Bộ nhớ là một thành phần quan trọng của vi điều khiển hoặc CPU để lưu trữ thông tin được sử dụng để điều khiển dự án điện tử . Bên trong, bộ nhớ đã được chia thành nhiều phần bao gồm các loại thanh ghi đặc biệt giúp lưu trữ dữ liệu. Có hai loại bộ nhớ như bộ nhớ RAM và bộ nhớ ROM, trong đó có nhiều loại bộ nhớ có sẵn theo cách tương tự. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về tổ chức bộ nhớ RAM của 8051 và các thanh ghi của nó. Thông tin này rất hữu ích cho thiết kế hệ thống nhúng ers để viết chương trình dễ dàng.
Bộ nhớ ram
Tổ chức bộ nhớ RAM của Vi điều khiển 8051:
Bộ vi điều khiển 8051 có 256 byte bộ nhớ RAM, được chia theo hai cách, chẳng hạn như 128 byte cho thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR) và 128 byte cho bộ nhớ mục đích chung. Tổ chức bộ nhớ RAM chứa một nhóm sổ đăng ký mục đích chung được sử dụng để lưu trữ thông tin với một thanh ghi địa chỉ bộ nhớ cố định và bộ nhớ SFR chứa tất cả các thanh ghi liên quan đến ngoại vi như thanh ghi ‘B’, Bộ tích lũy, Bộ đếm hoặc Bộ định thời và các thanh ghi liên quan đến ngắt.
Tổ chức bộ nhớ RAM:
Một nhóm các vị trí lưu trữ trong bộ nhớ RAM được gọi là tổ chức bộ nhớ RAM có thể được điều khiển bởi giá trị thanh ghi PSW. Vi điều khiển 8051 Bộ nhớ RAM bên trong được chia thành một tập hợp các vị trí lưu trữ như các ngân hàng, khu vực có thể định địa chỉ bit và khu vực bảng ghim.
Tổ chức bộ nhớ RAM
NGÂN HÀNG:
Các ngân hàng chứa các thanh ghi mục đích chung khác nhau như R0-R7, và tất cả các thanh ghi như vậy là thanh ghi địa chỉ byte lưu trữ hoặc loại bỏ chỉ 1 byte dữ liệu. Các ngân hàng được chia thành bốn ngân hàng khác nhau như
- Ngân hàng0
- Ngân hàng1
- Bank2
- Ngân hàng3
Mỗi ngân hàng bao gồm 8 thanh ghi mục đích chung và có địa chỉ riêng để phân loại thông tin được lưu trữ. Chúng có thể được chọn bằng cách sử dụng các giá trị của thanh ghi PSW (i, e, RS1, RS0). Bank1, bank2, bank3 có thể được sử dụng làm vùng con trỏ ngăn xếp. Bất cứ khi nào tổ chức bộ nhớ ngăn xếp đầy, thì dữ liệu sẽ lưu trữ trong khu vực tập tin nháp. Địa chỉ mặc định của con trỏ ngăn xếp là 07h.
Sổ đăng ký Ngân hàng
Vùng địa chỉ bit:
Vùng có thể định địa chỉ bit bao gồm các thanh ghi có địa chỉ bit lưu trữ hoặc loại bỏ chỉ 1 bit dữ liệu. Khu vực này có tổng số 128 địa chỉ bắt đầu từ 00h đến 07Fh đại diện cho vị trí lưu trữ dữ liệu. Vùng có thể định địa chỉ bit được hình thành gần với các ngân hàng đăng ký. Chúng được thiết kế từ địa chỉ 20H đến 2FH. Vùng có địa chỉ bit chủ yếu được sử dụng để lưu trữ các biến bit từ một chương trình ứng dụng , như trạng thái đầu ra của thiết bị, chẳng hạn như đèn LED hoặc động cơ (BẬT và TẮT), v.v. Như chỉ cần khu vực địa chỉ bit để lưu trữ trạng thái này. Nếu chúng ta coi vùng địa chỉ byte để lưu trữ trạng thái này vì một số bộ nhớ sẽ bị lãng phí.
Vùng địa chỉ bit
Khu vực Scratch Pad:
Khu vực Scratch pad bao gồm các thanh ghi địa chỉ byte lưu trữ hoặc loại bỏ chỉ 1 bit dữ liệu. Nó được hình thành gần với vùng có thể định địa chỉ bit. Nó được hình thành từ 30H đến 7FH. Khu vực Scratch pad chủ yếu được sử dụng để lưu trữ các biến byte từ một chương trình ứng dụng, như in trạng thái đầu ra của thiết bị, chẳng hạn như hướng động cơ (tiến và lùi), v.v.,. Bất cứ khi nào khu vực con trỏ ngăn xếp được lấp đầy, thì dữ liệu sẽ được lưu trữ trong khu vực tập giấy nháp. Vùng nhớ cào bao gồm 80 byte bộ nhớ.
Các loại bộ nhớ RAM:
Bộ nhớ RAM được phân loại thành hai các loại ký ức chẳng hạn như SRAM và bộ nhớ DRAM.
SRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh):
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh là một loại RAM lưu thông tin trong bộ nhớ của nó miễn là nguồn điện được cung cấp. RAM tĩnh cung cấp khả năng truy cập dữ liệu nhanh hơn và đắt hơn so với DRAM. SRAM không cần phải được làm mới định kỳ.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh
Trong SRAM, mỗi bit được lưu trữ trong bốn bóng bán dẫn tạo thành hai bộ biến tần ghép chéo. Hai bổ sung bóng bán dẫn - các loại cung cấp để kiểm soát quyền truy cập vào các ô lưu trữ trong các hoạt động đọc và ghi. Nói chung, SRAM sử dụng sáu bóng bán dẫn để lưu trữ mỗi bit bộ nhớ. Các ô lưu trữ này có hai trạng thái ổn định được sử dụng để biểu thị '0' và '1'.
DRAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động):
DRAM là một loại mô-đun RAM lưu trữ từng bit dữ liệu trong một tụ điện riêng biệt. Đây là một cách thành thạo để lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ vì nó cần ít không gian vật lý hơn để lưu trữ dữ liệu.
DRAM có thể chứa nhiều dữ liệu hơn theo một kích thước chip cụ thể. Các tụ điện trong DRAM cần được sạc lại liên tục để giữ điện tích của chúng, do đó, DRAM đòi hỏi nhiều năng lượng hơn.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động
Mỗi chip nhớ DRAM bao gồm một vị trí lưu trữ hoặc các ô nhớ. Nó được tạo thành từ tụ điện và bóng bán dẫn có thể giữ trạng thái hoạt động hoặc không hoạt động. Mỗi ô DRAM được gọi là một bit.
Khi các tế bào DRAM ở trạng thái hoạt động, khi đó điện tích ở trạng thái cao. Khi các tế bào DRAM ở trạng thái không hoạt động, thì điện tích sẽ dưới một mức nhất định.
Tổ chức bộ nhớ cache:
Bộ nhớ đệm là một loại bộ nhớ được sử dụng để chứa dữ liệu được sử dụng thường xuyên từ các vị trí bộ nhớ chính. Bộ nhớ đệm được đặt gần CPU. Bộ nhớ đệm bắt đầu từ 00h đến 0Fh. Bộ nhớ đệm tương đối nhỏ, bao gồm 8k và 16k nhưng nó hoạt động hiệu quả. Nó là một bộ nhớ địa chỉ byte và nó chỉ lưu trữ và xóa dữ liệu 1 bit. Bộ nhớ đệm được lấp đầy từ bộ nhớ chính khi CPU yêu cầu các lệnh. Bộ nhớ đệm chủ yếu được sử dụng để giảm thời gian trung bình cho bộ nhớ truy cập.
Ưu điểm và ứng dụng của SRAM & DRAM:
Ưu điểm của SRAM:
- SRAM cung cấp dung lượng lưu trữ lớn trên bộ nhớ trên chip
- Thông thường, SRAM có độ trễ rất thấp và hiệu suất cao
- Nó rất dễ thiết kế và giao diện so với những kỷ niệm khác
Ưu điểm của DRAM:
- Dung lượng lưu trữ rất cao
- Nó là một thiết bị chi phí thấp và hiệu suất cao.
Bài viết này cung cấp thông tin ngắn gọn về tổ chức bộ nhớ của vi điều khiển 8051, các loại bộ nhớ RAM, thanh ghi ngân hàng và tổ chức bộ nhớ cache. Để biết thêm thông tin về tổ chức bộ nhớ và hỗ trợ kỹ thuật cho dự án dựa trên vi điều khiển , bạn có thể liên hệ với chúng tôi bằng cách đăng ý kiến của bạn trong phần bình luận bên dưới.
