單片機寄存器

通過前面課程的學習，我們已知道了單片機的內(nèi)部有ROM、有RAM、有并行I/O口，那么，除了這些東西之外，單片機內(nèi)部究竟還有些什么？這些個零碎的東西怎么連在一起的？下面就讓我們來對單片機內(nèi)部作一個完整的分析吧!從圖中我們可以看出，在51單片機內(nèi)部有一個CPU用來運算、控制，有四個并行I/O口，分別是P0、P1、P2、P3,有ROM，用來存放程序，有RAM，用來存放中間結(jié)果，此外還有定時/計數(shù)器，串行I/O口，中斷系統(tǒng)，以及一個內(nèi)部的時鐘電路。在一個51單片機的內(nèi)部包含了這么多的東西。對圖進行進一步的分析，我們已知，對并行I/O口的讀寫只要將數(shù)據(jù)送入到相應(yīng)I/O口的鎖存器就可以了，那么對于定時/計數(shù)器，串行I/O口等怎么用呢？在單片機中有一些獨立的存儲單元是用來控制這些器件的，被稱之為特殊功能寄存器（SFR）。事實上，我們已接觸過P1這個特殊功能寄存器了，還有哪些呢？看下表符號地址功能介紹BF0HB寄存器ACCE0H累加器PSWD0H程序狀態(tài)字IPB8H中斷優(yōu)先級控制寄存器P3B0HP3口鎖存器IEA8H中斷允許控制寄存器P2A0HP2口鎖存器SBUF99H串行口鎖存器SCON98H串行口控制寄存器P190HP1口鎖存器TH18DH定時器/計數(shù)器1（高8位）TH08CH定時器/計數(shù)器1（低8位）TL18BH定時器/計數(shù)器0（高8位）TL08AH定時器/計數(shù)器0（低8位）TMOD89H定時器/計數(shù)器方式控制寄存器TCON88H定時器/計數(shù)器控制寄存器DPH83H數(shù)據(jù)地址指針（高8位）DPL82H數(shù)據(jù)地址指針（低8位）SP81H堆棧指針P080HP0□鎖存器PCON87H電源控制寄存器下面，我們介紹一下幾個常用的SFR。1、ACC---是累加器，通常用A表示。這是個什么東西，可不能從名字上理解，它是一個寄存器，而不是一個做加法的東西，為什么給它這么一個名字呢？或許是因為在運算器做運算時其中一個數(shù)一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我們將學到指令，可以發(fā)現(xiàn)，所有的運算類指令都離不開它。自身帶有全零標志Z,若A=0則Z=1；若A于0則z=0。該標志常用作程序分枝轉(zhuǎn)移的判斷條件。2、B--一個寄存器。在做乘、除法時放乘數(shù)或除數(shù)，不做乘除法時，隨你怎么用。3、PSW-----程序狀態(tài)字。這是一個很重要的東西，里面放了CPU工作時的很多狀態(tài)，借此，我們可以了解CPU的當前狀態(tài)，并作出相應(yīng)的處理。它的各位功能請看下表：D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVP下面我們逐一介紹各位的用途CY：進位標志。8051中的運算器是一種8位的運算器，我們知道，8位運算器只能表示到0-255,如果做加法的話，兩數(shù)相加可能會超過255,這樣最高位就會丟失，造成運算的錯誤，怎么辦？最高位就進到這里來。這樣就沒事了。有進、借位，CY=1；無進、借位，CY=0例：78H+97H(01111000+10010111)AC：輔助進、借位(高半字節(jié)與低半字節(jié)間的進、借位)。例：57H+3AH(01010111+00111010)F0：用戶標志位，由用戶(編程人員)決定什么時候用，什么時候不用。RS1、RS0：工作寄存器組選擇位。這個我們已知了。0V：溢出標志位。運算結(jié)果按補碼運算理解。有溢出，OV=1；無溢出，OV=0。什么是溢出我們后面的章節(jié)會講到。P：奇偶校驗位：它用來表示ALU運算結(jié)果中二進制數(shù)位“1”個數(shù)的奇偶性。若為奇數(shù)，則P=1,否則為0。運算結(jié)果有奇數(shù)個1,P=1；運算結(jié)果有偶數(shù)個1,P=0O例：某運算結(jié)果是78H(01111000),顯然1的個數(shù)為偶數(shù)，所以P=0。4、DPTR(DPH、DPL) 數(shù)據(jù)指針，可以用它來訪問外部數(shù)據(jù)存儲器中的任一單元，如果不用，也可以作為通用寄存器來用，由我們自己決定如何使用。分成DPL(低8位)和DPH(高8位)兩個寄存器。用來存放16位地址值，以便用間接尋址或變址尋址的方式對片外數(shù)據(jù)RAM或程序存儲器作64K字節(jié)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)操作。5、P0、P1、P2、P3------這個我們已經(jīng)知道，是四個并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對應(yīng)著管腳的輸出。6、IE-----中斷充許寄存器按位尋址，地址：A8HB7B6B5B4B3B2B1B0EAET2ESET1EX1ET0EX0EA(IE.7)：EA=0時，所有中斷禁止(即不產(chǎn)生中斷)EA=1時，各中斷的產(chǎn)生由個別的允許位決定(IE.6)：保留ET2(IE.5)：定時2溢出中斷充許(8052用)ES(IE.4)：串行□中斷充許(ES=1充許，ES=0禁止)ET1(IE.3)：定時1中斷充許EX1(IE.2)：外中斷INT1中斷充許ET0(IE.1)：定時器0中斷充許EX0（IE.0）：外部中斷INT0的中斷允許7、IP-----中斷優(yōu)先級控制寄存器按位尋址，地址位B8HB7B6B5B4B3B2B1B0PT2PSPT1PX1PT0PX0（IP.7）：保留（IP.6）：保留PT2（IP.5）：定時2中斷優(yōu)先（8052用）PS（IP.4）：串行口中斷優(yōu)先PT1（IP.3）：定時1中斷優(yōu)先PX1（IP.2）：外中斷INT1中斷優(yōu)先PT0（IP.1）：定時器0中斷優(yōu)先PX0（IP.0）：外部中斷INT0的中斷優(yōu)先8、TMOD-----定時器控制寄存器不按位尋址，地址89HB7B6B5B4B3B2B1B0GATEC/TM1M0GATEC/TM1MGATE:定時操作開關(guān)控制位，當GATE=1時，INT0或INT1引腳為高電平，同時TCON中的TR0或TR1控制位為1時，計時/計數(shù)器0或1才開始工作。若GATE=0，則只要將TR0或TR1控制位設(shè)為1，計時/計數(shù)器0或1就開始工作。C/T:定時器或計數(shù)器功能的選擇位。C/T=1為計數(shù)器，通過外部引腳T0或T1輸入計數(shù)脈沖。C/T=0時為定時器，由內(nèi)部系統(tǒng)時鐘提供計時工作脈沖。M1：模式選擇位高位M0:模式選擇位低位M1M0工作模式0013位計數(shù)/計時器0116位計數(shù)/計時器108位自動加載計數(shù)/計時器11定時器1停止工作，定時器0分為兩個獨立的8位定時器TH0及TL09、TCON-----定時器控制寄存器按位尋址，地址位88HB7B6B5B4B3B2B1B0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IT0（TCON.0）,外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。當IT0=1時，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。IE0（TCON,1）,外部中斷0中斷請求標志位。IT1（TCON.2），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。IE1（TCON.3），外部中斷1中斷請求標志位。TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（TCON.6）：T1運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標志位，其功能與TF1類同。TR0（TCON.4）：T0運行控制位，其功能與TR1類同。10、SP------堆棧指針。堆棧介紹：日常生活中，我們都注意到過這樣的現(xiàn)象，家里洗的碗，一只一只摞起來，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的則放在最下面，在取的時候正好相反，先從最上面取，這種現(xiàn)象我們用一句話來概括：“先進后出，后進先出”。請大家想想，還有什么地方有這種現(xiàn)象？其實比比皆是，建筑工地上堆放的磚頭、材料，倉庫里放的貨物，都是，先進后出，后進先出”這實際是一種存取物品的規(guī)則，我們稱之為'堆?！薄Ｔ趩纹瑱C中，我們也可以在RAM中構(gòu)造這樣一個區(qū)域，用來存放數(shù)據(jù)，這個區(qū)域存放數(shù)據(jù)的規(guī)則就是“先進后出，后進先出"，我們稱之為'堆棧"。為什么需要這樣來存放數(shù)據(jù)呢？存儲器本身不是可以按地址來存放數(shù)據(jù)嗎？對，知道了地址的確就可以知道里面的內(nèi)容，但如果我們需要存放的是一批數(shù)據(jù)，每一個數(shù)據(jù)都需要知道地址那不是麻煩嗎？如果我們讓數(shù)據(jù)一個接一個地放置，那么我們只要知道第一個數(shù)據(jù)所在地址單元就可以了（看圖2）如果第一個數(shù)據(jù)在27H，那么第二、三個就在28H、29H了。所以利用堆棧這種方法來放數(shù)據(jù)可以簡化操作。那么51中堆棧什么地方呢？單片機中能存放數(shù)據(jù)的區(qū)域有限，我們不能夠?qū)ｉT分配一塊地方做堆棧，所以就在內(nèi)存（RAM）中開辟一塊地方，用于堆棧，但是用內(nèi)存的哪一塊呢？還是不好定，因為51是一種通用的單片機，各人的實際需求各不相同，有人需要多一些堆棧，而有人則不需要那么多，所以怎么分配都不合適，怎樣來解決這個問題?分不好干脆就不分了，把分的權(quán)利給用戶（編程者），根據(jù)自己的需要去定吧，所以51單片機中堆棧的位置是可以變化的。而這種變化就體現(xiàn)在SP中值的變化，看圖2,SP中的值等于27H不就相當于是一個指針指向27H單元嗎？當然在真正的51機中，開始指針所指的位置并非就是數(shù)據(jù)存放的位置，而是數(shù)據(jù)存放的前一個位置，比如一開始指針是指向27H單元的，那么第一個數(shù)據(jù)的位置是28H單元，而不是27H單元，為什么會這樣，我們在學堆

棧命令時再說明。如下圖8031單片機共有21個字節(jié)的特殊功能寄存器(SFR),起著專用寄存器的作用，用來設(shè)置片內(nèi)電路的運行方式，記錄電路的運行狀態(tài)，并表明有關(guān)標志等。此外，特殊功能寄存器中，還有把并行和串行I/O端口映射過來的寄存器，對這些寄存器的讀寫，可實現(xiàn)從相應(yīng)I/O端口的輸入、輸出操作。21個特殊功能寄存器不連續(xù)地分布在128個字節(jié)的SFR存儲空間中，地址空間為80H-FFH,見下圖。帶*的表明是有位地址的寄存器。在這片SFR空間中，包含有128個位地址空間，地址也是80H-FFH,但只有83個有效位地址，可對11個特殊功能寄存器的某些位作位尋址操作。字節(jié)地址各歌出臻功能字節(jié)地址各歌出臻功能圖L4特殊功能寄存器及其字節(jié)題址寄存器符號字節(jié)地址(M密位地址(LSB)B7BSB4B3B2BlBOBFOH亞F5F4F3FS四gMA$45A4A3A2AlAEOH可E6：E5由1E3￡2ElEOCYACFORSIRSOOVPFSWDOHD7D5D4D3D2DLDOPSPT1PXlFTOFXOIPBSH——EC即PA國國P3.7PS,?P瓦SPS,4P3.WP3rSP3,1P3,dF3BOHB7粘也B3配BlBOEAESET1EXIETOEXOIEASHAFACABAAMA8P2,TPi.6F2.5P2-4F2.aP2.2P2.1P2LCP2AOHA7A6A5A4A3A2AlAO：SMOSM)SM2REMTB8RBSTIRISCON制9F苑SDBB9BPL7PL6PL5Fl.qPL3PLZPLlPl,CPl9OH91969593眼919。*TF1TRIT