理解与探索89C51微控制器的各个寄存器
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文章目录
- 片内RAM中的寄存器
- 低128字节片内RAM
- 高128字节片内RAM(SFR区)
- 部分特殊功能寄存器
- 累加器 ACC
- 寄存器 B
- 程序状态寄存器 PSW
- 栈指针 SP
- 数据指针 DPTR
- I/O端口 P0~P3
- 中断系统中的特殊寄存器
- 定时器控制寄存器 TCON 之中断
- 定时器控制寄存器 SCON
- 中断允许寄存器 IE
- 中断优先级寄存器 IP
- 定时器
- 工作模式寄存器 TMOD
- 定时器控制寄存器 TCON
- 常用的特殊功能寄存器的复位值
片内RAM中的寄存器
内容介绍
- 初步介绍89C51/S51中各个寄存器的基本概念和其作用。
- 参考李朝青等单片机原理及接口技术第四版
低128字节片内RAM
- 在低128字节片内RAM中 00H ~ 1FH 地址包含四组工作寄存器区,每组有8个工作寄存器(R0 ~ R7),总共占32个单元;
- 通过对程序状态字PSW中RS1和RS0的设置,如下图,每组寄存器均可选作CPU当前工作寄存器组,后面会详细分析;
4组工作寄存器
RS1 |
RS0 |
寄存器 |
片内RAM地址 |
0 |
0 |
第0组 |
00H~07H |
0 |
1 |
第1组 |
08H~0FH |
1 |
0 |
第2组 |
10H~17H |
1 |
1 |
第3组 |
18H~0FH |
- 这四组工作寄存器在不用时可以作为一般的RAM单元。
高128字节片内RAM(SFR区)
- SFR区如下图所示;
- 89C51/S51片内高128字节RAM中有21个特殊功能寄存器(SFR),离散分布在80H~FFH中。
- 其中21个特殊功能寄存器中有11个具有位寻址能力。其余的特殊功能寄存器或内存空间只能直接寻址。
部分特殊功能寄存器
累加器 ACC
- 助记符: A
- 地址:E0H
- 位数:8位
- 作用:最常用的8位特殊功能寄存器,指令操作数常存放于A中以及许多运算中间结果存放于A中。
寄存器 B
- 助记符:B
- 地址:F0H
- 位数:8位
- 作用:常在乘、除指令中用到,其他时刻作为一般的通用寄存器或RAM单元使用。
- 在乘指令中两个操作数即两个乘数取之于累加器A和寄存器B中,所得16位积的高8位放在B中,低八位放在A中。 附:乘法指令:MUL AB
- 在除指令中A存放被除数,B存放除数,商存放于A,商存放于B中。附:DIV AB
程序状态寄存器 PSW
- 助记符: PSW
- 地址:D0H
- 位数:8位
- 作用:一个重要的特殊功能寄存器,其8位的每个位都包含程序执行后的状态,提供程序查询或判别之用。
位地址 |
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
位名称 |
CY |
AC |
F0 |
RS1 |
RS2 |
OV |
- |
P |
位意义 |
进、借 |
辅进 |
用户标定 |
寄存器组选择 |
寄存器组选择 |
溢出 |
保留 |
奇偶 |
- CY(PSW.7):在进行加减运算指令时,运算结果有向高位进位或借位,CY位由硬件置1,没有向高位进位或借位,则清0。常在系统指令中将CY写为C;
- AC(PSW.6):辅助进位,进行加减指令时,如果运算结果的低半字节有相高半字节进位或借位则AC位置1,否则清0;
- P0(PSW.5):用户自己根据需求设置含义,用软件进行置位或复位;
- RS1和RS2(PSW.4和PSW.3):工作寄存器选择控制组,用来设置内部RAM低128字节中的工作寄存器的选择。
RS1 |
RS0 |
寄存器 |
片内RAM地址 |
0 |
0 |
第0组 |
00H~07H |
0 |
1 |
第1组 |
08H~0FH |
1 |
0 |
第2组 |
10H~17H |
1 |
1 |
第3组 |
18H~0FH |
- OV(PSW.2):溢出标记位,进行补码运算时,超出-128~127数值时由硬件置1,否则置0;
- PSW.1:保留位
- P(PSW.0):奇偶校验位,每条指令执行完成后,跟踪累加器A中的数,A中的8位数中如果有奇数个1,置P为1,否则置P为0。
栈指针 SP
- 助记符 :SP
- 地址:81H
- 位数:8位
- 作用:SP内容可以指向89C51片内00H~7FH RAM任何单元。
- 附:其初始化有点特别,初始化值是07H;SP进行入栈(出栈)操作时,先进行加一(减一),在进行PUSH(POP)。
数据指针 DPTR
- 助记符 :DPTR
- 地址:82H和83H
- 位数:16位
- 作用:存放一个16位的数或当做两个独立的8位寄存器,DPTR是一个16位的特殊功能寄存器,高位字节存放在DPH(83H)中,低位字节存放在DPL(82H)中。主要用于存放16位地址,以便对64KB片外的RAM地址进行寻址。
I/O端口 P0~P3
- 助记符:P0、P1、P2或P3
- 地址:80H、90H、A0H、B0H
- 位数:每个端口8位
- 作用:具有位地址和字节地址,输出时,可以锁存数据;输入时,可以对数据的缓冲。
中断系统中的特殊寄存器
定时器控制寄存器 TCON 之中断
- 助记符:TCON
- 地址:88H
- 位数:8位(用6位)
- 作用:作为锁存T0和T1的溢出中断标志和外部中断0和1的中断标志,与中断请求有关。
- 格式图:如下图所示。
8FH |
8EH |
8DH |
8CH |
8BH |
8AH |
89H |
88H |
TF1 |
|
TF0 |
|
IE1 |
IT1 |
IE0 |
IT0 |
定时器控制寄存器 SCON
- 助记符:SCON
- 地址:98H
- 位数:8位(用2位)
- 作用:作为串行口控制寄存器,低2位锁存串行口的接受中断和发送中断标志。
- 格式图:如下图所示。
9FH |
9EH |
9DH |
9CH |
9BH |
9AH |
99H |
98H |
|
|
|
|
|
|
TI |
RI |
中断允许寄存器 IE
- 助记符:IE
- 地址:A8H
- 位数:8位
- 作用:决定对中断源的开发或屏蔽。
- 格式图:如下图所示。附:第六位和第五位没有实际的意义。
AFH |
AEH |
ADH |
ACH |
ABH |
AAH |
A9H |
A8H |
EA |
|
|
ES |
ET1 |
EX1 |
ET0 |
EX0 |
中断优先级寄存器 IP
- 助记符:IP
- 地址:B8H
- 位数:8位
- 作用:决定那些中断源为高级中断,那些中断源为低级中断。
- 格式图:如下图所示。附:高三位没有实际的意义。
BFH |
BEH |
BDH |
BCH |
BBH |
BAH |
B9H |
B8H |
|
|
|
PS |
PT1 |
PX1 |
PT0 |
PX0 |
定时器
工作模式寄存器 TMOD
- 助记符:TMOD
- 地址:89H
- 位数:8位
- 格式图:如下图所示。附:TMOD不可以位寻址。
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
GATE |
C/~T |
M1 |
M0 |
GATE |
C/~T |
M1 |
M0 |
定时器控制寄存器 TCON
- 助记符:TCON
- 地址:88H
- 位数:8位
- 格式图:如下图所示。
8FH |
8EH |
8DH |
8CH |
8BH |
8AH |
89H |
88H |
TF1 |
TR1 |
TF0 |
TR0 |
IE1 |
IT1 |
IE0 |
IT0 |
常用的特殊功能寄存器的复位值
寄存器 |
复位值 |
SP |
07H |
P0~P3 |
FFH |
PC |
0000H |
DPTR |
0000H |
ACC |
00H |
B |
00H |
PSW |
00H |
TH0 |
00H |
TL0 |
00H |
TH1 |
00H |
TL1 |
00H |
TMOD |
00H |
SCON |
00H |