你了解51单片机的内部存储结构吗？

什么是51单片机的内部存储结构?当我们在编程器中把一条指令写进单片要内部，然后取下单片机，单片机就可以执行这条指令，那么这条指令一定保存在单片机的某个地方，并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失，这是个什么地方呢?这个地方就是单片机内部的只读存储器即 ROM(READ ONLY MEMORY)。

01、为什么称它为只读存储器?

刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗?原来在 89C51 中的 ROM 是一种电可擦除的 ROM，称为 FLASH ROM，刚才我们是用的编程器，在特殊的条件下由外部设备对 ROM 进行写的操作，在单片机正常工作条件下，只能从那面读，不能把数据写进去，所以我们还是把它称为 ROM。

02、数的本质和物理现象

我们知道，计算机能进行数学运算，这可令我们非常的难以理解，计算机吗，我们虽不了解它的组成，但它总只是一些电子元器件，怎么能进行数学运算呢?我们做数学题如 37+45 是这样做的，先在纸上写 37，然后在下面写 45，然后大脑运算，最后写出结果，运算的原材料：37、45 和结果：82 都是写在纸上的，计算机中又是放在什么地方呢?

为了解决这个问题，先让我们做一个实验：这里有一盏灯，我们知道灯要么亮，要么不亮，就有两种状态，我们能用’0’和’1’来代替这两种状态，规定亮为’1’，不亮为’0’。现在放上两盏灯，一共有几种状态呢?我们列表来看一下：

请大家自已写上 3 盏灯的情况 000 001 010 011 100 101 110 111

我们来看，这个 000，001，101 不就是我们学过的的二进制数吗?本来，灯的亮和灭只是一种物理现象，可当我们把它们按一按的次序排更好后，灯的亮和灭就代表了数字了。

让我们再抽象一步，灯为什么会亮呢?看电路 1，是因为输出电路输出高电平，给灯通了电。因此，灯亮和灭就能用电路的输出是高电平还是低电平来替代了。这样，数字就和电平的高、低联系上了。(请想一下，我们还看到过什么样的类似的例程呢?(海军之)灯语、旗语，电报，甚至红、绿灯)

03、什么是位?什么是字节?

通过上面的实验我们已经知道：一盏灯亮或者说一根线的电平的高低，能代表两种状态：0 和 1。实际上这就是一个二进制位，因此我们就把一根线称之为一“位”，用 BIT 表示。

一根线能表于 0 和 1，两根线能表达 00，01，10，11 四种状态，也就是能表于 0 到 3，而三根能表达 0-7，计算机中常常用 8 根线放在一起，同时计数，就能表过到 0-255 一共 256 种状态。这 8 根线或者 8 位就称之为一个字节(BYTE)。

不要问我为什么是 8 根而不是其它数，因为我也不知道。(计算机世界是一本人造的世界，不是自然界，很多事情你无法问为什么，只能说：它是一种规定，大家在以后的学习过程中也要注意这个问题)

04、存储器的工作原理

存储器就是用来存放数据的地方。它是利用电平的高低来存放数据的，也就是说，它存放的实际上是电平的高、低，而不是我们所习惯认为的 1234 这样的数字，这样，我们的一个谜团就解开了，计算机也没什么神秘的吗。

图 2

图 3

让我们看图 2。单片机里面都有这样的存储器，这是一个存储器的示意图：一个存储器就象一个个的小抽屉，一个小抽屉里有八个小格子，每个小格子就是用来存放“电荷”的，电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉，至于电荷在小格子里是怎样存的，就不用我们操心了，你能把电线想象成水管，小格子里的电荷就象是水，那就好理解了。存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方，我们称之为一个“单元”。

有了这么一个构造，我们就能开始存放数据了，想要放进一个数据 12，也就是 00001100，我们只要把第二号和第三号小格子里存满电荷，而其它小格子里的电荷给放掉就行了(看图 3)。

可是问题出来了，看图 2，一个存储器有好多单元，线是并联的，在放入电荷的时候，会将电荷放入所有的单元中，而释放电荷的时候，会把每个单元中的电荷都放掉，这样的话，不管存储器有多少个单元，都只能放同一个数，这当然不是我们所希望的，因此，要在结构上稍作变化，看图 2，在每个单元上有个控制线，我想要把数据放进哪个单元，就给一个信号这个单元的控制线，这个控制线就把开关打开，这样电荷就能自由流动了，而其它单元控制线上没有信号，所以开关不打开，不会受到影响，这样，只要控制不一样单元的控制线，就能向各单元写入不一样的数据了，同样，如果要某个单元中取数据，也只要打开对应的控制开关就行了。

那么，我们怎样来控制各个单元的控制线呢?这个还不简单，把每个单元元的控制线都引到集成电路的外面不就行了吗?事情可没那么简单，一片 27512 存储器中有 65536 个单元，把每根线都引出来，这个集成电路就得有 6 万多个脚?不行，怎么办?要想法减少线的数量。

我们有一种办法称这为译码，简单介绍一下：一根线能代表 2 种状态，2 根线能代表 4 种状态，3 根线能代表几种，256 种状态又需要几根线代表?8 种，8 根线，所以 65536 种状态我们只需要 16 根线就能代表了。以上就是51单片机的内部存储结构解析，希望能给大家帮助。