文章目录
- 片内RAM中的寄存器
- 内容介绍
- 低128字节片内RAM
- 4组工作寄存器
- 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 |
