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51 单片机寄存器功能一览表
21 个特殊功能寄存器(52 系列是 26 个)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,
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(这里介绍一个技巧:其地址能被 8 整除的都可以位寻址)。
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)。这样的特殊功能寄存器 51 单
片机共有 21 个并且都是可寻址的列表如下(其中带*号的为 52 系列所增加的特殊功能寄存器):
MCS-51 单片机的特殊功能寄存器
符号
地址
功能介绍
B
F0H B 寄存器
ACC
E0H 累加器
PSW
D0H 程序状态字
TH2*
CDH 定时器/计数器 2(高 8 位)
TL2*
CCH 定时器/计数器 2(低 8 位)
RCAP2H*
CBH 外部输入(P1.1)计数器/自动再装入模式时初值寄存器高八位
RCAP2L*
CAH 外部输入(P1.1)计数器/自动再装入模式时初值寄存器低八位
T2CON*
C8H T2 定时器/计数器控制寄存器
IP
B8H 中断优先级控制寄存器
P3
B0H P3 口锁存器
IE
A8H 中断允许控制寄存器
P2
A0H P2 口锁存器
SBUF
99H 串行口锁存器
SCON
98H 串行口控制寄存器
P1
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 T0、T1 定时器/计数器方式控制寄存器
TCON
88H T0、T1 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)SP
81H 堆栈指针
P0
80H P0 口锁存器
PCON
87H 电源控制寄存器
分别说明如下:
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:
PSW 程序状态字
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
CY
AC
F0
RS1
RS0
OV
P
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
通过修改 PSW 中的 RS1、RS0 两位的状态,就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了 MCS-51 现场保护和
现场恢复的速度。对于提高 CPU 的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中,不需要四组工
作寄存器,那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。工作寄存器区选择
RS1
RS0
当前使用的工作寄存器区 R0~R7
0
0
0 区(00~07H)
0
1
1 区(08~0Fh)
1
0
2 区(10~17h)
1
1
3 区(18~1Fh)
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--------输入输出口(I/O)寄存器
这个我们已经知道,是四个并行输入/输出口(I/O)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
可按位寻址,地址:A8H
IE 中断允许寄存器
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
EA
-
ET2
ES
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 溢出中断允许(8052 用)
ES (IE.4):串行口中断允许(ES=1 允许,ES=0 禁止)
ET1(IE.3):定时 1 中断允许
EX1(IE.2):外中断 INT1 中断允许
ET0(IE.1):定时器 0 中断允许
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
可按位寻址,地址位 B8H
IP 中断优先级控制寄存器
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
-
-
PT2
PS
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
TMOD 定时器控制寄存器
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
GATE
C/T
M1
M0
GATE
C/T
M1
M0
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 、M0:T0、T1 工作模式选择位
M1 、M0:T0、T1 工作模式选择位
M1
M0
工作模式
0
0
方式 0,13 位计数/计时器
0
1
方式,1,16 位计数/计时器
1
0
方式 2,8 位自动加载计数/计时器
1
1
方式 3,仅适用于 T0,定时器 0 分为两个独立的 8 位定时器/计数器
TH0 及 TL0,T1 在方式 3 时停止工作
9、TCON-----定时器控制寄存器
可按位寻址,地址位 88H
TCON 定时器控制寄存器
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
TF1:定时器 T1 溢出标志,可由程序查询和清零,TF1 也是中断请求源,当 CPU 响应 T1 中断时由硬件清零。
TF0:定时器 T0 溢出标志,可由程序查询和清零,TF0 也是中断请求源,当 CPU 响应 T0 中断时由硬件清零。
TR1:T1 充许计数控制位,为 1 时充许 T1 计数。
TR0:T0 充许计数控制位,为 1 时充许 T0 计数。
IE1:外部中断 1 请示源(INT1,P3.3)标志。IE1=1,外部中断 1 正在向 CPU 请求中断,当 CPU 响应该中断时由硬
件清“0”IE1(边沿触发方式)。
IT1:外部中断源 1 触发方式控制位。IT1=0,外部中断 1 程控为电平触发方式,当 INT1(P3.3)输入低电平时,置位
IE1。
IE0:外部中断 0 请示源(INT0,P3.2)标志。IE0=1,外部中断 1 正在向 CPU 请求中断,当 CPU 响应该中断时由硬
件清“0”IE0(边沿触发方式)。
IT0:外部中断源 0 触发方式控制位。IT0=0,外部中断 1 程控为电平触发方式,当 INT0(P3.2)输入低电平时,置位
IE0。10、SCON----串行通信控制寄存器
它是一个可寻址的专用寄存器,用于串行数据的通信控制,单元地址是 98H,其结构格式如下:
SCON 串行通信控制寄存器
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI
(1)SM0、SM1:串行口工作方式控制位。
SM0,SM1 工作方式
00 方式 0-波特率由振荡器频率所定:振荡器频率/12
01 方式 1-波特率由定时器 T1 或 T2 的溢出率和 SMOD 所定:2 SMOD ×(T1 溢出率)/32
10 方式 2-波特率由振荡器频率和 SMOD 所定:2 SMOD ×振荡器频率/64
11 方式 3-波特率由定时器 T1 或 T2 的溢出率和 SMOD 所定:2 SMOD ×(T1 溢出率)/32
(2)SM2:多机通信控制位。< br> 多机通信是工作于方式 2 和方式 3,SM2 位主要用于方式 2 和方式 3。接收状态,
当串行口工作于方式 2 或 3,以及 SM2=1 时,只有当接收到第 9 位数据(RB8)为 1 时,才把接收到的前 8 位数据送入
SBUF,且置位 RI 发出中断申请,否则会将接受到的数据放弃。当 SM2=0 时,就不管第位数据是 0 还是 1,都难得数据
送入 SBUF,并发出中断申请。
工作于方式 0 时,SM2 必须为 0。
(3)REN:允许接收位。< br> REN 用于控制数据接收的允许和禁止,REN=1 时,允许接收,REN=0 时,禁止接收。
(4)TB8:发送接收数据位 8。< br> 在方式 2 和方式 3 中,TB8 是要发送的——即第 9 位数据位。在多机通信中同样亦
要传输这一位,并且它代表传输的地址还是数据,TB8=0 为数据,TB8=1 时为地址。
(5)RB8:接收数据位 8。
在方式 2 和方式 3 中,RB8 存放接收到的第 9 位数据,用以识别接收到的数据特征。
(6)TI:发送中断标志位。
可寻址标志位。方式 0 时,发送完第 8 位数据后,由硬件置位,其它方式下,在发送或停止位之前由硬件置位,因此,
TI=1 表示帧发送结束,TI 可由软件清“0”。
(7)RI:接收中断标志位。
可寻址标志位。接收完第 8 位数据后,该位由硬件置位,在其他工作方式下,该位由硬件置位,RI=1 表示帧接收完成。
11、PCON-----电源管理寄存器
PCON 主要是为 CHMOS 型单片机的电源控制而设置的专用寄存器,单元地址是 87H,其结构格式如下:
PCON 电源管理寄存器结构
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
SMOD
-
-
-
GF1
GF0
PD
IDL
在 CHMOS 型单片机中,除 SMOD 位外,其他位均为虚设的,SMOD 是串行口波特率倍增位,当 SMOD=1 时,串
行口波特率加倍。系统复位默认为 SMOD=0。
12、T2CON-----T2 状态控制寄存器
T2CON 定时器控制寄存器
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
TF2
EXF2
RCLK
TCLK
EXEN2
TR2
C/T2
CP/RL2
TF2:T2 溢出中断标志。TF2 必须由用户程序清“0”。当 T2 作为串口波特率发生器时,TF2 不会被置“1”。
EXF2:定时器 T2 外部中断标志。EXEN2 为 1 时,当 T2EX(P1.1)发生负跳变时置 1 中断标志 DXF2,EXF2 必须由
用户程序清“0”。 TCLK:串行接口的发送时钟选择标志。TCLK=1 时,T2 工作于波特率发生器方式。
RCLK:串行接口的接收时钟选择标志位。RCLK=1 时,T2 工作于波特率发生器方式。
EXEN2:T2 的外部中断充许标志。
C/T2:外部计数器/定时器选择位。C/T2=1 时,T2 为外部事件计数器,计数脉冲来自 T2(P1.0);C/T2=0 时,T2 为
定时器,振荡脉冲的十二分频信号作为计数信号。
TR2:T2 计数/定时控制位。TR1 为 1 时充许计数,为 0 时禁止计数。
CP/RL2:捕捉和常数自动再装入方式选择位。为 1 时工作于捕捉方式,为 0 时 T2 工作于常数自动再装入方式。当 TCLK
或 RCLK 为 1 时,CP/RL2 被忽略,T2 总是工作于常数自动再装入方式。
下面对 T2CON 的 D0、D2、D4、D5 几位主要控制 T2 的工作方式,下面对这几位的组合关系进行总结
定时器 T2 方式选择
RCLK+TCLK
CP/RL2
TR2
工作方式
0
0
1
16 位常数自动再装入方式
0
1
1
16 位捕捉方式
1
×
1
串行口波特率发生器方式
×
×
0
停止计数
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