80C51系列单片机的内部RAM如何进行扩展的详细方案分析设计

　　80C51系列单片机是一类经典的8位微处理器，其设计方法和体系结构一直是其他各类单片机设计的参考典范，自从20世纪80年代面世以后，得到了极大的发展与应用。直到今天，市场上还有一大部分单片机应用成品将其作为处理核心。基于80C51系列单片机无知识产权保护、市场应用广泛等优点，对其进行功能拓展，既有利于经济上节约成本，也有利于成果的推广使用。而随着单片机应用日趋复杂化，传统的51系列单片机在设计上的不足逐渐显现出来。如在现有128字节内部RAM基础上，处理一些比较复杂的算法就显不足。鉴于此，本文在Oregano公司设计的8051 IP核（即下述MC8051）基础上，进行了对其内部RAM高128字节扩展。给出一种新的扩展设计方法，实现了对与一般RAM区地址空间相连的高128字节的间接寻址操作，并以此为基础，对内部RAM进行了可达64 KB的扩展实现，通过了相应的软硬件仿真测试。

　　1 对MC8051高位128字节的扩展设计

　　对MC8051高位128字节的扩展设计主要分3个方面加以说明：一是传统80C51系列的内部基本结构；二是高128字节的寻址方式；三是对IP核内部的RAM地址选择控制。

　　1.1 传统80C51系列的内部基本结构

　　80C51是经典的单片机系列，具有典型的单片机体系结构，由CPU系统、ROM、RAM、I/O口以及特殊功能寄存器SFR、2个16位定时/计数器、5个中断源和1个串口组成。针对本文所要讨论的内容，这里介绍一下80C51存储结构和寻址方式：80C51系列单片机存储器结构采用哈佛型结构，物理上共分片内外程序存储器、片内外数据存储器4个存储空间。对于数据存储器，片内外数据存储器地址彼此独立，指令寻址各自不同，这里主要关注片内数据存储单元的结构。

　　8051单片机共有7种寻址方式，这里只对其中3种作一下简要介绍：立即寻址，操作码后的一个字节就是实际操作数本身；寄存器寻址，操作码后为某一寄存器编号，寄存器的内容为操作数;寄存器间接寻址，其与寄存器寻址的区别在于前者寄存器中的内容就是操作数，而后者寄存器中的内容为操作数地址，此地址指向的寄存器中存入的数据才是实际操作数本身。