8051特殊功能寄存器基础详解

　　8051是一种8位元的单芯片微控制器，属于MCS-51单芯片的一种，由英特尔公司于1981年制造。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，如Atmel、飞利浦、深联华等公司，相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。

　　8051单芯片是同步式的顺序逻辑系统，整个系统的工作完全是依赖系统内部的时脉信号，用以来产生各种动作周期及同步信号。在8051单片机中已内建时钟产生器，在使用时只需接上石英晶体谐振器（或其它振荡子）及电容，就可以让系统产生正确的时钟信号。

　　8051单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是70年代中期发展起来的一种超大规模集成电路芯片，是集成CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片上的器件。80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型型号，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。

　　8051特殊功能寄存器基础详解

　　程序状态寄存器PSW是计算机系统的核心部件—控制器的一部分，可位寻址，字节地址为D0H，单元地址是D0H~D7H。

　　PSW寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）CY：进位标志位，作用有两种：（1）算术运算中进位或借位时，CY＝1。（2）作为布尔代数位处理的累加器。

　　2）AC：辅助进位标志位，算术运算时低半字节有进位或借位时，AC＝1。

　　3）F0：通用标志位

　　4）RS1：寄存器组选择位高位，RS1与RS0选择四组工作寄存器，每组分别为8个寄存器（R0~R7），如RS1＝0、RS0＝0，则R0~R7对地址为00H~07H，如RS1＝0、RS0＝1，则R0~R7对地址为08H~0FH，四组寄存器地址从00H~1FH。5）RS0：寄存器组选择位低位。

　　6）OV：溢出标志位，当进行正负号数值的加减运算时，如结果超出7位或2的补码（+27至－128）时，OV＝1

　　7）USR：用户定义标志位，保留。

　　8）P：奇偶标志位，当累加器中有奇数个1，则P＝1；偶数个1，则P＝0.在串行传输时可用来检测传送是否有错

　　PCON寄存器

　　PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，在CHMOS型单片机中，除SMOD位外，其他位均为虚设的，SMOD是串行口波特率倍增位，当SMOD=1时，串行口波特率加倍。系统复位默认为SMOD=0。单元地址是87H，其结构格式如下：

　　PCON电源管理寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）SMOD：该位与串口通信有关。SMOD=0;串口方式1，2，3时，波特率正常。SMOD=1;串口方式1，2，3时，波特率加倍。

　　2）GF1、GF0：两个通用工作标志位，用户可以自由使用。

　　3）PD：掉电模式设定位。PD=0单片机处于正常工作状态。PD=1单片机进入掉电（PowerDown）模式，可由外部中断或硬件复位模式唤醒，进入掉电模式后，外部晶振停振，CPU、定时器、串行口全部停止工作，只有外部中断工作。

　　4）IDL：空闲模式设定位。IDL=0单片机处于正常工作状态。IDL=1单片机进入空闲（Idle）模式，除CPU不工作外，其余仍继续工作，在空闲模式下可由任一个中断或硬件复位唤醒。

　　SCON控制寄存器

　　SCON控制寄存器，它是一个可位寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，字节地址为98H，单元地址是98H~9FH，其结构格式如下：

　　SCON寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）SM0、SM1：串行口工作方式控制位。SM0，SM1工作方式：00方式0、01方式1、10方式2、11方式3。

　　2）SM2：多机通信控制位。多机通信是工作于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收状态，当串行口工作于方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将接受到的数据放弃。当SM2=0时，就不管第位数据是0还是1，都难得数据送入SBUF，并发出中断申请。工作于方式0时，SM2必须为0。

　　3）REN：允许接收位。REN用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收。

　　4）TB8：发送接收数据位8。在方式2和方式3中，TB8是要发送的——即第9位数据位。在多机通信中同样亦要传输这一位，并且它代表传输的地址还是数据，TB8=0为数据，TB8=1时为地址。

　　5）RB8：接收数据位8。在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位数据，用以识别接收到的数据特征。

　　6）TI：发送中断标志位。可寻址标志位。方式0时，发送完第8位数据后，由硬件置位，其它方式下，在发送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示帧发送结束，TI可由软件清“0”。

　　7）RI：接收中断标志位。可寻址标志位。接收完第8位数据后，该位由硬件置位，在其他工作方式下，该位由硬件置位，RI=1表示帧接收完成。在串口中断处理时，TI，RI都需要软件清“0”，硬件置位后不可能自动清0，此外，在进行缓冲区操作时，需要ES=0，以防止中断出现。

　　TCON定时器/计数器控制寄存器

　　TCON在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，单元地址是88H－8FH，由于有位地址，十分便于进行位操作。TCON的作用是控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。其中，TFl、TRl、TF0和TR0位用于定时器／计数器；IEl、ITl、IE0和IT0位用于中断系统。由于TCON是可以位寻址的，因而如果只清溢出或启动定时器工作，可以用位操作命令。例如：执行“CLRTF0”后则清定时器0的溢出；执行“SETBTR1”后可启动定时器1开始工作（当然前面还要设置方式定）。

　　TCON寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）TF1：定时器1溢出标志位。当定时器1计满溢出时，由硬件使TF1置“1”，并且申请中断。进入中断服务程序后，由硬件自动清“0”，在查询方式下用软件清“0”。

　　2）TR1：定时器1运行控制位。由软件清“0”关闭定时器1。当GATE=1，且INT1为高电平时，TR1置“1”启动定时器1；当GATE=0，TR1置“1”启动定时器1。

　　3）TF0：定时器0溢出标志。其功能及操作情况同TF1。

　　4）TR0：定时器0运行控制位。其功能及操作情况同TR1。

　　5）IE1：外部中断1请求标志位。

　　6）IT1：外部中断1触发方式选择位。当IT1=0，为低电平触发方式；当IT1=1，为下降沿触发方式。

　　7）IE0：外部中断0请求标志位。

　　8）IT0：外部中断0触发方式选择位。当IT0=0，为低电平触发方式；当IT0=1，为下降沿触发方式。

　　TMOD定时器/计数器模式控制寄存器

　　定时器/计数器模式控制寄存器TMOD是一个逐位定义的8位寄存器，其中低四位定义定时器/计数器T0，高四位定义定时器/计数器T1，但只能使用字节寻址，其字节地址为89H。其格式为：

　　TMOD寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）GATE：门控制。GATE=1时，由外部中断引脚INT0、INT1和控制寄存器的TR0，TR1来启动定时器。当INT0引脚为高电平时TR0置位，启动定时器T0；当INT1引脚为高电平时TR1置位，启动定时器T。GATE=0时，仅由TR0，TR1置位分别启动定时器T0、T1。

　　2）C/T：功能选择位。C/T=0时为定时功能，C/T=1时为计数功能。置位时选择计数功能，清零时选择定时功能。

　　3）M0、M1：方式选择功能。由于有2位，因此有4种工作方式M1M0工作方式计数器模式TMOD（设置定时器模式），00方式0，13位计数器TMOD=0x00。01方式1，16位计数器TMOD=0x01。10方式2，自动重装8位计数器TMOD=0x02。11方式3，T0分为2个8位独立计数器，T1为无中断重装8位计数器TMOD=0x03。

　　IE中断使能寄存器

　　通过设置中断使能寄存器IE的EA位，使能所有中断每个中断源都有单独的使能位，可通过软件设置IE中相应的使能位在任何时候使能或禁能中断，中断使能寄存器IE可位寻址，IE寄存器地址为A8H，位地址（由低位到高位）为A8H－AFH。

　　IE寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）EA：使能标志位置位则所有中断使能复位则禁止所有中断

　　2）ET2：定时器2中断使能。

　　3）ES：串行通信中断使能。

　　4）ET1：定时器1中断使能。

　　5）EX1：外部中断1使能。

　　6）ET0：定时器0中断使能。

　　7）EX0：外部中断0使能。

　　IP中断优先级寄存器

　　每个中断源都可通过设置中断优先级寄存器IP来单独设置中断优先级，如果每个中断源的相应位被置位，则该中断源的优先级为高如果相应的位被复位，则该中断源的优先级为低。此寄存器可位寻址，字节地址为B8H，单元地址是B8H－BDH。

　　IP寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）-保留

　　2）-保留

　　3）PT2定时器2中断优先级

　　4）PS串行通信中断优先级

　　5）PT1定时器1中断优先级

　　6）PX1外部中断1优先级

　　7）PT0定时器0中断优先级

　　8）PX0外部中断0优先级

　　T2CON定时器/计数器控制寄存器

　　51系列单片机，如8052第三个定时/计数器定时器2，他的控制位在特殊功能寄存器定时器2控制寄存器可位寻址。通过由软件设置T2CON，可使定时/计数器以三种基本工作：

　　方式一，第一种为捕捉方式，设置为捕捉方式时，和定时器0或定时器1一样以16位方式工作。这种方式通过位EXEN2来选择，当置位EXEN2时，如果T2EX有负跳变电平，将把当前的数据锁存在RCAP2H和RCAP2L中，这个事件可用来产生中断。

　　方式二，自动重装方式，其中包含了两个子功能，由EXEN2来选择，当EXEN2复位时16位定时器溢出将触发一个中断，并将RCAP2H和RCAP2L中的数装入定时器中。当EXEN2置位时，除上述功能外T2EX引脚的负跳变将产生一次重装操作。

　　方式三，用来产生串行口通讯所需的波特率，这通过同时或分别置位RCLK和TCLK来实现，在这种方式中，每个机器周期都将使定时器加1。而不像定时器0和1那样需要12个机器周期，这使得串行通讯的波特率更高。

　　T2CON寄存器结构

　　

　　各控制位功能介绍如下：

　　1）TF2，定时器2溢出标志位，定时器2溢出时将置位，当TCLK或RCLK为1时将不会置位。

　　2）EXF2，定时器2外部标志，当EXEN2=1并在引脚T2EX检测到负跳变时置位，如果定时器2中断被允许将产生中断。

　　3）RCLK，接收时钟标志当串行口以方式1或3工作时将使用定时器2的溢出率作为串行口接收时钟频率。

　　4）TCLK，发送时钟标志位当串行口以方式1或3工作时将使用定时器2的溢出率作为串行口接收时钟频率。

　　5）EXEN2，定时器2外部允许标志当EXEN2=1时在T2EX引脚出现负跳变时将造成定时器2捕捉或重装并置位EXF2产生中断。

　　6）TR2，定时器运行控制位置位时定时器2将开始工作否则定时器2停止工作。7）

　　C/T2，定时器计数方式选择位如果C/T2=1定时器2将作为外部事件计数器否则对内部时钟脉冲计数。

　　8）CP/RL2，捕捉/重装标志位当EXEN2=1时如果CP/RL2=1T2EX引脚的负跳变将造成捕捉如果CP/RL2=0T2EX引脚的负跳变将造成重装。