MCS - 51單片機寄存器功能-設(shè)計應(yīng)用

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21個特殊功能寄存器(52系列是26個)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，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(這里介紹一個技巧：其地址能被8整除的都可以位尋址)。

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)。這樣的特殊功能寄存器51單片機共有21個并且都是可尋址的列表如下(其中帶*號的為52系列所增加的特殊功能寄存器)：

分別說明如下：

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(xué)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(biāo)志Z，若A=0則Z=1;若A≠0則z=0。該標(biāo)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(dāng)前狀態(tài)，并作出相應(yīng)的處理。它的各位功能請看下表：

下面我們逐一介紹各位的用途

CY：進位標(biāo)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，這樣位就會丟失，造成運算的錯誤，怎么辦?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(biāo)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

通過修改PSW中的RS1、RS0兩位的狀態(tài)，就能任選一個工作寄存器區(qū)。這個特點提高了MCS-51現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù)的速度。對于提高CPU的工作效率和響應(yīng)中斷的速度是很有利的。若在一個實際的應(yīng)用系統(tǒng)中，不需要四組工作寄存器，那么這個區(qū)域中多余單元可以作為一般的數(shù)據(jù)緩沖器使用。

0V：溢出標(biāo)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”的個數(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=0。

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，由我們自已決定如何使用。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輸入輸出口(I/O)寄存器這個我們已經(jīng)知道，是四個并行輸入/輸出口(I/O)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

可按位尋址，地址：A8H

EA(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溢出中斷允許(8052用)

ES(IE.4)：串行口中斷允許(ES=1允許，ES=0禁止)ET1(IE.3)：定時1中斷允許

EX1(IE.2)：外中斷INT1中斷允許

ET0(IE.1)：定時器0中斷允許

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

可按位尋址，地址位B8H

-(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89H

GATE：定時操作開關(guān)控制位，當(dāng)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、M0：T0、T1工作模式選擇位

9、TCON定時器控制寄存器

可按位尋址，地址位88H

TF1：定時器T1溢出標(biāo)志，可由程序查詢和清零，TF1也是中斷請求源，當(dāng)CPU響應(yīng)T1中斷時由硬件清零。

TF0：定時器T0溢出標(biāo)志，可由程序查詢和清零，TF0也是中斷請求源，當(dāng)CPU響應(yīng)T0中斷時由硬件清零。

TR1：T1充許計數(shù)控制位，為1時充許T1計數(shù)。

TR0：T0充許計數(shù)控制位，為1時充許T0計數(shù)。

IE1：外部中斷1請示源(INT1，P3.3)標(biāo)志。IE1=1，外部中斷1正在向CPU請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時由硬件清“0”IE1(邊沿觸發(fā)方式)。

IT1：外部中斷源1觸發(fā)方式控制位。IT1=0，外部中斷1程控為電平觸發(fā)方式，當(dāng)INT1(P3.3)輸入低電平時，置位IE1。

IE0：外部中斷0請示源(INT0，P3.2)標(biāo)志。IE0=1，外部中斷1正在向CPU請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時由硬件清“0”IE0(邊沿觸發(fā)方式)。

IT0：外部中斷源0觸發(fā)方式控制位。IT0=0，外部中斷1程控為電平觸發(fā)方式，當(dāng)INT0(P3.2)輸入低電平時，置位IE0。

10、SCON串行通信控制寄存器

它是一個可尋址的專用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)的通信控制，單元地址是98H，其結(jié)構(gòu)格式如下：

(1)SM0、SM1：串行口工作方式控制位。

SM0，SM1工作方式

00方式0-波特率由振蕩器頻率所定：振蕩器頻率/1201方式1-波特率由定時器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD×(T1溢出率)/3210方式2-波特率由振蕩器頻率和SMOD所定：2SMOD×振蕩器頻率/6411方式3-波特率由定時器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD×(T1溢出率)/32(2)SM2：多機通信控制位。<br>多機通信是工作于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收狀態(tài)，當(dāng)串行口工作于方式2或3，以及SM2=1時，只有當(dāng)接收到第9位數(shù)據(jù)(RB8)為1時，才把接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，且置位RI發(fā)出中斷申請，否則會將接受到的數(shù)據(jù)放棄。當(dāng)SM2=0時，就不管第位數(shù)據(jù)是0還是1，都難得數(shù)據(jù)送入SBUF，并發(fā)出中斷申請。

工作于方式0時，SM2必須為0。

(3)REN：允許接收位。<br>REN用于控制數(shù)據(jù)接收的允許和禁止，REN=1時，允許接收，REN=0時，禁止接收。

(4)TB8：發(fā)送接收數(shù)據(jù)位8。<br>在方式2和方式3中，TB8是要發(fā)送的——即第9位數(shù)據(jù)位。在多機通信中同樣亦要傳輸這一位，并且它代表傳輸?shù)牡刂愤€是數(shù)據(jù)，TB8=0為數(shù)據(jù)，TB8=1時為地址。

(5)RB8：接收數(shù)據(jù)位8。

在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位數(shù)據(jù)，用以識別接收到的數(shù)據(jù)特征。

(6)TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。

可尋址標(biāo)志位。方式0時，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位，其它方式下，在發(fā)送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示幀發(fā)送結(jié)束，TI可由軟件清“0”。

(7)RI：接收中斷標(biāo)志位。

可尋址標(biāo)志位。接收完第8位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位，在其他工作方式下，該位由硬件置位，RI=1表示幀接收完成。

11、PCON電源管理寄存器

PCON主要是為CHMOS型單片機的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，單元地址是87H，其結(jié)構(gòu)格式如下：

在CHMOS型單片機中，除SMOD位外，其他位均為虛設(shè)的，SMOD是串行口波特率倍增位，當(dāng)SMOD=1時，串行口波特率加倍。系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn)為SMOD=0。

12、T2CONT2狀態(tài)控制寄存器

TF2：T2溢出中斷標(biāo)志。TF2必須由用戶程序清“0”。當(dāng)T2作為串口波特率發(fā)生器時，TF2不會被置“1”。

EXF2：定時器T2外部中斷標(biāo)志。EXEN2為1時，當(dāng)T2EX(P1.1)發(fā)生負(fù)跳變時置1中斷標(biāo)志DXF2，EXF2必須由用戶程序清“0”。

TCLK：串行接口的發(fā)送時鐘選擇標(biāo)志。TCLK=1時，T2工作于波特率發(fā)生器方式。

RCLK：串行接口的接收時鐘選擇標(biāo)志位。RCLK=1時，T2工作于波特率發(fā)生器方式。

EXEN2：T2的外部中斷充許標(biāo)志。

C/T2：外部計數(shù)器/定時器選擇位。C/T2=1時，T2為外部事件計數(shù)器，計數(shù)脈沖來自T2(P1.0);