80C51內(nèi)部RAM有256個單元，通常在空間上分為兩個區(qū)。

低128個單元(00H~7FH)的內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM區(qū)和高128個單元(80H~0FFH)的專用寄存器SFR區(qū)。

內(nèi)部RAM低128單元

80C51低128個單元是真正的內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM區(qū)，是一個多功能復用性數(shù)據(jù)存儲器，其按用途可分為3個區(qū)域，如下圖所示：

1)工作寄存器區(qū)(00H~1FH)

工作寄存器區(qū)也稱為通用寄存器，該區(qū)域共有4組寄存器，每組由8個寄存器組成，每個單元8位，各組均以R0~R7作為寄存器編號，共32個單元，單元的地址為00H~1FH。

在任一時刻，CPU只能使用其中一組通用寄存器，稱為當前通用寄存器組，具體可由程序狀態(tài)寄存器PSW中的RS1，RS0位的狀態(tài)組合來確定。

通用寄存器位CPU提供了就近存取數(shù)據(jù)的便利，提高了工作速度，也為編程提供了方便。

2)位尋址區(qū)(20H~2FH)

內(nèi)部RAM的20H~2FH共16個單元，計16*8=128位，位地址為00H~7FH。

位尋址區(qū)既可以作為一般的RAM區(qū)進行字節(jié)操作，也可以對單元的每一位進行位操作，因此稱為位尋址區(qū)，是存儲空間的一部分。

3)用戶RAM區(qū)(30H~7FH)

所剩的80個單元即為用戶RAM區(qū)，單元地址為30H~7FH，這些單元可以作為數(shù)據(jù)緩沖器使用，在一般應用中把堆棧設置在該區(qū)域中，棧頂?shù)奈恢糜啥褩Ｖ羔楽P指示。

對內(nèi)部RAM低128單元的使用作幾點說明：

1>80C51內(nèi)部RAM 00H~7FH單元可采用直接尋址或間接尋址方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送;

2>內(nèi)部RAM 20H~2FH單元的位地址空間可實現(xiàn)位操作，當前工作寄存器組可通過軟件對PSW中的RS1，RS0位的狀態(tài)設置來選擇。

內(nèi)部RAM高128單元

內(nèi)部RAM高128單元是供給專用寄存器使用的，因此稱為專用寄存器區(qū)(也稱為特殊功能寄存器區(qū)，SFR區(qū))，單元地址是80H~0FFH。

80C51共有22個專用寄存器，其中程序計數(shù)器在物理上獨立的，沒有地址，故不可尋址，它不屬于SFR區(qū)。

其余的21個專用寄存器都屬于SFR區(qū)，是可尋址的，他們的單元地址離散地分布于80H~0FFH，如下表。

下面有關(guān)專用寄存器功能介紹。

1)程序計數(shù)器PC

PC是一個16位計數(shù)器，其內(nèi)容為單片機將要執(zhí)行的指令機器碼所在存儲單元的地址。PC具有自動加1的功能，從而實現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。

由于PC是不可尋址的，因此用戶無法對他進行讀/寫操作，但可以通過轉(zhuǎn)移，調(diào)用，返回等指令改變其內(nèi)容，以實現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。PC的尋址范圍為64KB，即地址空間為0000~0FFFFH。

2)累加器ACC或A

累加器ACC是8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能強，地位重要。它既可存放操作數(shù)，又可以存放運算的中間結(jié)果。

80C51系列單片機中許多指令的操作數(shù)來自累加器ACC。累加器非常繁忙，是單片機的執(zhí)行程序瓶頸，制約了單片機工作效率的提高，現(xiàn)在已經(jīng)有些單片機用寄存器陣列來代替累加器ACC。

3)寄存器B

寄存器B是8位寄存器，主要用于乘除運算。乘法運算時，B中存放乘數(shù)，乘法操作后，高8位結(jié)果存于B寄存器中。

除法運算時，B中存放除法，除法操作后，余數(shù)存于寄存器B中，寄存器B也可作為一般的寄存器用。

4)程序狀態(tài)字PSW

程序狀態(tài)字是8位寄存器，用于指示程序運行狀態(tài)信息。其中有些位是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果由硬件自動設置的，而有些位可由用戶通過指令方法設定。

PSW中各標志位名稱及定義如下：

CY：進(借)位標志位，也是位處理器的位累加器C。在加減運算中，若操作結(jié)果的最高位有進位或有借位時，CY由硬件自動置1，否則清0。

在位操作時，CY作為累加器C使用，參與進行位傳送，位與，位或等位操作。另外，某些控制轉(zhuǎn)移類指令也會影響CY位狀態(tài)。

AC：輔助進(借)位標志位。在加減運算中，當操作結(jié)果的低4位向高4位進位或借位時，此標志位由硬件自動置1，否則清0。

F0：用戶標志位，由用戶通過軟件設定，用以控制程序轉(zhuǎn)向。

RS1，RS0：寄存器組選擇位。用于設定當前通用寄存器組的組號。

通用寄存器組共有4組，其對應關(guān)系如下表：

RS1，RS0的狀態(tài)由軟件設置，被選中寄存器組為當前通用寄存器組。

OV：溢出標志位，在帶符號數(shù)(補碼數(shù))的加減運算中，OV=1表示加減運算的結(jié)果超出了累加器A的8位符號數(shù)表示范圍(-128~+127)，產(chǎn)生溢出，因此運算結(jié)果是錯誤的。OV=0，表示結(jié)果未超出255，結(jié)果只存在A中。

除法時，OV=1，表示除數(shù)為0。OV=0，表示除數(shù)不為0。

P：奇偶標志位，執(zhí)行結(jié)果中含1的奇偶狀態(tài)，即是奇數(shù)個1，還是偶數(shù)個1。

5)數(shù)據(jù)指針DPTR

數(shù)據(jù)指針DPTR為16位寄存器，它是80C51中唯一的一個16位寄存器。編程時，既可以按16位寄存器使用，也可以作為兩個8位寄存器分開使用。

DPH為DPTR的高8位寄存器，DPL為DPTR的低8位寄存器。DPTR通常在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或I/O接口時作為地址指針使用，尋址范圍為64KB。

6)堆棧指針SP

在微型計算機的內(nèi)存中，都需要設置一個對數(shù)據(jù)實行后進先出操作的區(qū)域，這個區(qū)域稱為堆棧。

堆棧通常是存儲器的一部分，為了保證棧區(qū)的數(shù)據(jù)能按后進先出的規(guī)則來操作，專門設置一個地址寄存器來管理，這個地址寄存器稱為堆棧指針SP，用于指示棧頂單元地址。

51系列單片機中堆棧指針SP為8位寄存器。

在51系列單片機中，當數(shù)據(jù)存入堆棧中，堆棧指針將自動加1并將數(shù)據(jù)存入堆棧指針所指的存儲單元，當需要從堆棧中取出數(shù)據(jù)時，首先將堆棧指針所指的存儲單元中的數(shù)據(jù)讀出，然后自動將堆棧指針減1。

所以堆棧指針始終指向堆棧中最后存入數(shù)據(jù)的那個單元，故稱該單元為堆棧頂棧。由于數(shù)據(jù)存入堆棧時堆棧指針自動加1(地址增大)，所以稱為向上生長型堆棧。

操作規(guī)程時：進棧操作，先將SP加1，后寫入數(shù)據(jù);出棧操作，先讀出數(shù)據(jù)，后將SP減1。

51系列單片機中，堆棧規(guī)定設在單片機的內(nèi)部RAM中，同時在特殊功能寄存器中將81H設置為堆棧指針，即SP=81H，81H的內(nèi)容指示了棧頂?shù)刂贰?/p>

堆棧的主要功能是保護斷點和保護現(xiàn)場。51系列單片機系統(tǒng)復位時，SP=07H。

由于89C51片內(nèi)RAM區(qū)有限，所以棧頂越小，堆棧深度就越深。為便于通用4組寄存器組都能使用，一般在系統(tǒng)初始化時使用MOV SP, #30H將棧頂設置在30H位置處。

堆棧的使用方式有兩種，一種是自動方式，在調(diào)用子程序或中斷時，返回地址自動進棧。程序返回時，斷點再自動彈回PC。這種方式無須用戶操作。

另一種指令模式，進棧指令是PUSH，出棧指令是POP。

7)電源控制及波特率選擇控制寄存器PCON

PCON為8位寄存器，主要用于控制單片機工作于低功耗模式。80C51單片機的低功耗方式有待機方式和掉電保護方式兩種。

待機方式和掉電保護方式都由專用寄存器PCON的有關(guān)位來控制。PCON寄存器不可位尋址，只能字節(jié)尋址。

PD：掉電保護位，為1時進入掉電保護方式;

IDL：待機方式位，為1時進入待機方式。

8)并行I/O端口P0~P3

專用寄存器P0，P1，P2，P3分別是并行I/O口P0~P3的數(shù)據(jù)鎖存器。在80C51系列單片機中，沒有專門的I/O口操作指令，而采用同一的MOV指令操作，把I/O口當做一般的專用寄存器使用。

9)串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF

串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF是串行口的一個專用寄存器，由一個發(fā)送緩沖器和一個接收緩沖器組成。兩個緩沖器在物理上獨立，但公用一個地址(99H)。SBUF用來存放要發(fā)送的或已接收的數(shù)據(jù)。

10)定時/計數(shù)器的專用寄存器

80C51系列單片機中有兩個16位的定時/計數(shù)器T0和T1，它們分別由兩個獨立的8位計數(shù)器組成，T0由專用寄存器TH0，TL0組成。T1由專用寄存器TH1，TL1組成。

11)控制類專用寄存器

IE，IP，TMOD，TCON，SCON寄存器是中斷系統(tǒng)，定時/計數(shù)器，串行口的控制寄存器，包含控制位和狀態(tài)位?？刂莆皇蔷幊虒懭氲目刂撇僮魑?。

對專用寄存器的字節(jié)尋址作如下幾點說明：

1>21個可字節(jié)尋址的專用寄存器離散分散在內(nèi)部RAM的高128單元，其余的空閑單元為保留區(qū)，無定義，用戶不能使用。

2>程序計數(shù)器PC是唯一不能尋址的專用寄存器，PC不占用內(nèi)部RAM單元，它在物理上是獨立的。

3>對專用寄存器只能使用直接尋址方式，在指令中可寫成寄存器符號或單元地址形式。

在21個可尋址的專用寄存器中，有11個寄存器它們的字節(jié)地址都能被8整除，可以進行位尋址，即可對這些專用寄存器單元的每一位進行位操作，每一位都有固定的位地址。