8051单片机专用功能寄存器

在前面的8051单片机教程中，我们已经看到了指令集和寻址模式。在本教程中，我们将看一看8051单片机特殊功能寄存器或SFRs。

如果你还记得8051单片机内存组织教程，8051微控制器的内部RAM或数据存储器分为通用寄存器，位寻址寄存器，寄存器库和特殊功能寄存器或SFR。

8051微控制器特殊功能寄存器用于编程和控制定时器，串口，I / O端口等不同的硬件外设等。实际上，通过操纵8051微控制器特殊功能寄存器（SFR），您可以评估或更改操作模式8051微控制器。

作为提醒，下面的图像显示了8051微控制器的内部RAM的基本结构。

8051单片机专用功能寄存器

8051单片机专用功能寄存器作为控制表，监控和控制8051单片机的操作。如果你观察内部RAM结构，地址空间从80H到FFH分配给SFRs。

在这128个内存位置(80H到FFH)中，只有21个位置实际分配给SFRs。每个SFR有一个字节地址和一个指定其用途的唯一名称。

由于SFRs是内部RAM结构的一部分，您可以像访问内部RAM一样访问SFRs。主要的区别是地址空间:前128字节(00H到7FH)用于常规的内部RAM，后128字节(80H到FFH)用于SFRs。

提示:由于128个可能的SFR内存位置中只有21个被分配，所以建议在编程期间不访问剩余的寄存器或内存位置。

在更进一步之前，先想个想法8051单片机的体系结构．

8051单片机专用功能寄存器列表

• A或ACC.
• B
• DPL
• 衰变时
• 即
• 知识产权
• P0.
• P1.
• P2.
• P3.
• PCON
• PSW
• SCON
• SBUF
• SP
• TMOD
• TCON
• TL0
• TH0
• TL1
• TH1

8051单片机专用功能寄存器类

所有的21 8051单片机专用功能寄存器(SFRs)及其功能和内部RAM地址给出在下表中。

有许多方法可以对这21个特殊函数寄存器进行分类，但我认为下面的方法是合适的。8051单片机的21个特殊功能寄存器分为7组。它们是:

数学或CPU寄存器:A和B

状态寄存器:PSW(程序状态字)

指针寄存器:DPTR（数据指针 - DPL，DPH）和SP（堆栈指针）

I / O端口锁存:P0(端口0)，P1(端口1)，P2(端口2)，P3(端口3)

外围控制寄存器:PCON，SCON，TCON，TMOD，IE和IP

外围数据寄存器:TL0，TH0，TL1，TH1和SBUF

CPU或数学寄存器

A或蓄电池(ACC)

累加器或寄存器A是最重要的，最使用的8051微控制器SFR。寄存器A位于SFR存储空间中的地址E0H。累加器用于保持几乎所有ALU操作的数据。

使用累加器的一些操作是：

• 算术运算，如加、减、乘等。
• 逻辑运营等，或者，不等等
• 数据传输操作（8051和外部存储器之间）

“累加器”名称来自该寄存器用于累积（或存储）所有算术和大多数逻辑操作的结果。

B (B)登记

在乘法和除法运算中，B寄存器与ACC一起使用。这两个操作是对只存储在寄存器A和B中的数据执行的。在乘法运算期间，一个操作数(乘数或被乘数)存储在B寄存器中，也存储在结果的高字节。

对于除法运算，B寄存器保存除数和结果的余数。它也可以作为通用寄存器用于正常的操作，并经常被程序员用作存储临时结果的辅助寄存器。

寄存器B位于SFR地址空间的地址F0H。

程序状态字(PSW)

PSW或程序状态字寄存器也被称为标志寄存器，是重要的sfr之一。PSW寄存器由标志位组成，它可以帮助程序员检查结果的条件，并做出决定。

标志是1位存储元素，用于存储和指示执行某些指令生成的结果的性质。下图显示“工务废物登记册”的内容。

各标志的作用如下表所示。

指针寄存器

数据指针(DPTR - DPL和DPH)

数据指针是一个16位寄存器，物理上是DPL(数据指针低)和DPH(数据指针高)SFRs的组合。数据指针可以用作一个16位寄存器(如DPTR)或两个8位寄存器(如DPL和DPH)。

DPTR没有物理内存地址，但是DPL (DPTR的下字节)和DPH (DPTR的更高字节)在SFR内存空间中有单独的地址。DPL = 82H, DPH = 83H。

DPTR寄存器用于程序员寻址外部存储器(程序- ROM或数据- RAM)。

堆栈指针(SP)

SP或堆栈指针指向堆栈的顶部，它指示下一个要访问的数据。栈指针可以使用PUSH, POP, CALL和RET指令访问。堆栈指针是一个8位寄存器，在重置时，堆栈指针用07H初始化。

在将新数据字节写入堆栈时，SP（堆栈指针）自动递增1，并且新数据在地址SP + 1上写入。当从堆栈读取数据时，从SP中的地址检索数据，之后SP由1（SP-1）递减。

I/O端口寄存器(P0, P1, P2和P3)

8051单片机的四个端口，可以用作输入和/或输出。这四个端口分别是P0、P1、P2、P3。每个Port都有一个名称相同的寄存器(Port register也包括P0、P1、P2和P3)。端口寄存器的地址为:P0 - 80H、P1 - 90H、P2 - A0H、P2 - B0H。

这些SFRs中的每一位对应8051微控制器中的一个物理引脚。所有这些端口寄存器都是位可寻址和字节可寻址的。在端口寄存器位上写1或0将反映为相应引脚上的适当电压(5V和0V)。

如果端口位为SET(声明为1)，对应的端口引脚将被配置为输入，同样，如果端口位为CLEARED(声明为0)，对应的端口引脚将被配置为输出。复位后，所有端口位被设置(1)，因此，所有端口引脚被配置为输入。

外围控制寄存器

PCON(功率控制)

PCON或功率控制寄存器，顾名思义，用于控制8051微控制器的功率模式，位于SFR内存空间的87H。使用PCON寄存器中的两位，可以将微控制器设置为Idle模式和Power Down模式。

注意:PCON寄存器不是位可寻址的。

在空闲模式下，微控制器将停止时钟信号给ALU (CPU)，但它被给予其他外围设备，如定时器，串行，中断等。为了终止空闲模式，你必须使用中断或硬件复位。

在Power Down模式下，振荡器将停止，功率将减少到2V。要终止掉电模式，你必须使用硬件复位。

除了这两个，PCON寄存器也可用于少量额外用途。PCON寄存器中的SMOD位用于控制串行端口的波特率。

在PCON寄存器中有两个通用标志位，程序员可以在执行过程中使用它们。

PCON寄存器中各位的作用如下表所示。

SCON（串行控制）

串行控制或SCON SFR用于控制8051单片机的串口。它的地址是98H。通过SCON可以控制串口的工作模式、串口波特率和串口收发数据。

SCON寄存器还包括在传输或接收数据字节时自动设置的位。

下表描述了SCON寄存器中每个位的功能。

串行端口模式选择位（SM0和SM1）确定模式UART.还有波特率。下表概述了如何使用串口模式选择位来配置8051的串口(UART)。

串口模式选择位

TCON(定时器控制)

定时器控制或TCON寄存器用于启动或停止8051单片机的定时器。它还包含指示计时器是否溢出的位。TCON SFR也由中断相关位组成。

下表给出了TCON SFR中每个比特的描述。

TMOD(定时器模式)

TMOD或Timer Mode寄存器或SFR用于设置定时器T0和T1的工作模式。低四位用于配置Timer0，高四位用于配置Timer1。

下表给出了TMOD SFR中每个位的简要描述。

Gatex位用于操作关于INTx引脚或不考虑INTx引脚的Timerx。

• GATE1 = 1 ==>只有TR1(在TCON)是SET且INT1上的Signal是HIGH时才会操作Timer1。
• GATE1 = 0 ==> Timer1不考虑INT1引脚上的信号，但必须设置TR1(在TCON)。
• GATE0 = 1 ==>只有TR0(在TCON中)为SET且INT0上的Signal为HIGH时才会操作Timer0。
• GATE0 = 0 ==> Timer0不考虑INT0引脚上的信号，但TR0(在TCON)必须设置。

C/Tx位用于选择定时器计数的脉冲源。

• C / T1 = 1 ==> TIMER1从引脚T1（P3.5）计数脉冲（计数器模式）
• C / T1 = 0 ==> Timer1计数来自内部振荡器的脉冲（定时器模式）
• C/T0 = 1 ==> Timer0计数引脚T0的脉冲(P3.4)(计数器模式)
• C/T0 = 0 ==> Timer0计数来自内部振荡器的脉冲(定时器模式)

注意:对于计时器0,x = 0;对于计时器1,x = 1。

IE(中断启用)

IE或中断启用寄存器用于启用或禁用单个中断。如果位为SET，则开启相应的中断;如果位被清除，则关闭中断。IE寄存器的第7位即EA位用于启用或禁用所有中断。

IE注册表中各位的功能如下表所示。

注意:中断使能(IE) SFR是位可寻址的。

IP(中断优先级)

IP或中断优先级寄存器用于设置中断的优先级为高或低。如果一个位是CLEARED，则给相应的中断分配低优先级，如果这个位是SET，则给中断分配高优先级。

下表描述了IP寄存器中每个位的功能。

注意:中断优先级（IP）SFR为位可寻址。

外围数据寄存器

串行数据缓冲区

串行缓冲区或SBUF寄存器用于在传输或接收时保存串行数据。

TL0/TH0(定时器0低/高)

Timer 0由两个sfr组成:TL0和TH0。TL0是较低的字节，TH0是较高的字节，它们一起构成一个16位的Timer0寄存器。

TL1/TH1(定时器1低/高)

TL1和TH1是定时器0的高字节和低字节。

在本教程中，我们已经看到了8051单片机专用函数寄存器(SFRs)，它们的地址，结构，重置值等。