在51單片機內部有一個CPU用來運算、控制,有四個並行I/O口,分別是P0、P1、P2、P3,有ROM,用來存放程序,有RAM,用來存放中間結果,此外還有定時/計數器,串行I/O口,中斷系統,以及一個內部的時鐘電路。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,被稱之爲特殊功能寄存器(SFR)。這樣的特殊功能寄存器51單片機共有21個並且都是可尋址的列表如下(其中帶*號的爲52系列所增加的特殊功能寄存器):
分別說明如下:
這是個什麼東西,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,爲什麼給它這麼一個名字呢?或許是因爲在運算器做運算時其中一個數一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊,身份也特殊,稍後在中篇中我們將學到指令,可以發現,所有的運算類指令都離不開它。自身帶有全零標誌Z,若A=0則Z=1;若A≠0則z=0。該標誌常用作程序分枝轉移的判斷條件。
在做乘、除法時放乘數或除數,不做乘除法時,隨你怎麼用。
這是一個很重要的東西,裏面放了CPU工作時的很多狀態,藉此,我們可以瞭解CPU的當前狀態,並作出相應的處理。它的各位功能請看下錶:
下面我們逐一介紹各位的用途
CY:進位標誌。
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,怎麼辦?最高位就進到這裏來。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(高半字節與低半字節間的進、借位)。
例:57H+3AH(01010111+00111010)
F0:用戶標誌位
由用戶(編程人員)決定什麼時候用,什麼時候不用。
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,就能任選一個工作寄存器區。這個特點提高了MCS-51現場保護和現場恢復的速度。對於提高CPU的工作效率和響應中斷的速度是很有利的。若在一個實際的應用系統中,不需要四組工作寄存器,那麼這個區域中多餘單元可以作爲一般的數據緩衝器使用。
0V:溢出標誌位
運算結果按補碼運算理解。有溢出,OV=1;無溢出,OV=0。什麼是溢出我們後面的章節會講到。
P:奇偶校驗位
它用來表示ALU運算結果中二進制數位“1”的個數的奇偶性。若爲奇數,則P=1,否則爲0。運算結果有奇數個1,P=1;運算結果有偶數個1,P=0。
例:某運算結果是78H(01111000),顯然1的個數爲偶數,所以P=0。
可以用它來訪問外部數據存儲器中的任一單元,如果不用,也可以作爲通用寄存器來用,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據RAM或程序存儲器作64K字節範圍內的數據操作。
5、P0、P1、P2、P3--------輸入輸出口(I/O)寄存器
這個我們已經知道,是四個並行輸入/輸出口(I/O)的寄存器。它裏面的內容對應着管腳的輸出。
- EA (IE.7):EA=0時,所有中斷禁止(即不產生中斷);EA=1時,各中斷的產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):串行口中斷充許(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中斷優先(8052用)
- PS (IP.4):串行口中斷優先
- PT1(IP.3):定時1中斷優先
- PX1(IP.2):外中斷INT1中斷優先
- PT0(IP.1):定時器0中斷優先
- PX0(IP.0):外部中斷INT0的中斷優先
8、TMOD-----定時器控制寄存器
不按位尋址,地址89H
- GATE :定時操作開關控制位,當GATE=1時,INT0或INT1引腳爲高電平,同時TCON中的TR0或TR1控制位爲1時,計時/計數器0或1纔開始工作。若GATE=0,則只要將TR0或TR1控制位設爲1,計時/計數器0或1就開始工作。
- C/T :定時器或計數器功能的選擇位。C/T=1爲計數器,通過外部引腳T0或T1輸入計數脈衝。C/T=0時爲定時器,由內部系統時鐘提供計時工作脈衝。
- M1 、M0:T0、T1工作模式選擇位
- TF1:定時器T1溢出標誌,可由程序查詢和清零,TF1也是中斷請求源,當CPU響應T1中斷時由硬件清零。
- TF0:定時器T0溢出標誌,可由程序查詢和清零,TF0也是中斷請求源,當CPU響應T0中斷時由硬件清零。
- TR1:T1充許計數控制位,爲1時充許T1計數。
- TR0:T0充許計數控制位,爲1時充許T0計數。
- IE1:外部中斷1請示源(INT1,P3.3)標誌。IE1=1,外部中斷1正在向CPU請求中斷,當CPU響應該中斷時由硬件清“0”IE1(邊沿觸發方式)。
- IT1:外部中斷源1觸發方式控制位。IT1=0,外部中斷1程控爲電平觸發方式,當INT1(P3.3)輸入低電平時,置位IE1。
- IE0:外部中斷0請示源(INT0,P3.2)標誌。IE0=1,外部中斷1正在向CPU請求中斷,當CPU響應該中斷時由硬件清“0”IE0(邊沿觸發方式)。
- IT0:外部中斷源0觸發方式控制位。IT0=0,外部中斷1程控爲電平觸發方式,當INT0(P3.2)輸入低電平時,置位IE0。
它是一個可尋址的專用寄存器,用於串行數據的通信控制,單元地址是98H,其結構格式如下: