Η μνήμη είναι ένα σημαντικό συστατικό των μικροελεγκτών ή των CPU για την αποθήκευση πληροφοριών που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο έργα ηλεκτρονικής . Εσωτερικά, η μνήμη έχει χωριστεί σε διάφορα μέρη που αποτελούνται από ειδικούς τύπους καταχωρητών που βοηθούν στην αποθήκευση δεδομένων. Υπάρχουν δύο τύποι αναμνήσεων όπως η μνήμη RAM και η μνήμη ROM, σε πολλές δύο είναι διαθέσιμες με παρόμοιο τρόπο. Εδώ θα συζητήσουμε για την οργάνωση μνήμης RAM του 8051 και τους καταχωρητές της. Αυτές οι πληροφορίες είναι χρήσιμες για το σχεδιασμός ενσωματωμένου συστήματος για να γράψετε το πρόγραμμα εύκολα.
Μνήμη RAM
Οργάνωση μνήμης RAM του μικροελεγκτή 8051:
Ο μικροελεγκτής 8051 έχει μνήμη RAM 256 byte, η οποία χωρίζεται με δύο τρόπους, όπως 128 byte για ειδικοί καταχωρητές λειτουργιών (SFR) και 128 byte για μνήμη γενικού σκοπού. Ο οργανισμός μνήμης RAM περιέχει μια ομάδα μητρώα γενικού σκοπού που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών με ένα σταθερό μητρώο διευθύνσεων μνήμης, και η μνήμη SFR περιέχει όλους τους περιφερειακούς καταχωρητές όπως το μητρώο «B», το Accumulator, τους μετρητές ή τους χρονοδιακόπτες και διακόπτουν τους σχετικούς καταχωρητές.
Οργάνωση μνήμης RAM:
Μια ομάδα τοποθεσιών αποθήκευσης στη μνήμη RAM ονομάζεται οργάνωση μνήμης RAM που μπορεί να ελεγχθεί από την τιμή εγγραφής PSW. 8051 μικροελεγκτής Η μνήμη RAM διαιρείται εσωτερικά σε ένα σύνολο θέσεων αποθήκευσης, όπως τράπεζες, περιοχή με δυνατότητα διευθύνσεων bit και περιοχή γρατσουνιών.
Οργάνωση μνήμης RAM
ΤΡΑΠΕΖΕΣ:
Οι τράπεζες περιέχουν διάφορους καταχωρητές γενικού σκοπού όπως το R0-R7, και όλοι αυτοί οι καταχωρητές είναι καταχωρητές με δυνατότητα byte που αποθηκεύουν ή αφαιρούν μόνο 1-byte δεδομένων. Οι τράπεζες χωρίζονται σε τέσσερις διαφορετικές τράπεζες όπως
- Τράπεζα0
- Τράπεζα1
- Τράπεζα2
- Τράπεζα3
Κάθε τράπεζα αποτελείται από 8 μητρώα γενικού σκοπού και έχει τη δική του διεύθυνση για την κατηγοριοποίηση των αποθηκευμένων πληροφοριών. Αυτά μπορούν να επιλεγούν χρησιμοποιώντας τις τιμές του καταχωρητή PSW (i, e, RS1, RS0). Το bank1, bank2, bank3 μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως περιοχή δείκτη στοίβας. Όποτε η οργάνωση μνήμης στοίβας είναι γεμάτη, τότε τα δεδομένα αποθηκεύονται στην περιοχή του γρατζουνιού. Η προεπιλεγμένη διεύθυνση του δείκτη στοίβας είναι 07h.
Μητρώα τραπεζών
Περιοχή διευθυνσιοδότησης bit:
Το bit addressable area αποτελείται από bit-addressable address register που αποθηκεύουν ή αφαιρούν μόνο 1-bit δεδομένων. Αυτή η περιοχή έχει συνολικά 128 διευθύνσεις ξεκινώντας από 00h έως 07Fh που αντιπροσωπεύουν τη θέση αποθήκευσης δεδομένων. Το bit addressable area σχηματίζεται κοντά στις τράπεζες μητρώου. Έχουν σχεδιαστεί από τη διεύθυνση 20H έως 2FH. Διευθυνσιοδοτούμενη περιοχή bit που χρησιμοποιείται κυρίως για αποθήκευση μεταβλητών bit από πρόγραμμα εφαρμογής , όπως κατάσταση εξόδου συσκευής, όπως LED ή κινητήρες (ON και OFF) κ.λπ., Ως ανάγκη, χρειάζεται μόνο bit addressable area για να αποθηκεύσετε αυτήν την κατάσταση. Εάν θεωρούμε byte διευθυνσιοδοτούμενη περιοχή για την αποθήκευση αυτής της κατάστασης, καθώς κάποια μνήμη θα χαθεί.
Περιοχή διευθυνσιοδότησης bit
Περιοχή γρατσουνιών:
Το Scratch pad area αποτελείται από byte διευθυνσιοδοτούμενους καταχωρητές που αποθηκεύουν ή αφαιρούν μόνο 1-bit δεδομένων. Διαμορφώνεται κοντά στην περιοχή που μπορεί να αντιμετωπιστεί με bit. Σχηματίζεται από 30H έως 7FH. Περιοχή γρατσουνιών που χρησιμοποιείται κυρίως για την αποθήκευση μεταβλητών byte από ένα πρόγραμμα εφαρμογής, όπως εκτύπωση κατάστασης εξόδου συσκευής, όπως κατευθύνσεις κινητήρα (εμπρός και πίσω) κ.λπ.,. Κάθε φορά που έχει γεμίσει η περιοχή δείκτη στοίβας, τότε τα δεδομένα θα αποθηκεύονται στην περιοχή του γρατζουνιού. Η περιοχή του Scratch pad αποτελείται από 80 byte μνήμης.
Τύποι μνήμης RAM:
Η μνήμη RAM κατατάσσεται σε δύο τύποι αναμνήσεων όπως μνήμη SRAM και DRAM.
SRAM (Στατική μνήμη τυχαίας προσπέλασης):
Η Μνήμη Στατικής Τυχαίας Πρόσβασης είναι ένας τύπος μνήμης RAM που διατηρεί τις πληροφορίες στη μνήμη της για όσο διάστημα τροφοδοτείται. Η στατική μνήμη RAM παρέχει ταχύτερη πρόσβαση στα δεδομένα και είναι πιο ακριβή σε σύγκριση με το DRAM. Το SRAM δεν χρειάζεται να ανανεώνεται περιοδικά.
Μνήμη στατικής τυχαίας προσπέλασης
Στο SRAM, κάθε bit αποθηκεύεται σε τέσσερα τρανζίστορ που σχηματίζουν δύο σταυρωτά συνδεδεμένους μετατροπείς. Δύο επιπλέον τρανζίστορ - τύποι παρέχει για τον έλεγχο της πρόσβασης στα κελιά αποθήκευσης κατά τη διάρκεια των εργασιών ανάγνωσης και εγγραφής. Γενικά, το SRAM χρησιμοποιεί έξι τρανζίστορ για να αποθηκεύσει κάθε bit μνήμης. Αυτά τα αποθηκευτικά κελιά έχουν δύο σταθερές καταστάσεις οι οποίες χρησιμοποιούνται για την ένδειξη «0» και «1».
DRAM (Δυναμική μνήμη τυχαίας προσπέλασης):
Το DRAM είναι ένας τύπος μονάδας RAM που αποθηκεύει κάθε bit δεδομένων σε ξεχωριστό πυκνωτή. Αυτός είναι ένας ικανός τρόπος αποθήκευσης των δεδομένων στη μνήμη, επειδή απαιτεί λιγότερο φυσικό χώρο για την αποθήκευση δεδομένων.
Το DRAM μπορεί να διατηρήσει περισσότερες ποσότητες δεδομένων από ένα συγκεκριμένο μέγεθος chip. Οι πυκνωτές στο DRAM πρέπει να επαναφορτίζονται συνεχώς για να διατηρήσουν τη φόρτιση τους, επομένως, το DRAM απαιτεί περισσότερη ισχύ.
Δυναμική μνήμη τυχαίας προσπέλασης
Κάθε τσιπ μνήμης DRAM αποτελείται από μια θέση αποθήκευσης ή κελιά μνήμης. Αποτελείται από πυκνωτή και τρανζίστορ που μπορούν να κρατήσουν είτε ενεργή είτε ανενεργή κατάσταση. Κάθε κελί DRAM αναφέρεται ως bit.
Όταν τα κελιά DRAM είναι σε ενεργή κατάσταση, τότε η φόρτιση είναι σε υψηλή κατάσταση. Όταν τα κελιά DRAM είναι ανενεργή κατάσταση, τότε η φόρτιση είναι κάτω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο.
Οργάνωση μνήμης cache:
Η μνήμη cache είναι ένας τύπος μνήμης που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των δεδομένων που χρησιμοποιούνται συχνά από τις κύριες τοποθεσίες μνήμης. Η μνήμη cache τοποθετείται κοντά στην CPU. Η μνήμη cache ξεκινά από 00h έως 0Fh. Η μνήμη cache είναι σχετικά μικρή, αποτελούμενη από 8k και 16k αλλά λειτουργεί αποτελεσματικά. Είναι μια μνήμη που μπορεί να αντιμετωπιστεί byte και αποθηκεύει και αφαιρεί μόνο 1-bit δεδομένων. Η μνήμη cache γεμίζει από την κύρια μνήμη όταν οι CPU απαιτούν τις οδηγίες. Η μνήμη cache χρησιμοποιείται κυρίως για τη μείωση του μέσου χρόνου στη μνήμη πρόσβασης.
Πλεονεκτήματα και εφαρμογές SRAM & DRAM:
Πλεονεκτήματα του SRAM:
- Το SRAM παρέχει μεγάλες δυνατότητες αποθήκευσης σε μνήμες on-chip
- Συνήθως τα SRAM έχουν πολύ χαμηλή καθυστέρηση και υψηλή απόδοση
- Είναι πολύ εύκολο στο σχεδιασμό και τη διασύνδεση σε σύγκριση με άλλες αναμνήσεις
Πλεονεκτήματα του DRAM:
- Η χωρητικότητα αποθήκευσης είναι πολύ υψηλή
- Είναι μια συσκευή χαμηλού κόστους και υψηλής απόδοσης.
Αυτό το άρθρο παρέχει μια σύντομη πληροφορία σχετικά με την οργάνωση μνήμης 8051 μικροελεγκτή, τους τύπους μνήμης RAM, τους τραπεζικούς καταχωρητές και την οργάνωση μνήμης cache. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την οργάνωση μνήμης και την τεχνική βοήθεια για τη δική σας έργα με βάση μικροελεγκτή , μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας δημοσιεύοντας τα σχόλιά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
