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7課:單片機的特殊功能寄存器

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2017-6-16

   通過前麵的學習(xi) ,我們(men) 已知單片機的內(nei) 部有ROM、有RAM、有並行I/O口,那麽(me) ,除了這些東(dong) 西之外,單片機內(nei) 部究竟還有些什麽(me) ,這些個(ge) 零碎的東(dong) 西怎麽(me) 連在一起的,讓我們(men) 來對單片機內(nei) 部的寄存器作一個(ge) 完整的功能分析吧!

  下圖中我們(men) 能看出,在51單片機內(nei) 部有一個(ge) CPU用來運算、控製,有四個(ge) 並行I/O口,分別是P0、P1、P2、P3,有ROM,用來存放程序,有RAM,用來存放中間結果,此外還有定時/計數器,串行I/O口,中斷係統,以及一個(ge) 內(nei) 部的時鍾電路。在一個(ge) 51單片機的內(nei) 部包含了這麽(me) 多的東(dong) 西。


 

  對上麵的圖進行進一步的分析,我們(men) 已知,對並行I/O口的讀寫(xie) 隻要將數據送入到對應I/O口的鎖存器就能了,那麽(me) 對於(yu) 定時/計數器,串行I/O口等怎麽(me) 用呢?在單片機中有一些獨立的存儲(chu) 單元是用來控製這些器件的,被稱之為(wei) 特殊功能寄存器(SFR)。事實上,我們(men) 已接觸過P1這個(ge) 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

程序狀態字

IP

B8H

中斷優(you) 先級控製寄存器

P3

B0H

P3口鎖存器

IE

A8H

中斷允許控製寄存器

P2

A0H

P2口鎖存器

SBUF

99H

串行口鎖存器

SCON

98H

串行口控製寄存器

P1

90H

P1口鎖存器

TH1

8DH

定時器/計數器1(高8位)

TH0

8CH

定時器/計數器1(低8位)

TL1

8BH

定時器/計數器0(高8位)

TL0

8AH

定時器/計數器0(低8位)

TMOD

89A

定時器/計數器方式控製寄存器

TCON

88H

定時器/計數器控製寄存器

DPH

83H

數據地址指針(高8位)

DPL

82H

數據地址指針(低8位)

SP

81H

堆棧指針

P0

80H

P0口鎖存器

PCON

87H

電源控製寄存器

  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)>

下麵,我們(men) 介紹一下幾個(ge) 常用的SFR,看圖2。

1、ACC:累加器,常常用A表示。這是個(ge) 什麽(me) 東(dong) 西,可不能從(cong) 名字上理解,它是一個(ge) 寄存器,而不是一個(ge) 做加法的東(dong) 西,為(wei) 什麽(me) 給它這麽(me) 一個(ge) 名字呢?或許是因為(wei) 在運算器做運算時其中一個(ge) 數一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊,身份也特殊,稍後我們(men) 將學到指令,能發現,所有的運算類指令都離不開它。

2、B:一個(ge) 寄存器。在做乘、除法時放乘數或除數,不做乘除法時,隨你怎麽(me) 用。

3、PSW:程序狀態字。這是一個(ge) 很重要的東(dong) 西,裏麵放了CPU工作時的很多狀態,借此,我們(men) 能了解CPU的當前狀態,並作出對應的處理。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(wei) 標誌寄存器,了解這個(ge) 對於(yu) 了解單片機原理非常的重要,存放各有關(guan) 標誌。其結構和定義(yi) 如下:

 

  下麵我們(men) 逐一介紹sfr各位的用途

(1)CY:進位標誌。用於(yu) 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(men) 知道,8位運算器隻能表示到0-255,如果做加法的話,兩(liang) 數相加可能會(hui) 超過255,這樣最高位就會(hui) 丟(diu) 失,造成運算的錯誤,怎麽(me) 辦?最高位就進到這裏來。這樣就沒事了。

例:78H+97H(01111000+10010111)

(2)AC:輔助進位標誌也叫半進位標誌。  用於(yu) 表示Acc.3有否向Acc.4進位

例:57H+3AH(01010111+00111010)

(3)F0:用戶標誌位,由我們(men) (編程人員)決(jue) 定什麽(me) 時候用,什麽(me) 時候不用。

(4)RS1RS0:工作寄存器組選擇位。這個(ge) 我們(men) 已知了。
              RS1、RS0 = 00 —— 0區(00H~07H)

              RS1、RS0 = 01 —— 1區(08H~0FH)

              RS1、RS0 = 10 —— 2區(10H~17H)

              RS1、RS0 = 11 —— 3區(18H~1FH) 

(5)0V:溢出標誌位。 表示Acc在有符號數算術運算中的溢出,什麽(me) 是溢出我們(men) 稍後再談吧。

(6)P:奇偶校驗位:它用來表示ALU運算結果中二進製數位“1”的個(ge) 數的奇偶性。若為(wei) 奇數,則P=1,不然為(wei) 0。

例:某運算結果是78H(01111000),顯然1的個(ge) 數為(wei) 偶數,所以P=0。

4、DPTR(DPH、DPL):數據指針,能用它來訪問外部數據存儲(chu) 器中的任一單元,如果不用,也能作為(wei) 通用寄存器來用,由我們(men) 自已決(jue) 定如何使用。16位,由兩(liang) 個(ge) 8位寄存器DPH、DPL組成。主要用於(yu) 存放一個(ge) 16位地址,作為(wei) 訪問外部存儲(chu) 器(外RAM和ROM)的地址指針。

5、P0P1P2P3:這個(ge) 我們(men) 已經知道,是四個(ge) 並行輸入/輸出口的寄存器。它裏麵的內(nei) 容對應著管腳的輸出。

6、SP:堆棧指針。(專(zhuan) 用於(yu) 指出堆棧頂部數據的地址。)
 

   堆棧介紹:日常生活中,我們(men) 都注意到過這樣的現象,家裏洗的碗,一隻一隻摞起來,最晚放上去的放在最上麵,而最早放上去的則放在最下麵,在取的時候正好相反,先從(cong) 最上麵取,這種現象我們(men) 用一句話來概括:“先進後出,後進先出”。請大家想想,還有什麽(me) 地方有這種現象?其實比比皆是,建築工地上堆放的磚頭、材料,倉(cang) 庫裏放的貨物,都是“先進後出,後進先出”,這實際是一種存取物品的規則,我們(men) 稱之為(wei) “堆棧”。

   在單片機中,我們(men) 也能在RAM中構造這樣一個(ge) 區域,用來存放數據,這個(ge) 區域存放數據的規則就是“先進後出,後進先出”,我們(men) 稱之為(wei) “堆棧”。為(wei) 什麽(me) 需要這樣來存放數據呢?存儲(chu) 器本身不是能按地址來存放數據嗎?對,知道了地址的確就能知道裏麵的內(nei) 容,但如果我們(men) 需要存放的是一批數據,每一個(ge) 數據都需要知道地址那不是麻煩嗎?如果我們(men) 讓數據一個(ge) 接一個(ge) 地放置,那麽(me) 我們(men) 隻要知道第一個(ge) 數據所在地址單元就能了(看圖2)如果第一個(ge) 數據在27H,那麽(me) 第二、三個(ge) 就在28H、29H了。所以利用堆棧這種辦法來放數據能簡化操作

   那麽(me) 51中堆棧什麽(me) 地方呢?單片機中能存放數據的區域有限,我們(men) 不能夠專(zhuan) 門分配一塊地方做堆棧,所以就在內(nei) 存(RAM)中開辟一塊地方,用於(yu) 堆棧,但是用內(nei) 存的哪一塊呢?還是不好定,因為(wei) 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,而有人則不需要那麽(me) 多,所以怎麽(me) 分配都不合適,怎樣來解決(jue) 這個(ge) 問題?分不好幹脆就不分了,把分的權利給用戶(編程者),根據自已的需要去定吧,所以51單片機中堆棧的位置是能變化的。而這種變化就體(ti) 現在SP中值的變化,看圖2,SP中的值等於(yu) 27H不就相當於(yu) 是一個(ge) 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並非就是數據存放的位置,而是數據存放的前一個(ge) 位置,比如一開始指針是指向27H單元的,那麽(me) 第一個(ge) 數據的位置是28H單元,而不是27H單元,為(wei) 什麽(me) 會(hui) 這樣,我們(men) 在學堆棧命令時再說明。其它的SFR,我們(men) 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,其實並不需要把上麵的這些東(dong) 西都死記硬背在腦子裏麵,這是很難的,我們(men) 隻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(xie) 程序的時候,我們(men) 再把這些表格拿出來查閱所以建議你把本頁保存為(wei) 書(shu) 簽.筆者在開始學習(xi) 單片機的時候也是這樣做的.

Tags:單片機的特殊功能寄存器,單片機教程,單片機  
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