8051单片机专用功能寄存器(SFRs)

在之前的8051微控制器教程中,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单片机存储器组织教程,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存储器组织RAM

8051单片机专用功能寄存器(SFRs)

8051单片机专用功能寄存器作为一个控制表,监视和控制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被分配给SFRs。

在这128个内存位置(80H到FFH)中,只有21个位置实际分配给了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)是用于常规内部RAM,后128字节(80H到FFH)是用于SFRs。

提示:由于可能的128个SFR内存位置中只有21个被分配,因此建议在编程期间不要访问其余的寄存器或内存位置。

在进一步讨论之前,先了解一下8051单片机的体系结构

8051单片机特殊功能寄存器列表

  • A或ACC.
  • B
  • DPL
  • 衰变时
  • 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的类别

所有21 8051微控制器特殊功能寄存器(SFRs)及其功能和内部RAM地址在下表中给出。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

有很多方法来分类这21个特殊函数寄存器,但我发现下面的方法是一个合适的。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,如加法、减法、乘法等。
  • 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。

8051微控制器特殊功能寄存器(SFRS)图像3

B (B)登记

B寄存器与ACC一起用于乘法和除法运算。这两个操作是对仅存储在寄存器A和B中的数据执行的。在乘法运算中,一个操作数(乘数或乘数)存储在B寄存器中,同时也是结果的较高字节。

对于除法运算,B寄存器保存除数和结果的余数。它也可以用作一般操作的通用寄存器,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。

8051微控制器特殊功能寄存器(SFRS)图像4

程序状态字(PSW)

PSW或程序状态字寄存器又称标志寄存器,是重要的SFRs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情况并做出决定。

标志是1位的存储元素,用于存储和指示由执行某些指令产生的结果的性质。以下图片显示PSW登记册的内容。

8051微控制器特殊功能寄存器(SFR)图像5

下表描述了每个标志的功能。

8051微控制器特殊功能寄存器(SFR)图像6

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,在物理上是DPL(低数据指针)和DPH(高数据指针)SFRs的组合。数据指针可以用作单个16位寄存器(作为DPTR)或两个8位寄存器(作为DPL和DPH)。

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

DPTR寄存器被程序员用来寻址外部存储器(程序- ROM或数据- RAM)。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

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。堆栈指针可以使用PUSH, POP, CALL和RET指令访问。堆栈指针是一个8位寄存器,当重置时,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。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

I/O端口寄存器(P0, P1, P2和P3)

8051单片机有四个端口,可以作为输入和/或输出。这四个端口分别为P0、P1、P2、P3。每个端口都有一个名称相同的寄存器(即P0、P1、P2和P3)。端口寄存器地址如下:P0—80H、P1—90H、P2—A0H、P2—B0H。

这些SFRs中的每个位对应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。在端口寄存器位上写入1或0将反映为相应引脚上的适当电压(5V和0V)。

如果端口位被设置(声明为1),对应的端口引脚将被配置为输入,同样如果端口位被清除(声明为0),对应的端口引脚将被配置为输出。在重置时,所有端口位被设置(1),因此,所有端口引脚被配置为输入。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

外围控制寄存器

PCON(功率控制)

PCON或电源控制寄存器,顾名思义是用来控制8051微控制器的电源模式,位于SFR内存空间的87H。使用PCON寄存器中的两位,微控制器可以设置为空闲模式和下电模式。

注意:PCON寄存器不是位可寻址。

在空闲模式下,微控制器将停止时钟信号给ALU (CPU),但它给其他外设,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。

在下电模式下,振荡器将停止,功率将降低到2V。要终止下电模式,您必须使用硬件复位。

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的标志位,程序员可以在执行过程中使用它们。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

下表描述了PCON寄存器中每一位的功能。

象征 描述 额外的信息
7 SMOD 串口通信波特率修改位

如果为1,则使用Timer 1使波特率加倍。若为0,表示正常定时器1的波特率。

6 - 4

- - - - - - - - -

3.

GF1

通用用户标志(第1位)

2 GF0 通用用户标志(0位)

1

PD. 关闭一些 当进入Power Down Mode时,设置为1
0 IDL 空闲模式位

要输入空闲模式,请设置为1

SCON(串行控制)

串口控制或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方式、波特率和通过串口发送或接收数据。

SCON寄存器还包括在传输或接收数据字节时自动设置的位。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

下表描述了SCON寄存器中每个位的功能。

象征 描述
7 SM0

串口模式选择位0

6

SM1 串口模式选择位
5 SM2

多处理器通信。一些

4

收到使钻头
3. TB8

传播一些8

2

RB8 收到8位
1 “透明国际”

传输中断标志

0

国际扶轮

接收中断标志

串口模式选择位(SM0和SM1)决定了UART的模式和波特率。下表给出了如何使用串口模式选择位配置8051的串口(UART)的概述。

串口模式选择位

SM0

SM1 模式 描述 波特率
0 0 0 8位同步移位寄存器模式

固定的波特率

(振荡器频率/ 12)

0

1 1 8位标准UART

模式

可变波特率(可以由计时器1设置)
1 0 2 9位多处理器通信模式

固定的波特率

(振荡器频率/ 32或振荡器频率/ 64

1

1 3. 9位多处理器通信模式

可变波特率(可以由计时器1设置)

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。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

下表给出了TCON SFR中每个比特的描述。

象征 描述

额外的信息

7

TF1. 定时器1溢出标志 当Timer 1溢出时设置(所有1s都为0)。当处理器在001BH执行ISR时清除。
6 TR1 定时器1运行控制位

若要启用Timer/Counter,设置为1。允许停止计时器。

5

TF0. 定时器0溢出标志 当Timer 0溢出时设置(所有1到0)。当处理器在000BH执行ISR时清除。
4 TR0 定时器0运行控制位

若要启用Timer/Counter,设置为1。允许停止计时器。

3.

IE1 ext。中断1边旗 设置INT1 (P3.3)接收HIGH为LOW。当处理器在0013H执行ISR时清除。
2 IT1 Ext.中断1类型控制位

如果1,中断1发生在下降沿上。如果0,中断1发生在低级别。

1

IE0 Ext.中断0边缘标志 当INT0 (P3.2)上接收到HIGH到LOW时设置为1。当处理器在0003H执行ISR时清除。
0 IT0 Ext.中断0类型控制位

如果1,则在下降沿上发生中断0。如果0,中断0发生在低级别。

TMOD(定时器模式)

TMOD或定时器模式寄存器或SFR用于设置定时器T0和T1的工作模式。低4位用于配置Timer0,高4位用于配置Timer1。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

下表给出了TMOD SFR中每个位的简要描述。

象征

描述

7 / 3

或门使能位
6 / 2 C / TX.

选择定时器或计数器模式

5/1

TxM1 定时器/计数器工作模式选择1位
4/0 TxM0

定时器/计数器工作模式选择0位

Gatex位用于对INTx引脚或不管INTx引脚操作Timerx。

  • GATE1 = 1 ==> Timer1只有在TR1 (TCON中的)为SET且INT1的Signal为HIGH时才会运行。
  • 无论INT1引脚上的信号是什么,Timer1操作,但TR1(在TCON中)必须设置。
  • GATE0 = 1 ==>只有当TR0(在TCON中)是SET且Signal on INT0是HIGH时,才会运行Timer0。
  • 无论INT0引脚上的信号是什么,Timer0都是操作的,但是TR0(在TCON中)必须设置。

C/Tx位是用来选择脉冲源的定时器计数。

  • 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 ==>定时器从引脚T0 (P3.4)(计数器模式)计数脉冲
  • C/T0 = 0 ==>定时器计数脉冲从内部振荡器(定时器模式)

TxM0

TxM1 模式

描述

0

0 0 13位定时器模式(THx - 8位和TLx - 5位)

0

1 1 16位定时器模式
1 0 2

8位自动重新加载定时器模式

1 1 3.

两个8位定时器模式或分裂定时器模式

注意:对于定时器0 x = 0,对于定时器1 x = 1。

IE(中断启用)

IE或Interrupt Enable Register用于启用或禁用单个中断。如果一个位是SET,相应的中断是启用的,如果位被清除,中断是禁用的。IE寄存器的Bit7位,即EA位,用于启用或禁用所有中断。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

下表描述了IE寄存器中每一位的功能。

象征 描述

额外的信息

7

EA 全局中断使能位。 如果设置为1,则可以启用单个中断。如果设置为0,则禁用所有中断。
6 - - - - - -

- - - - - -

5

ET2 预订的
4 西文 串口中断使能位

如果设置为1,则启用串行端口中断。如果设置为0,则禁用串行端口中断。

3.

ET1 Timer 1溢出中断使能位 如果设置为1,则定时器1溢出中断启用。如果设置为0,则定时器1溢出中断禁用。
2 ex1. Ext.中断1使能位

如果设置为1,则启用分机中断1。如果设置为0,则禁用分机中断1。

1

ET0 Timer 0溢出中断使能位 如果设置为1,定时器0启用溢出中断。如果设置为0,Timer 0溢出中断将被禁用。
0 ex0. ext。中断0启用位

如果设置为1,Ext. Interrupt 0将被启用。如果设置为0,则禁用Ext. Interrupt 0。

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。如果一个位被清除,相应的中断将被分配低优先级,如果位被设置,中断将被分配高优先级。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

下表描述了IP寄存器中每个位的功能。

象征

描述

7

- - - - - - - - - - - -
6 - - - - - -

- - - - - -

5

PT2 预订的
4 PS

串口中断优先级

3.

PT1 定时器1溢出中断优先级
2 PX1

分机中断1的优先级

1

PT0 定时器0的优先级溢出中断
0 PX0

分机中断0的优先级

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。

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TL0/TH0(定时器0低/高)

定时器0由两个SFRs组成:TL0和TH0。TL0是较低的字节,TH0是较高的字节,它们一起构成了一个16位的Timer0寄存器。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

TL1/TH1(定时器1低/高)

TL1和TH1是Timer 0的高字节和低字节。

8051单片机特殊功能寄存器(SFRs

在本教程中,我们已经看到了8051单片机特殊功能寄存器(SFRs),它们的地址,结构,重置值等。

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