jié)(BYTE)。

不要問我為什么是 8 根而不是其它數(shù)，因為我也不知道。(計算機(jī)世界是一本人造的世界，不是自然界，很多事情你無法問為什么，只能說：它是一種規(guī)定，大家在以后的學(xué)習(xí)過程中也要注意這個問題)

04、存儲器的工作原理

存儲器就是用來存放數(shù)據(jù)的地方。它是利用電平的高低來存放數(shù)據(jù)的，也就是說，它存放的實際上是電平的高、低，而不是我們所習(xí)慣認(rèn)為的 1234 這樣的數(shù)字，這樣，我們的一個謎團(tuán)就解開了，計算機(jī)也沒什么神秘的嗎。

圖 2

圖 3

讓我們看圖 2。單片機(jī)里面都有這樣的存儲器，這是一個存儲器的示意圖：一個存儲器就象一個個的小抽屜，一個小抽屜里有八個小格子，每個小格子就是用來存放“電荷”的，電荷通過與它相連的電線傳進(jìn)來或釋放掉，至于電荷在小格子里是怎樣存的，就不用我們操心了，你能把電線想象成水管，小格子里的電荷就象是水，那就好理解了。存儲器中的每個小抽屜就是一個放數(shù)據(jù)的地方，我們稱之為一個“單元”。

有了這么一個構(gòu)造，我們就能開始存放數(shù)據(jù)了，想要放進(jìn)一個數(shù)據(jù) 12，也就是 00001100，我們只要把第二號和第三號小格子里存滿電荷，而其它小格子里的電荷給放掉就行了(看圖 3)。

可是問題出來了，看圖 2，一個存儲器有好多單元，線是并聯(lián)的，在放入電荷的時候，會將電荷放入所有的單元中，而釋放電荷的時候，會把每個單元中的電荷都放掉，這樣的話，不管存儲器有多少個單元，都只能放同一個數(shù)，這當(dāng)然不是我們所希望的，因此，要在結(jié)構(gòu)上稍作變化，看圖 2，在每個單元上有個控制線，我想要把數(shù)據(jù)放進(jìn)哪個單元，就給一個信號這個單元的控制線，這個控制線就把開關(guān)打開，這樣電荷就能自由流動了，而其它單元控制線上沒有信號，所以開關(guān)不打開，不會受到影響，這樣，只要控制不一樣單元的控制線，就能向各單元寫入不一樣的數(shù)據(jù)了，同樣，如果要某個單元中取數(shù)據(jù)，也只要打開對應(yīng)的控制開關(guān)就行了。

那么，我們怎樣來控制各個單元的控制線呢?這個還不簡單，把每個單元元的控制線都引到集成電路的外面不就行了嗎?事情可沒那么簡單，一片 27512 存儲器中有 65536 個單元，把每根線都引出來，這個集成電路就得有 6 萬多個腳?不行，怎么辦?要想法減少線的數(shù)量。

我們有一種辦法稱這為譯碼，簡單介紹一下：一根線能代表 2 種狀態(tài)，2 根線能代表 4 種狀態(tài)，3 根線能代表幾種，256 種狀態(tài)又需要幾根線代表?8 種，8 根線，所以 65536 種狀態(tài)我們只需要 16 根線就能代表了。以上就是51單片機(jī)的內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)解析，希望能給大家?guī)椭?