單片機的存儲空間有兩種基本結構。一種是普林斯頓結構（Princeton），將程序和數據合用一個存儲器空間，即ROM和RAM的地址同在一個空間里分配不同的地址。CPU訪問存儲器時，一個地址對應惟一的一個存儲單元，可以是ROM，也可以是RAM，用同類的訪問指令。另一種是將程序存儲器和數據存儲器截然分開，分別尋址的結構，稱為哈佛（Harvard）結構。CPU用不同的指令訪問不同的存儲器空間。由于單片機實際應用中“面向控制”的特點，一般需要較大的程序存儲器。目前，包括MCS-51和80C51系列的單片機均采用程序存儲器和數據存儲器截然分開的哈佛結構。

　　一、程序存儲器

　　單片機的應用中常常將開發調試成功后的應用程序存儲在程序存儲器中，因為不再改變，所以這種存儲器都采用只讀存儲器ROM的形式。

　　程序存儲器連接圖

　　二、數據存儲器

　　在單片機中，用隨機存取的存儲器（RAM）來存儲數據，暫存運行期間的數據、中間結果、緩沖和標志位等，所以稱之為數據存儲器。一般在單片機內部設置一定容量（64B～256B）的RAM，并以高速RAM的形式集成在單片機內，以加快單片機的運行速度。同時，單片機內還把專用的寄存器和通用的寄存器放在同一片內RAM統一編址，以利于運行速度的提高。對于某些應用系統，還可以外部擴展數據存儲器。

　　數據存儲器電路結構

　　三、程序存儲器和數字存儲器區別

　　1、程序存儲器是用于存放是系統工作的應用程序及一些不需改變的數據常數的，程序寫入程序存儲器后，單片機系統只能讀取程序指令使系統運行，而不能再進行改寫，且系統掉電后，程序不會丟失。因此，程序存儲器是ROM（Read Only Memory），即只讀存儲器，其特點是在計算機正常運行的情況下CPU對ROM存儲器只能進行讀操作且斷電后信息不會丟失，通常用來存儲固定不變的程序和數據，如引導程序、基本輸入輸出系統程序等。ROM按其性能可分為以下幾類：

　　（1）掩模工藝ROM

　　它是由芯片制造廠根據ROM要求存儲的信息，制造成固定的半導體掩模版生產的。一旦制出成品后，其存儲的信息只能讀出，不能改變。這種ROM適用于存儲固定不變的程序和數據，批量生產時，成本較低。

　　（2）可一次編程PROM

　　允許用戶對ROM進行一次編程。

　　（3）可擦除的EPROM

　　允許用戶對ROM進行多次編程，即可擦除。按擦除的方法不同，可分為紫外線擦除的可擦除可編程序只讀存儲器EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）和電擦除的電可擦除編程序只讀存儲器EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）。

　　（4）Flash存儲器

　　Flash存儲器是在20世紀80年代末逐漸發展起來的。Flash存儲器和傳統存儲器的最大區別在于它是按塊（Sector）擦除，按位編程，從而實現了快閃擦除的高速度。

　　2、數據存儲器是用于存放程序運行的中間處理數據的，可隨程序運行而隨時寫入或讀出數據存儲器的內容，當系統掉電時，數據全部會丟失。因此，數據存儲器是RAM（Random Accese Memory），即可隨機讀寫的存儲器。