单片机寄存器.docx

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单片机寄存器

通过前面课程的学习，我们已知道了单片机的内部有ROM、有RAM、有并行I/O口，那么，除了这些东西之外，单片机内部究竟还有些什么？

这些个零碎的东西怎么连在一起的？

下面就让我们来对单片机内部作一个完整的分析吧！

从图中我们可以看出，在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制，有四个并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用来存放程序，有RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。

在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。

对图进行进一步的分析，我们已知，对并行I/O口的读写只要将数据送入到相应I/O口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行I/O口等怎么用呢？

在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SFR）。

事实上，我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？

看下表

符号

地址

功能介绍

F0H

B寄存器

ACC　

E0H

累加器

PSW　

D0H

程序状态字

B8H

中断优先级控制寄存器

B0H

P3口锁存器

A8H

中断允许控制寄存器

A0H

P2口锁存器

SBUF

99H

串行口锁存器

SCON

98H

串行口控制寄存器

90H

P1口锁存器

TH1　

8DH

定时器/计数器1（高8位）

TH0

8CH

定时器/计数器1（低8位）

TL1

8BH

定时器/计数器0（高8位）

TL0　

8AH

定时器/计数器0（低8位）

TMOD

89H

定时器/计数器方式控制寄存器

TCON

88H

定时器/计数器控制寄存器

DPH　

83H

数据地址指针（高8位）

DPL

82H

数据地址指针（低8位）

81H

堆栈指针

80H

P0口锁存器

PCON

87H

电源控制寄存器

下面，我们介绍一下几个常用的SFR。

1、ACC---是累加器，通常用A表示。

这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？

或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。

它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。

自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1；若A≠0则z＝0。

该标志常用作程序分枝转移的判断条件。

2、B--一个寄存器。

在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。

3、PSW-----程序状态字。

这是一个很重要的东西，里面放了CPU工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU的当前状态，并作出相应的处理。

它的各位功能请看下表：

RS1

RS0

下面我们逐一介绍各位的用途

CY：

进位标志。

8051中的运算器是一种8位的运算器，我们知道，8位运算器只能表示到0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办？

最高位就进到这里来。

这样就没事了。

有进、借位，CY＝1；无进、借位，CY＝0

例：

78H+97H（01111000+10010111）

AC：

辅助进、借位（高半字节与低半字节间的进、借位）。

例：

57H+3AH（01010111+00111010）

F0：

用户标志位，由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。

RS1、RS0：

工作寄存器组选择位。

这个我们已知了。

0V：

溢出标志位。

运算结果按补码运算理解。

有溢出，OV=1；无溢出，OV＝0。

什么是溢出我们后面的章节会讲到。

P：

奇偶校验位：

它用来表示ALU运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。

若为奇数，则P=1，否则为0。

运算结果有奇数个1，P＝1；运算结果有偶数个1，P＝0。

例：

某运算结果是78H（01111000），显然1的个数为偶数，所以P=0。

4、DPTR（DPH、DPL）--------数据指针，可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。

分成DPL（低8位）和DPH（高8位）两个寄存器。

用来存放16位地址值，以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM或程序存储器作64K字节范围内的数据操作。

5、P0、P1、P2、P3------这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口的寄存器。

它里面的内容对应着管脚的输出。

6、IE-----中断充许寄存器

按位寻址，地址：

A8H

ET2

ET1

EX1

ET0

EX0

EA（IE.7）：

EA=0时，所有中断禁止（即不产生中断）

EA=1时，各中断的产生由个别的允许位决定

-（IE.6）：

保留

ET2（IE.5）：

定时2溢出中断充许（8052用）

ES（IE.4）：

串行口中断充许（ES=1充许，ES=0禁止）

ET1（IE.3）：

定时1中断充许

EX1（IE.2）：

外中断INT1中断充许

ET0（IE.1）：

定时器0中断充许

EX0（IE.0）：

外部中断INT0的中断允许

7、IP-----中断优先级控制寄存器

按位寻址，地址位B8H

PT2

PT1

PX1

PT0

PX0

-（IP.7）：

保留

-（IP.6）：

保留

PT2（IP.5）：

定时2中断优先（8052用）

PS（IP.4）：

串行口中断优先

PT1（IP.3）：

定时1中断优先

PX1（IP.2）：

外中断INT1中断优先

PT0（IP.1）：

定时器0中断优先

PX0（IP.0）：

外部中断INT0的中断优先

8、TMOD-----定时器控制寄存器

不按位寻址，地址89H

GATE　

C/T

GATE

C/T

GATE：

定时操作开关控制位，当GATE=1时，INT0或INT1引脚为高电平，同时TCON中的TR0或TR1控制位为1时，计时/计数器0或1才开始工作。

若GATE=0，则只要将TR0或TR1控制位设为1，计时/计数器0或1就开始工作。

C/T：

定时器或计数器功能的选择位。

C/T=1为计数器，通过外部引脚T0或T1输入计数脉冲。

C/T=0时为定时器，由内部系统时钟提供计时工作脉冲。

M1：

模式选择位高位

M0：

模式选择位低位

工作模式

13位计数/计时器

16位计数/计时器

8位自动加载计数/计时器

定时器1停止工作，定时器0分为两个独立的8位定时器TH0及TL0

9、TCON-----定时器控制寄存器

按位寻址，地址

位88H　B7

TF1　

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。

当IT0=0时，为电平触发方式。

当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。

IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。

IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。

IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。

TF1（TCON.7）：

T1溢出中断请求标志位。

T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。

CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。

T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。

所以，TF1可用作查询测试的标志。

TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。

TR1（TCON.6）：

T1运行控制位。

TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。

TR1由软件置1或清0。

所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。

TF0（TCON.5）：

T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。

TR0（TCON.4）：

T0运行控制位，其功能与TR1类同。

10、SP------堆栈指针。

堆栈介绍：

日常生活中，我们都注意到过这样的现象，家里洗的碗，一只一只摞起来，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的则放在最下面，在取的时候正好相反，先从最上面取，这种现象我们用一句话来概括：

“先进后出，后进先出”。

请大家想想，还有什么地方有这种现象？

其实比比皆是，建筑工地上堆放的砖头、材料，仓库里放的货物，都是“先进后出，后进先出”这实际是一种存取物品的规则，我们称之为“堆栈”。

在单片机中，我们也可以在RAM中构造这样一个区域，用来存放数据，这个区域存放数据的规则就是“先进后出，后进先出”，我们称之为“堆栈”。

为什么需要这样来存放数据呢？

存储器本身不是可以按地址来存放数据吗？

对，知道了地址的确就可以知道里面的内容，但如果我们需要存放的是一批数据，每一个数据都需要知道地址那不是麻烦吗？

如果我们让数据一个接一个地放置，那么我们只要知道第一个数据所在地址单元就可以了（看图2）如果第一个数据在27H，那么第二、三个就在28H、29H了。

所以利用堆栈这种方法来放数据可以简化操作。

那么51中堆栈什么地方呢？

单片机中能存放数据的区域有限，我们不能够专门分配一块地方做堆栈，所以就在内存（RAM）中开辟一块地方，用于堆栈，但是用内存的哪一块呢？

还是不好定，因为51是一种通用的单片机，各人的实际需求各不相同，有人需要多一些堆栈，而有人则不需要那么多，所以怎么分配都不合适，怎样来解决这个问题?

分不好干脆就不分了，把分的权利给用户（编程者），根据自已的需要去定吧，所以51单片机中堆栈的位置是可以变化的。

而这种变化就体现在SP中值的变化，看图2，SP中的值等于27H不就相当于是一个指针指向27H单元吗？

当然在真正的51机中，开始指针所指的位置并非就是数据存放的位置，而是数据存放的前一个位置，比如一开始指针是指向27H单元的，那么第一个数据的位置是28H单元，而不是27H单元，为什么会这样，我们在学堆栈命令时再说明。

如下图

803l单片机共有21个字节的特殊功能寄存器（SFR），起着专用寄存器的作用，用来设置片内电路的运行方式，记录电路的运行状态，并表明有关标志等。

此外，特殊功能寄存器中，还有把并行和串行I／O端口映射过来的寄存器，对这些寄存器的读写，可实现从相应I／O端口的输入、输出操作。

21个特殊功能寄存器不连续地分布在128个字节的SFR存储空间中，地址空间为80H-FFH，见下图。

带*的表明是有位地址的寄存器。

在这片SFR空间中，包含有128个位地址空间，地址也是80H-FFH，但只有83个有效位地址，可对11个特殊功能寄存器的某些位作位寻址操作。

由此可见，在特殊功能寄存器中，也有两套地址：

字节地址和位地址。

两者在地址空间上都是80H-FFH，但对字节地址只有21个字节是有效的，对位地址只有83位是有效的，可以说，它们是内部数据存储器中字节地址与位地址的不连续延伸。

其他无效地址单元是不能被访问的，在使用时应加以注意。

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