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標題: 7課:單片機的特殊功能寄存器 [打印本頁]

作者: admin 時間: 2013-5-21 02:51
標題: 7課:單片機的特殊功能寄存器
通過前面的學(xué)習(xí)，我們已知單片機的內(nèi)部有ROM、有RAM、有并行I/O口，那么，除了這些東西之外，單片機內(nèi)部究竟還有些什么，這些個零碎的東西怎么連在一起的，讓我們來對單片機內(nèi)部的寄存器作一個完整的功能分析吧！下圖中我們能看出，在51單片機內(nèi)部有一個CPU用來運算、控制，有四個并行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(jié)果，此外還有定時/計數(shù)器，串行I/O口，中斷系統(tǒng)，以及一個內(nèi)部的時鐘電路。在一個51單片機的內(nèi)部包含了這么多的東西。

　
對上面的圖進行進一步的分析，我們已知，對并行I/O口的讀寫只要將數(shù)據(jù)送入到對應(yīng)I/O口的鎖存器就能了，那么對于定時/計數(shù)器，串行I/O口等怎么用呢？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，被稱之為特殊功能寄存器（SFR）。事實上，我們已接觸過P1這個特殊功能寄存器了，還有哪些呢？看下表1

符號	地址	功能介紹
B	F0H	B寄存器
ACC	E0H	累加器
PSW	D0H	程序狀態(tài)字
IP	B8H	中斷優(yōu)先級控制寄存器
P3	B0H	P3口鎖存器
IE	A8H	中斷允許控制寄存器
P2	A0H	P2口鎖存器
SBUF	99H	串行口鎖存器
SCON	98H	串行口控制寄存器
P1	90H	P1口鎖存器
TH1	8DH	定時器/計數(shù)器1（高8位）
TH0	8CH	定時器/計數(shù)器1（低8位）
TL1	8BH	定時器/計數(shù)器0（高8位）
TL0	8AH	定時器/計數(shù)器0（低8位）
TMOD	89A	定時器/計數(shù)器方式控制寄存器
TCON	88H	定時器/計數(shù)器控制寄存器
DPH	83H	數(shù)據(jù)地址指針（高8位）
DPL	82H	數(shù)據(jù)地址指針（低8位）
SP	81H	堆棧指針
P0	80H	P0口鎖存器
PCON	87H	電源控制寄存器

表1

<特殊功能寄存器地址映象表（一）>

<特殊功能寄存器地址映象表（二）>

<特殊功能寄存器地址映象表（三）>

下面，我們介紹一下幾個常用的SFR，看圖2。
1、ACC：累加器，常常用A表示。這是個什么東西，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，為什么給它這么一個名字呢？或許是因為在運算器做運算時其中一個數(shù)一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后我們將學(xué)到指令，能發(fā)現(xiàn)，所有的運算類指令都離不開它。
2、B：一個寄存器。在做乘、除法時放乘數(shù)或除數(shù)，不做乘除法時，隨你怎么用。
3、PSW：程序狀態(tài)字。這是一個很重要的東西，里面放了CPU工作時的很多狀態(tài)，借此，我們能了解CPU的當前狀態(tài)，并作出對應(yīng)的處理。它的各位功能請看表2

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
CY	AC	F0	RS1	RS0	OV		P

表2
PSW也稱為標志寄存器，了解這個對于了解單片機原理非常的重要，存放各有關(guān)標志。其結(jié)構(gòu)和定義如下：

  下面我們逐一介紹sfr各位的用途
（1）CY：進位標志。用于表示Acc.7有否向更高位進位。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(shù)相加可能會超過255，這樣最高位就會丟失，造成運算的錯誤，怎么辦？最高位就進到這里來。這樣就沒事了。
例：78H+97H（01111000+10010111）
（2）AC：輔助進位標志也叫半進位標志。  用于表示Acc.3有否向Acc.4進位
例：57H+3AH（01010111+00111010）
（3）F0：用戶標志位，由我們（編程人員）決定什么時候用，什么時候不用。
（4）RS1、RS0：工作寄存器組選擇位。這個我們已知了。
            RS1、RS0 = 00 —— 0區(qū)（00H～07H）
            RS1、RS0 = 01 —— 1區(qū)（08H～0FH）
            RS1、RS0 = 10 —— 2區(qū)（10H～17H）
            RS1、RS0 = 11 —— 3區(qū)（18H～1FH）
（5）0V：溢出標志位。表示Acc在有符號數(shù)算術(shù)運算中的溢出，什么是溢出我們稍后再談吧。
（6）P：奇偶校驗位：它用來表示ALU運算結(jié)果中二進制數(shù)位“1”的個數(shù)的奇偶性。若為奇數(shù)，則P=1，不然為0。
例：某運算結(jié)果是78H（01111000），顯然1的個數(shù)為偶數(shù)，所以P=0。
4、DPTR（DPH、DPL）：數(shù)據(jù)指針，能用它來訪問外部數(shù)據(jù)存儲器中的任一單元，如果不用，也能作為通用寄存器來用，由我們自已決定如何使用。16位，由兩個8位寄存器DPH、DPL組成。主要用于存放一個16位地址，作為訪問外部存儲器（外RAM和ROM）的地址指針。
5、P0、P1、P2、P3：這個我們已經(jīng)知道，是四個并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對應(yīng)著管腳的輸出。
6、SP：堆棧指針。（專用于指出堆棧頂部數(shù)據(jù)的地址。）
　
堆棧介紹：日常生活中，我們都注意到過這樣的現(xiàn)象，家里洗的碗，一只一只摞起來，最晚放上去的放在最上面，而最早放上去的則放在最下面，在取的時候正好相反，先從最上面取，這種現(xiàn)象我們用一句話來概括：“先進后出，后進先出”。請大家想想，還有什么地方有這種現(xiàn)象？其實比比皆是，建筑工地上堆放的磚頭、材料，倉庫里放的貨物，都是“先進后出，后進先出”，這實際是一種存取物品的規(guī)則，我們稱之為“堆棧”。
在單片機中，我們也能在RAM中構(gòu)造這樣一個區(qū)域，用來存放數(shù)據(jù)，這個區(qū)域存放數(shù)據(jù)的規(guī)則就是“先進后出，后進先出”，我們稱之為“堆棧”。為什么需要這樣來存放數(shù)據(jù)呢？存儲器本身不是能按地址來存放數(shù)據(jù)嗎？對，知道了地址的確就能知道里面的內(nèi)容，但如果我們需要存放的是一批數(shù)據(jù)，每一個數(shù)據(jù)都需要知道地址那不是麻煩嗎？如果我們讓數(shù)據(jù)一個接一個地放置，那么我們只要知道第一個數(shù)據(jù)所在地址單元就能了（看圖2）如果第一個數(shù)據(jù)在27H，那么第二、三個就在28H、29H了。所以利用堆棧這種辦法來放數(shù)據(jù)能簡化操作
那么51中堆棧什么地方呢？單片機中能存放數(shù)據(jù)的區(qū)域有限，我們不能夠?qū)ｉT分配一塊地方做堆棧，所以就在內(nèi)存（RAM）中開辟一塊地方，用于堆棧，但是用內(nèi)存的哪一塊呢？還是不好定，因為51是一種通用的單片機，各人的實際需求各不相同，有人需要多一些堆棧，而有人則不需要那么多，所以怎么分配都不合適，怎樣來解決這個問題?分不好干脆就不分了，把分的權(quán)利給用戶（編程者），根據(jù)自已的需要去定吧，所以51單片機中堆棧的位置是能變化的。而這種變化就體現(xiàn)在SP中值的變化，看圖2，SP中的值等于27H不就相當于是一個指針指向27H單元嗎？當然在真正的51機中，開始指針所指的位置并非就是數(shù)據(jù)存放的位置，而是數(shù)據(jù)存放的前一個位置，比如一開始指針是指向27H單元的，那么第一個數(shù)據(jù)的位置是28H單元，而不是27H單元，為什么會這樣，我們在學(xué)堆棧命令時再說明。其它的SFR，我們在用到時再介紹。

作者點評：這一課可能比較難懂了，看大家的評論很多都這樣說，其實并不需要把上面的這些東西都死記硬背在腦子里面，這是很難的，我們只需要理解他的工作原理，一次看不懂就要多看幾次，等到要寫程序的時候，我們再把這些表格拿出來查閱所以建議你把本頁保存為書簽.筆者在開始學(xué)習(xí)單片機的時候也是這樣做的.

下一課：8課:單片機尋址方式與指令系統(tǒng)

作者: 阿格拉瑞 時間: 2013-5-25 22:01
很基礎(chǔ)但很好啊

作者: danpianji889 時間: 2013-8-13 14:15
確實比較難懂了

作者: c2y3h2 時間: 2013-8-31 09:34
先看看不行再看看！！！！

作者: 溫xyz 時間: 2013-11-10 20:42
謝謝樓主！！辛苦了！！

作者: 嗚嗚嗚嗚 時間: 2014-3-5 12:10
講的很好，已大致理解

作者: jiajun678 時間: 2014-4-2 18:21
很好。。。

作者: lixichunedu 時間: 2014-4-5 15:21
大致的結(jié)構(gòu)就是這樣。樓主講解的很好。

作者: 亭子 時間: 2014-7-24 16:05
謝謝樓主

作者: 亭子 時間: 2014-7-24 16:24
沒怎么懂啊。。。。。

作者: 5251dpj 時間: 2014-9-24 14:27
真好學(xué)習(xí)了

作者: xiejian5164 時間: 2014-11-30 11:27
有點難

作者: ardu 時間: 2014-12-18 20:02
初學(xué)者

作者: yjj2011 時間: 2014-12-29 15:09
繼續(xù)學(xué)習(xí)中.................

作者: 山一樣的男人 時間: 2015-1-4 10:39
這一課看暈了好難理解不過見到最后作者點評信心又恢復(fù)了

作者: new51 時間: 2015-3-25 14:09

看暈了。。。。根本不知道啥意思了。。。。

作者: dimozun 時間: 2015-3-31 15:02
先看看不行再看看！！！！

作者: lanjm836 時間: 2015-4-2 21:41
看起來有點難懂，如果結(jié)合實際操作應(yīng)該是容易理解的

作者: 崔三爺 時間: 2015-4-18 14:43
好給力

作者: 用戶2111157 時間: 2015-8-31 22:38
這節(jié)好抽象啊，卡這了

作者: 2832042310 時間: 2015-9-6 19:24
這節(jié)課比較復(fù)雜

作者: 幾度紛飛T 時間: 2016-1-25 19:52
樓主好人真有用

作者: vbn11111 時間: 2016-4-14 18:31
好好好，對我們小白很有用

作者: 我和你222 時間: 2016-4-26 21:33
#在這里確實比較難懂了，但還是堅持

作者: 燒開的白開水 時間: 2016-7-8 14:49
樓主辛苦我連基礎(chǔ)都沒有希望樓主多多關(guān)照

作者: B型血 時間: 2016-11-9 19:58
確實難懂了

作者: Bnuzdaxian 時間: 2016-11-14 14:23
TH0到底是高還是低啊？

作者: 秋明 時間: 2016-12-4 13:20
好新人剛?cè)肟?nbsp; 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

作者: wangxb2555 時間: 2017-1-5 08:29
講的很好，已大致理解

作者: handi 時間: 2017-1-29 21:22

學(xué)學(xué)高人指點

作者: 新月傳說 時間: 2017-2-15 16:09
有些難懂，先看著

作者: zrx15756000859 時間: 2017-3-9 12:37
多看幾遍，就能理解

作者: lyw_2010 時間: 2017-4-3 07:59
學(xué)習(xí)了，多謝

作者: yonghu 時間: 2017-5-27 18:14
##糾錯：第一個列表里面的定時/計數(shù)器那一串有誤，

作者: hejiwei 時間: 2017-6-19 21:44
不錯非常好很有用謝謝

作者: hejiwei 時間: 2017-6-19 21:45
非常好

作者: tellgreen 時間: 2017-9-4 23:48
一點一點從頭學(xué)

作者: hsyxyz123 時間: 2017-11-23 15:38
認真學(xué)習(xí)單片機。

作者: zhangcc112123 時間: 2017-11-27 11:28
很給力

作者: aloneufo 時間: 2018-1-3 10:37
突然感覺我又在學(xué)習(xí)C的指針了

作者: liuzclzc 時間: 2018-1-16 20:27
這節(jié)講的是常用的符號和代碼。

作者: ///51 時間: 2018-1-25 17:01
把我這個小白看蒙了

作者: heron 時間: 2018-2-27 22:09
這個…RS1,RS0在哪講過嗎？我又重新返回去看了一遍也沒發(fā)現(xiàn)

誰能幫我稍微講一下嗎？謝謝

作者: voner 時間: 2018-3-17 13:36
TH0 不是高八位么？

作者: esfg 時間: 2018-3-18 13:19
完全看不懂

作者: 鳴人不抽煙 時間: 2018-5-5 10:36
辛苦辛苦

作者: keneng 時間: 2018-6-25 16:10
這節(jié)課讓我回憶起來大學(xué)時學(xué)匯編的時候。

作者: cxq8899 時間: 2018-7-9 10:42
不錯的教程

作者: 15081898066 時間: 2018-8-21 09:02
那個......這些東西需要背過嗎，對編程有幫助嗎

作者: ydx8118 時間: 2018-8-25 10:08

不錯非常好很有用謝謝

作者: 時光倒影 時間: 2018-12-12 19:45
謝謝分享

作者: cedtek 時間: 2020-12-29 16:18
對堆棧的講解解決了我心中對局部變量定義后地址的分配的機理，之前學(xué)習(xí)C時對棧頂指針一知半解，現(xiàn)在感覺更清晰了，謝謝LZ的好文

作者: renwxzy 時間: 2021-2-19 10:52
精簡明了！多謝

作者: 陸少 時間: 2021-4-29 10:59
看不懂

作者: cedtek 時間: 2024-1-7 11:55
表 1 有幾行有問題，下面這個表格是我根據(jù)圖 2、圖 3、圖 4 修改好的

51hei.png (19.72 KB, 下載次數(shù): 233)

作者: cedtek 時間: 2024-1-7 12:10

15081898066 發(fā)表于 2018-8-21 09:02
那個......這些東西需要背過嗎，對編程有幫助嗎

不需要背誦吧，隨著查閱使用應(yīng)該慢慢地就能自然而然的記住常用的一些 SFR 了。

作者: cedtek 時間: 2024-1-7 12:19
對內(nèi)容校對了一下，保存為 PDF，歡迎下載我提供的附件哦~

附件：

07 課：單片機的特殊功能寄存器.pdf (461.39 KB, 下載次數(shù): 2)

作者: warmahanser 時間: 2025-9-12 16:58
就是學(xué)到這里開始懵懵的

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