7課:單片機(jī)的特殊功能寄存器

ID:1 · 發(fā)表于 2013-5-21 02:51

通過前面的學(xué)習(xí)，我們已知單片機(jī)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(jī)內(nèi)部究竟還有些什么，這些個(gè)零碎的東西怎么連在一起的，讓我們來對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的寄存器作一個(gè)完整的功能分析吧！下圖中我們能看出，在51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)CPU用來運(yùn)算、控制，有四個(gè)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(shí)/計(jì)數(shù)器，串行I/O口，中斷系統(tǒng)，以及一個(gè)內(nèi)部的時(shí)鐘電路。在一個(gè)51單片機(jī)的內(nèi)部包含了這么多的東西。

　
對(duì)上面的圖進(jìn)行進(jìn)一步的分析，我們已知，對(duì)并行I/O口的讀寫只要將數(shù)據(jù)送入到對(duì)應(yīng)I/O口的鎖存器就能了，那么對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行I/O口等怎么用呢？在單片機(jī)中有一些獨(dú)立的存儲(chǔ)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(shí)上，我們已接觸過P1這個(gè)特殊功能寄存器了，還有哪些呢？看下表1

符號(hào)	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(jí)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(shí)器/計(jì)數(shù)器1（高8位）
TH0	8CH	定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（低8位）
TL1	8BH	定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（高8位）
TL0	8AH	定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（低8位）
TMOD	89A	定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器
TCON	88H	定時(shí)器/計(jì)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(gè)常用的SFR，看圖2。
1、ACC：累加器，常常用A表示。這是個(gè)什么東西，可不能從名字上理解，它是一個(gè)寄存器，而不是一個(gè)做加法的東西，為什么給它這么一個(gè)名字呢？或許是因?yàn)樵谶\(yùn)算器做運(yùn)算時(shí)其中一個(gè)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(yùn)算類指令都離不開它。
2、B：一個(gè)寄存器。在做乘、除法時(shí)放乘數(shù)或除數(shù)，不做乘除法時(shí)，隨你怎么用。
3、PSW：程序狀態(tài)字。這是一個(gè)很重要的東西，里面放了CPU工作時(shí)的很多狀態(tài)，借此，我們能了解CPU的當(dāng)前狀態(tài)，并作出對(duì)應(yīng)的處理。它的各位功能請(qǐng)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(biāo)志寄存器，了解這個(gè)對(duì)于了解單片機(jī)原理非常的重要，存放各有關(guān)標(biāo)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(jìn)位標(biāo)志。用于表示Acc.7有否向更高位進(jìn)位。8051中的運(yùn)算器是一種8位的運(yùn)算器，我們知道，8位運(yùn)算器只能表示到0-255，如果做加法的話，兩數(shù)相加可能會(huì)超過255，這樣最高位就會(huì)丟失，造成運(yùn)算的錯(cuò)誤，怎么辦？最高位就進(jìn)到這里來。這樣就沒事了。
例：78H+97H（01111000+10010111）
（2）AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志也叫半進(jìn)位標(biāo)志。  用于表示Acc.3有否向Acc.4進(jìn)位
例：57H+3AH（01010111+00111010）
（3）F0：用戶標(biāo)志位，由我們（編程人員）決定什么時(shí)候用，什么時(shí)候不用。
（4）RS1、RS0：工作寄存器組選擇位。這個(gè)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(biāo)志位。表示Acc在有符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算中的溢出，什么是溢出我們稍后再談吧。
（6）P：奇偶校驗(yàn)位：它用來表示ALU運(yùn)算結(jié)果中二進(jìn)制數(shù)位“1”的個(gè)數(shù)的奇偶性。若為奇數(shù)，則P=1，不然為0。
例：某運(yùn)算結(jié)果是78H（01111000），顯然1的個(gè)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(chǔ)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(gè)8位寄存器DPH、DPL組成。主要用于存放一個(gè)16位地址，作為訪問外部存儲(chǔ)器（外RAM和ROM）的地址指針。
5、P0、P1、P2、P3：這個(gè)我們已經(jīng)知道，是四個(gè)并行輸入/輸出口的寄存器。它里面的內(nèi)容對(duì)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(shí)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(jìn)后出，后進(jìn)先出”。請(qǐng)大家想想，還有什么地方有這種現(xiàn)象？其實(shí)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(jìn)后出，后進(jìn)先出”，這實(shí)際是一種存取物品的規(guī)則，我們稱之為“堆棧”。
在單片機(jī)中，我們也能在RAM中構(gòu)造這樣一個(gè)區(qū)域，用來存放數(shù)據(jù)，這個(gè)區(qū)域存放數(shù)據(jù)的規(guī)則就是“先進(jìn)后出，后進(jìn)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(chǔ)器本身不是能按地址來存放數(shù)據(jù)嗎？對(duì)，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(gè)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(gè)接一個(gè)地放置，那么我們只要知道第一個(gè)數(shù)據(jù)所在地址單元就能了（看圖2）如果第一個(gè)數(shù)據(jù)在27H，那么第二、三個(gè)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(jī)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?yàn)?1是一種通用的單片機(jī)，各人的實(shí)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(gè)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(jī)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(dāng)于是一個(gè)指針指向27H單元嗎？當(dāng)然在真正的51機(jī)中，開始指針?biāo)傅奈恢貌⒎蔷褪菙?shù)據(jù)存放的位置，而是數(shù)據(jù)存放的前一個(gè)位置，比如一開始指針是指向27H單元的，那么第一個(gè)數(shù)據(jù)的位置是28H單元，而不是27H單元，為什么會(huì)這樣，我們?cè)趯W(xué)堆棧命令時(shí)再說明。其它的SFR，我們?cè)谟玫綍r(shí)再介紹。

作者點(diǎn)評(píng)：這一課可能比較難懂了，看大家的評(píng)論很多都這樣說，其實(shí)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(shí)候，我們?cè)侔堰@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(jī)的時(shí)候也是這樣做的.

下一課：8課:單片機(jī)尋址方式與指令系統(tǒng)

ID:866313 · 發(fā)表于 2024-1-7 12:19

對(duì)內(nèi)容校對(duì)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(jī)的特殊功能寄存器.pdf (461.39 KB, 下載次數(shù): 2)

ID:49404 · 發(fā)表于 2013-5-25 22:01

很基礎(chǔ)但很好啊

ID:52972 · 發(fā)表于 2013-8-13 14:15

確實(shí)比較難懂了

ID:53820 · 發(fā)表于 2013-8-31 09:34

先看看不行再看看！！！！

ID:8222 · 發(fā)表于 2013-11-10 20:42

謝謝樓主！！辛苦了！！

ID:59382 · 發(fā)表于 2014-3-5 12:10

講的很好，已大致理解

ID:60257 · 發(fā)表于 2014-4-2 18:21

很好。。。

ID:59987 · 發(fā)表于 2014-4-5 15:21

大致的結(jié)構(gòu)就是這樣。樓主講解的很好。

ID:64206 · 發(fā)表于 2014-7-24 16:05

謝謝樓主

ID:64206 · 發(fā)表于 2014-7-24 16:24

沒怎么懂啊。。。。。

ID:66398 · 發(fā)表于 2014-9-24 14:27

真好學(xué)習(xí)了

ID:69685 · 發(fā)表于 2014-11-30 11:27

有點(diǎn)難

ID:70525 · 發(fā)表于 2014-12-18 20:02

初學(xué)者

ID:67837 · 發(fā)表于 2014-12-29 15:09

繼續(xù)學(xué)習(xí)中.................

ID:70547 · 發(fā)表于 2015-1-4 10:39

這一課看暈了好難理解不過見到最后作者點(diǎn)評(píng)信心又恢復(fù)了

ID:75301 · 發(fā)表于 2015-3-25 14:09

看暈了。。。。根本不知道啥意思了。。。。

ID:75710 · 發(fā)表于 2015-3-31 15:02

先看看不行再看看！！！！

ID:76005 · 發(fā)表于 2015-4-2 21:41

看起來有點(diǎn)難懂，如果結(jié)合實(shí)際操作應(yīng)該是容易理解的

ID:77323 · 發(fā)表于 2015-4-18 14:43

好給力

ID:88707 · 發(fā)表于 2015-8-31 22:38

這節(jié)好抽象啊，卡這了

ID:89508 · 發(fā)表于 2015-9-6 19:24

這節(jié)課比較復(fù)雜

ID:104398 · 發(fā)表于 2016-1-25 19:52

樓主好人真有用

ID:114244 · 發(fā)表于 2016-4-14 18:31

好好好，對(duì)我們小白很有用

ID:116405 · 發(fā)表于 2016-4-26 21:33

#在這里確實(shí)比較難懂了，但還是堅(jiān)持

ID:129696 · 發(fā)表于 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

ID:147062 · 發(fā)表于 2016-11-9 19:58

確實(shí)難懂了

ID:147082 · 發(fā)表于 2016-11-14 14:23

TH0到底是高還是低啊？

ID:152064 · 發(fā)表于 2016-12-4 13:20

好新人剛?cè)肟?nbsp; 學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

ID:153076 · 發(fā)表于 2017-1-5 08:29

講的很好，已大致理解

ID:163098 · 發(fā)表于 2017-1-29 21:22

學(xué)學(xué)高人指點(diǎn)

ID:164612 · 發(fā)表于 2017-2-15 16:09

有些難懂，先看著

ID:168259 · 發(fā)表于 2017-3-9 12:37

多看幾遍，就能理解

ID:185702 · 發(fā)表于 2017-4-3 07:59

學(xué)習(xí)了，多謝

ID:170847 · 發(fā)表于 2017-5-27 18:14

##糾錯(cuò)：第一個(gè)列表里面的定時(shí)/計(jì)數(shù)器那一串有誤，

ID:212742 · 發(fā)表于 2017-6-19 21:44

不錯(cuò)非常好很有用謝謝

ID:212742 · 發(fā)表于 2017-6-19 21:45

非常好

ID:231013 · 發(fā)表于 2017-9-4 23:48

一點(diǎn)一點(diǎn)從頭學(xué)

ID:252697 · 發(fā)表于 2017-11-23 15:38

認(rèn)真學(xué)習(xí)單片機(jī)。

ID:249831 · 發(fā)表于 2017-11-27 11:28

很給力

ID:270636 · 發(fā)表于 2018-1-3 10:37

突然感覺我又在學(xué)習(xí)C的指針了

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7課:單片機(jī)的特殊功能寄存器

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