【文章內(nèi)容簡介】 為CPU提供了就近存儲數(shù)據(jù)的便利，有利于提高單片機(jī)的運(yùn)算速度。此外，使用通用寄存器還能提高程序編制的靈活性，因此，在單片機(jī)的應(yīng)用編程中應(yīng)充分利用這些寄存器，以簡化程序設(shè)計，提高程序運(yùn)行速度。（2）位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的20H～2FH單元，既可作為一般RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對單元中每一位進(jìn)行位操作，因此把該區(qū)稱之為位尋址區(qū)。位尋址區(qū)共有16個RAM單元，計128位，地址為00H～7FH。MCS51具有布爾處理機(jī)功能，這個位尋址區(qū)可以構(gòu)成布爾處理機(jī)的存儲空間。這種位尋址能力是MCS51的一個重要特點(diǎn)。（3）用戶RAM區(qū)在內(nèi)部RAM低128單元中，通用寄存器占去32個單元，位尋址區(qū)占去16個單元，剩下80個單元，這就是供用戶使用的一般RAM區(qū)，其單元地址為30H～7FH。對用戶RAM區(qū)的使用沒有任何規(guī)定或限制，但在一般應(yīng)用中常把堆棧開辟在此區(qū)中。2）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元內(nèi)部RAM的高128單元是供給專用寄存器使用的，其單元地址為80H～FFH。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故稱之為專用寄存器（Special Function Register），也可稱為特殊功能寄存器。2 8051內(nèi)部程序存儲器8051的程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數(shù)。8051片內(nèi)有4 KB的ROM。051的片外最多能擴(kuò)展64 KB程序存儲器，片內(nèi)外的ROM是統(tǒng)一編址的。如端保持高電平，8051的程序計數(shù)器PC在0000H～0FFFH地址范圍內(nèi)(即前4 KB地址)是執(zhí)行片內(nèi)ROM中的程序，當(dāng)PC在1000H～FFFFH地址范圍時，自動執(zhí)行片外程序存儲器中的程序；當(dāng)保持低電平時，只能尋址外部程序存儲器，片外存儲器可以從0000H開始編址。 8051的程序存儲器中有些單元具有特殊功能，使用時應(yīng)予以注意。其中一組特殊單元是0000H～0002H。系統(tǒng)復(fù)位后，(PC)=0000H，單片機(jī)從0000H單元開始取指令執(zhí)行程序。如果程序不從0000H單元開始，應(yīng)在這三個單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，以便直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的程序。還有一組特殊單元是0003H～002AH，共40個單元。這40個單元被均勻地分為5段，作為5個中斷源的中斷地址區(qū)。其中： 0003H～000AH 外部中斷0中斷地址區(qū) 000BH～0012H 定時/計數(shù)器0中斷地址區(qū) 0013H～001AH 外部中斷1中斷地址區(qū) 001BH～0022H 定時/計數(shù)器1中斷地址區(qū) 0023H～002AH 串行中斷地址區(qū)中斷響應(yīng)后，按中斷種類，自動轉(zhuǎn)到各中斷區(qū)的首地址去執(zhí)行程序，因此在中斷地址區(qū)中理應(yīng)存放中斷服務(wù)程序。但通常情況下，8個單元難以存下一個完整的中斷服務(wù)程序，因此通常也是從中斷地址區(qū)首地址開始存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，以便中斷響應(yīng)后，通過中斷地址區(qū)，再轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口地址。（SFR）簡介8051共有21個專用寄存器，其中部分寄存器簡單介紹如下：(1) 程序計數(shù)器PC: PC是一個16位的計數(shù)器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。其內(nèi)容為將要執(zhí)行指令的地址,尋址范圍達(dá)64 KB。PC有自動加1功能，從而實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。PC沒有地址，是不可尋址的，因此用戶無法對它進(jìn)行讀寫，但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。因地址不在SFR（專用寄存器）之內(nèi)，一般不計作專用寄存器。(2) 累加器 ACC:累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。它既可用于存放操作數(shù)，也可用來存放運(yùn)算的中間結(jié)果。MCS51單片機(jī)中大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器，許多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)也取自累加器。(3) B寄存器。B寄存器是一個8位寄存器，主要用于乘除運(yùn)算。乘法運(yùn)算時，B存乘數(shù)。乘法操作后，乘積的高8位存于B中，除法運(yùn)算時，B存除數(shù)。除法操作后，余數(shù)存于B中。此外，B寄存器也可作為一般數(shù)據(jù)寄存器使用。 (4) 程序狀態(tài)字PSW：序狀態(tài)字是一個8位寄存器，用于存放程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息。其中有些位的狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動設(shè)置的，而有些位的狀態(tài)則使用軟件方法設(shè)定。PSW的位狀態(tài)可以用專門指令進(jìn)行測試，也可以用指令讀出。一些條件轉(zhuǎn)移指令將根據(jù)PSW有些位的狀態(tài)，進(jìn)行程序轉(zhuǎn)移。PSW的各位定義如下：PSW位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H字節(jié)地 址CYACF0RS1RS0OVF1P，其余各位的定義及使用如下：CY（）——進(jìn)位標(biāo)志位。CY是PSW中最常用的標(biāo)志位。其功能有二：一是存放算術(shù)運(yùn)算的進(jìn)位標(biāo)志，在進(jìn)行加或減運(yùn)算時，如果操作結(jié)果的最高位有進(jìn)位或借位時，CY由硬件置“1”，否則清“0”；二是在位操作中，作累加位使用。位傳送、位與位或等位操作，操作位之一固定是進(jìn)位標(biāo)志位。AC（）——輔助進(jìn)位標(biāo)志位。在進(jìn)行加減運(yùn)算中，當(dāng)?shù)?位向高4位進(jìn)位或借位時，AC由硬件置“1”，否則AC位被清“0”。在BCD碼調(diào)整中也要用到AC位狀態(tài)。 F0（）——用戶標(biāo)志位。這是一個供用戶定義的標(biāo)志位，需要利用軟件方法置位或復(fù)位，用以控制程序的轉(zhuǎn)向。RS1和RS0（，）——寄存器組選擇位。它們被用于選擇CPU當(dāng)前使用的通用寄存器組。通用寄存器共有4組。這兩個選擇位的狀態(tài)是由軟件設(shè)置的，被選中的寄存器組即為當(dāng)前通用寄存器組。但當(dāng)單片機(jī)上電或復(fù)位后，RS1 RS0=00。OV（）——溢出標(biāo)志位。在帶符號數(shù)加減運(yùn)算中，OV=1表示加減運(yùn)算超出了累加器A所能表示的符號數(shù)有效范圍（128～+127），即產(chǎn)生了溢出，因此運(yùn)算結(jié)果是錯誤的，否則，OV=0表示運(yùn)算正確，即無溢出產(chǎn)生。在乘法運(yùn)算中，OV=1表示乘積超過255，即乘積分別在B與A中，否則，OV=0，表示乘積只在A中。在除法運(yùn)算中，OV=1表示除數(shù)為0，除法不能進(jìn)行，否則，OV=0，除數(shù)不為0，除法可正常進(jìn)行。P（）——奇偶標(biāo)志位。表明累加器A中內(nèi)容的奇偶性。如果A中有奇數(shù)個“1”，則P置“1”，否則置“0”。凡是改變累加器A中內(nèi)容的指令均會影響P標(biāo)志位。此標(biāo)志位對串行通信中的數(shù)據(jù)傳輸有重要的意義。在串行通信中常采用奇偶校驗(yàn)的辦法來校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?5) 數(shù)據(jù)指針（DPTR）。數(shù)據(jù)指針為16位寄存器。編程時，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按兩個8位寄存器分開使用，即： DPH DPTR高位字節(jié) DPL DPTR低位字節(jié)DPTR通常在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時作地址指針使用。由于外部數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為64 KB，故把DPTR設(shè)計為16位。(6) 堆棧指針（SP—Stack Pointer）。堆棧是一個特殊的存儲區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按“先進(jìn)后出”的原則存取數(shù)據(jù)的。堆棧共有兩種操作：進(jìn)棧和出棧。由于8051單片機(jī)的堆棧設(shè)在內(nèi)部RAM中，因此SP是一個8位寄存器。系統(tǒng)復(fù)位后，SP的內(nèi)容為07H，從而復(fù)位后堆棧實(shí)際上是從08H單元開始的。但08H～1FH單元分別屬于工作寄存器1～3區(qū)，如程序要用到這些區(qū)，最好把SP值改為1FH或更大的值。一般在內(nèi)部RAM的30H～7FH單元中開辟堆棧。SP的內(nèi)容一經(jīng)確定，堆棧的位置也就跟著確定下來，由于SP可初始化為不同值，因此堆棧位置是浮動的。注意：MCS51系列單片機(jī)有21個可尋址的專用寄存器，其中有11個專用寄存器是可以位尋址的。對專用寄存器的字節(jié)尋址問題作如下幾點(diǎn)說明： (1)21個可字節(jié)尋址的專用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，盡管還余有許多空閑地址，但用戶并不能使用。(2) 程序計數(shù)器PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。 (3) 對專用寄存器只能使用直接尋址方式，書寫時既可使用寄存器符號，也可使用寄存器。 1 中斷源中斷源是指能發(fā)出中斷請求，引起中斷的裝置或事件。8051單片機(jī)的中斷源共有5個，其中2個為外部中斷源，3個為內(nèi)部中斷源：⑴ INT0:外部中斷0。⑵ INT1:外部中斷1。⑶ T0:定時/計數(shù)器0溢出中斷。⑷ T1:定時/計數(shù)器1溢出中斷。⑸ 串行中斷:包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI。2 中斷寄存器8051單片機(jī)中涉及中斷控制的有3個方面4個特殊功能寄存器：① 中斷請求：定時和外中斷控制寄存器TCON。串行控制寄存器SCON。② 中斷允許控制寄存器IE。③ 中斷優(yōu)先級控制寄存器IP。 ④ 中斷請求控制寄存器TCONINT0、INTT0、T1中斷請求標(biāo)志放在TCON中串行中斷請求標(biāo)志放在SCON中。TCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址如下：TCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱TF1TF0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTCON位功能:① TF1 —— T1溢出中斷請求標(biāo)志，T1計數(shù)溢出后，TF1=1② TF0 —— T0溢出中斷請求標(biāo)志 T0計數(shù)溢出后，TF0=1③ IE1 —— 外中斷中斷請求標(biāo)志 ，IE1=1④ IE0 —— 外中斷中斷請求標(biāo)志 ，IE0=1⑤ IT1 —— 外中斷觸發(fā)方式控制位 IT1=1，邊沿觸發(fā)方式； IT1=0，電平觸發(fā)方式。⑥ IT0 —— 外中斷觸發(fā)方式控制位 其意義和功能與IT1相似。(2) 中斷請求控制寄存器SCONSCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址如下：① TI —— 串行口發(fā)送中斷請求標(biāo)志② RI —— 串行口接收中斷請求標(biāo)志SCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱TIRI位地址99H98H (3)中斷允許控制寄存器IE8051對中斷源的開放或關(guān)閉由中斷允許控制寄存器IE控制。IE的結(jié)構(gòu)、位名稱和位地址如下：IED7D6D5D4D3D2D1D0位名稱EAESET1EX1ET0EX0位地址AFHACHABHAAHA9HA8H① EA —— CPU中斷允許控制位 EA=1，CPU開中； EA=0，CPU關(guān)中，且屏蔽所有5個中斷源。② EX0 —— 外中斷INT0中斷允許控制位 EX0=1，INT0開中；EX0=0，INT0關(guān)中。 ③ EX1 —— 外中斷INT1中斷允許控制位 EX1=1，INT1開中；EX1=0，INT1關(guān)中。④ ET0 —— 定時/計數(shù)器T0中斷允許控制位 ET0=1，T0開中；ET0=0，T0關(guān)中。⑤ ET1 —— 定時/計數(shù)器T1中斷允許控制位 ET1=1，T1開中；ET1=0，T1關(guān)中。⑥ ES —— 串行口中斷(包括串發(fā)、串收)允許控制位 ES=1，串行口開中；ES=0，串行口關(guān)中。3 中斷入口地址8051的五個中斷入口地址：INT0：0003H；T0：000BH；INT1：0013HT1：001BH；串行口：0023H4 中斷優(yōu)先控制和中斷嵌套（1） 中斷優(yōu)先控制8051中斷優(yōu)先控制首先根據(jù)中斷優(yōu)先級，此外還規(guī)定了同一中斷優(yōu)先級之間的中斷優(yōu)先權(quán)。其從高到低的順序?yàn)椋篒NT0、INTT0、T串行口。（2） 中斷嵌套當(dāng)CPU正在執(zhí)行某個中斷服務(wù)程序時，如果發(fā)生更高一級的中斷源請求中斷，CPU可以“中斷”正在執(zhí)行的低優(yōu)先級中斷,轉(zhuǎn)而響應(yīng)更高一級的中斷，這就是中斷嵌套。中斷嵌套只能高優(yōu)先級“中斷”低優(yōu)先級，低優(yōu)先級不能“中斷”高優(yōu)先級，同一優(yōu)先級也不能相互“中斷”。 定時/計數(shù)器1 定時/計數(shù)器控制寄存器，（1） 定時/計數(shù)器控制寄存器TCONTCONT1中斷標(biāo)志T1運(yùn)行標(biāo)志T0中斷標(biāo)志T1運(yùn)行標(biāo)志INT1中斷標(biāo)志INT1觸發(fā)方式INT0中斷標(biāo)志INT0觸發(fā)方式位名稱TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTCON低4位與外中斷、有關(guān)。高4位與定時/計數(shù)器T0、T1有關(guān)。① TF1:定時/計數(shù)器T1溢出標(biāo)志。② TF0:定時/計數(shù)器T0溢出標(biāo)志。③ TR1:定時/計數(shù)器T1運(yùn)行控制位。TR1=1,T1運(yùn)行。TR1=0,T1停。④ TR0:定時/計數(shù)器T0運(yùn)行控制位。TR0=1,T0運(yùn)行。TR0=0,T0停。TCON的字節(jié)地址為88H，每一位有位地址，均可位操作。（2） 定時/計數(shù)器工作方式控制寄存器TMODTMOD用于設(shè)定定時/計數(shù)器的工作方式低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。高四位控制T1低四位控制T0門控位計數(shù)/定時方式選擇工作方式選擇門控位計數(shù)/定時方式選擇工作方式選擇GC/TM1M0GC/TM1M0① MM0：工作方式選擇位M1 M0工作方式功能00方式013位計數(shù)器01方式116位計數(shù)器10方式2兩個8位計數(shù)器，初值自動裝入11方式3兩個8位計數(shù)器，僅適用T0② C/T：計數(shù)/定時方式選擇位