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除了无ROM型的8031及8032外，MCS-51的存储器包括程序存储器（ROM）与数据存储器（RAM）两部分，一般这两部分是独立的个体。标准的8x51系列具有4KB程序存储器、128B数据存储器，而标准的8x52系列具有8KB、256B数据存储器，刚好是8x51系列的两倍。不管是8x51、8031、8032还是8x52，其外部扩展的程序存储器或数据存储器最多为64KB，如表2-1所示。
近年来许多半导体厂商所推出的MCS-51兼容单片机都增大其内部程序存储器与数据存储器，例如Atmel半导体公司的TS83C51RB2，其内部有16KB程序存储器、256B数据存储器；TS83C51RC2，其内部有32KB程序存储器、256B数据存储器；TS83C51RD2，其内部有64KB程序存储器、768B数据存储器。
2-1-1 程序存储器
顾名思义，程序存储器（ROM）是存放程序的存储器，而CPU将自动从程序存储器读取所要执行的指令。MCS-51的程序存储器结构如图2-1所示，可选择使用内部程序存储器或外部程序存储器，说明如下：
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