51单片机寄存器功能一览表 - 全文

　　51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8004单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。本文主要详细介绍51单片机寄存器功能，首先介绍了51单片机引脚图及功能，其次阐述了51单片机寄存器功能，具体的跟随小编来了解一下。

　　51单片机引脚图及功能

　　

　　P0.0 ～P0.7：P0口8位双向口线。

　　P1.0 ～P1.7：P1口8位双向口线。

　　P2.0 ～P2.7：P2口8位双向口线。

　　P3.0 ～P3.7：P3口8位双向口线。

　　ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。

　　PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。

　　EA：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器;当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。

　　RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。

　　XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容;当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。

　　VSS：地线。

　　VCC：+5 V电源。

　　以上是MCS-51单片机芯片40条引脚的定义及简单功能说明，读者可以对照实训电路找到相应引脚，在电路中查看每个引脚的连接使用。P3口线的第二功能。P3的8条口线都定义有第二功能。

　　

　　51单片机寄存器功能一览表

　　21个特殊功能寄存器（52系列是26个）不连续地分布在128个字节的SFR存储空间中，地址空间为80H-FFH，在这片SFR空间中，包含有128个位地址空间，地址也是80H-FFH，但只有83个有效位地址，可对11个特殊功能寄存器的某些位作位寻址操作（这里介绍一个技巧：其地址能被8整除的都可以位寻址）。

　　在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制，有四个并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用来存放程序，有RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SFR）。这样的特殊功能寄存器51单片机共有21个并且都是可寻址的列表如下（其中带*号的为52系列所增加的特殊功能寄存器）：

　　

　　

　　

　　分别说明如下：

　　1、ACC---是累加器，通常用A表示

　　这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1；若A≠0则z＝0。该标志常用作程序分枝转移的判断条件。

　　2、B--一个寄存器

　　在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。

　　3、PSW-----程序状态字。

　　这是一个很重要的东西，里面放了CPU工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU的当前状态，并作出相应的处理。它的各位功能请看下表：

　　

　　下面我们逐一介绍各位的用途

　　CY：进位标志。

　　8051中的运算器是一种8位的运算器，我们知道，8位运算器只能表示到0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办？最高位就进到这里来。这样就没事了。有进、借位，CY＝1；无进、借位，CY＝0

　　例：78H+97H（01111000+10010111）

　　AC：辅助进、借位（高半字节与低半字节间的进、借位）。

　　例：57H+3AH（01010111+00111010）

　　F0：用户标志位

　　由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。

　　RS1、RS0：工作寄存器组选择位

　　通过修改PSW中的RS1、RS0两位的状态，就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了MCS-51现场保护和现场恢复的速度。对于提高CPU的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中，不需要四组工作寄存器，那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。

　　

　　0V：溢出标志位

　　运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1；无溢出，OV＝0。什么是溢出我们后面的章节会讲到。

　　P：奇偶校验位

　　它用来表示ALU运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。若为奇数，则P=1，否则为0。运算结果有奇数个1，P＝1；运算结果有偶数个1，P＝0。

　　例：某运算结果是78H（01111000），显然1的个数为偶数，所以P=0。

　　4、DPTR（DPH、DPL）--------数据指针

　　可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。分成DPL（低8位）和DPH（高8位）两个寄存器。用来存放16位地址值，以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM或程序存储器作64K字节范围内的数据操作。

　　5、P0、P1、P2、P3--------输入输出口（I/O）寄存器

　　这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口（I/O）的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。

　　6、IE-----中断充许寄存器

　　可按位寻址，地址：A8H

　　

　　EA （IE.7）：EA=0时，所有中断禁止（即不产生中断）；EA=1时，各中断的产生由个别的允许位决定

　　- （IE.6）：保留

　　ET2（IE.5）：定时2溢出中断充许（8052用）

　　ES （IE.4）：串行口中断充许（ES=1充许，ES=0禁止）

　　ET1（IE.3）：定时1中断充许

　　EX1（IE.2）：外中断INT1中断充许

　　ET0（IE.1）：定时器0中断充许

　　EX0（IE.0）：外部中断INT0的中断允许

　　7、IP-----中断优先级控制寄存器

　　可按位寻址，地址位B8H

　　

　　- （IP.7）：保留

　　- （IP.6）：保留

　　PT2（IP.5）：定时2中断优先（8052用）

　　PS （IP.4）：串行口中断优先

　　PT1（IP.3）：定时1中断优先

　　PX1（IP.2）：外中断INT1中断优先

　　PT0（IP.1）：定时器0中断优先

　　PX0（IP.0）：外部中断INT0的中断优先

　　8、TMOD-----定时器控制寄存器

　　不按位寻址，地址89H

　　

　　GATE ：定时操作开关控制位，当GATE=1时，INT0或INT1引脚为高电平，同时TCON中的TR0或TR1控制位为1时，计时/计数器0或1才开始工作。若GATE=0，则只要将TR0或TR1控制位设为1，计时/计数器0或1就开始工作。

　　C/T ：定时器或计数器功能的选择位。C/T=1为计数器，通过外部引脚T0或T1输入计数脉冲。C/T=0时为定时器，由内部系统时钟提供计时工作脉冲。

　　M1 、M0：T0、T1工作模式选择位

　　

　　9、TCON-----定时器控制寄存器

　　可按位寻址，地址位88H

　　

　　TF1：定时器T1溢出标志，可由程序查询和清零，TF1也是中断请求源，当CPU响应T1中断时由硬件清零。

　　TF0：定时器T0溢出标志，可由程序查询和清零，TF0也是中断请求源，当CPU响应T0中断时由硬件清零。

　　TR1：T1充许计数控制位，为1时充许T1计数。

　　TR0：T0充许计数控制位，为1时充许T0计数。

　　IE1：外部中断1请示源（INT1，P3.3）标志。IE1＝1，外部中断1正在向CPU请求中断，当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE1（边沿触发方式）。

　　IT1：外部中断源1触发方式控制位。IT1＝0，外部中断1程控为电平触发方式，当INT1（P3.3）输入低电平时，置位IE1。

　　IE0：外部中断0请示源（INT0，P3.2）标志。IE0＝1，外部中断1正在向CPU请求中断，当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE0（边沿触发方式）。

　　IT0：外部中断源0触发方式控制位。IT0＝0，外部中断1程控为电平触发方式，当INT0（P3.2）输入低电平时，置位IE0。

　　10、SCON----串行通信控制寄存器

　　它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是98H，其结构格式如下：

　　

　　（1）SM0、SM1：串行口工作方式控制位。

　　SM0，SM1 工作方式

　　00 方式0－波特率由振荡器频率所定：振荡器频率/12

　　01 方式1－波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD ×（T1溢出率）/32

　　10 方式2－波特率由振荡器频率和SMOD所定：2SMOD ×振荡器频率/64

　　11 方式3－波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD ×（T1溢出率）/32

　　（2）SM2：多机通信控制位。《 br》 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。《 br》 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。《 br》 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。

　　11、PCON-----电源管理寄存器

　　PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，单元地址是87H，其结构格式如下：

　　

　　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。

　　12、T2CON-----T2状态控制寄存器

　　

　　TF2：T2溢出中断标志。TF2必须由用户程序清“0”。当T2作为串口波特率发生器时，TF2不会被置“1”。

　　EXF2：定时器T2外部中断标志。EXEN2为1时，当T2EX（P1.1）发生负跳变时置1中断标志DXF2，EXF2必须由用户程序清“0”。

　　TCLK：串行接口的发送时钟选择标志。TCLK=1时，T2工作于波特率发生器方式。

　　RCLK：串行接口的接收时钟选择标志位。RCLK＝1时，T2工作于波特率发生器方式。

　　EXEN2：T2的外部中断充许标志。

　　C/T2：外部计数器/定时器选择位。C/T2=1时，T2为外部事件计数器，计数脉冲来自T2（P1.0）；C/T2=0时，T2为定时器，振荡脉冲的十二分频信号作为计数信号。

　　TR2：T2计数/定时控制位。TR1为1时充许计数，为0时禁止计数。

　　CP/RL2：捕捉和常数自动再装入方式选择位。为1时工作于捕捉方式，为0时T2工作于常数自动再装入方式。当TCLK或RCLK为1时，CP/RL2被忽略，T2总是工作于常数自动再装入方式。

　　下面对T2CON的D0、D2、D4、D5几位主要控制T2的工作方式，下面对这几位的组合关系进行总结

　　

　　MCS-51与中断有关的寄存器、中断入口地址及编号

　　1、中断入口地址及编号

　　MCS-51在每一个机器周期顺序检查每一个中断源，在机器周期的S6按优先级处理所有被激活的中断请求，此时，如果CPU没有正在处理更高或相同优先级的中断，或者现在的机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期，或者CPU不是正在执行RETI指令或访问IE和IP的指令（因为按MCS-51中断系统的特性规定，在执行完这些指令之后，还要在继续执行一条指令，才会响应中断），CPU在下一个机器周期响应激活了的最高级中断请求。

　　中断响应的主要内容就是由硬件自动生成一条长调用LCALL addr16指令，这里的addr16就是程序存储器中相应的中断区入口地址，这些中断源的服务程序入口地址如下：

　　

　　生成LCALL指令后，CPU紧跟着便执行之。首先将PC（程序计数器）的内容压入堆栈保护断点，然后把中断入口地址赋予PC，CPU便按新的PC地址（即中断服务程序入口地址）执行程序。

　　值得一提的是，各中断区只有8个单元，一般情况下（除非中断程序非常简单），都不可能安装下一个完整的中断服务程序。因此，通常是在这些入口地址区放置一条无条件转移指令，使程序按转移的实际地址去执行真正的中断服务程序。

　　对于汇编，中断函数的一般形式为：

　　

　　对于C语言，中断函数的一般形式为：

　　

　　2、与中断有关的寄存器

　　（1） 定时器控制寄存器TCON

　　

　　IE1：外部边沿触发中断1请求标志，其功能和操作类似于TF0。

　　IT1：外部中断1类型控制位，通过软件设置或清除，用于控制外中断的触发信号类型。IT1=1，边沿触发。IT=0是电平触发。

　　IE0：外部边沿触发中断0请求标志，其功能和操作类似于IE1。

　　IT0：外部中断0类型控制位，通过软件设置或清除，用于控制外中断的触发信号类型。其功能和操作类似于IE1。

　　（2） 中断允许寄存器IE

　　

　　EA：中断总控制位，EA=1，CPU开放中断。EA=0，CPU禁止所有中断。

　　ES：串行口中断控制位，ES=1允许串行口中断，ES=0，屏蔽串行口中断。

　　ET1：定时/计数器T1中断控制位。ET1=1，允许T1中断，ET1=0，禁止T1中断。

　　EX1：外中断1中断控制位，EX1=1，允许外中断1中断，EX1=0，禁止外中断1中断。

　　ET0：定时/计数器T0中断控制位。ET1=1，允许T0中断，ET1=0，禁止T0中断。

　　EX0：外中断0中断控制位，EX1=1，允许外中断0中断，EX1=0，禁止外中断0中断。

　　（3） 中断优选级控制寄存器IP

　　

　　PS：串行口中断口优先级控制位，PS=1，串行口中断声明为高优先级中断，PS=0，串行口定义为低优先级中断。

　　PT1：定时器1优先级控制位。PT1=1，声明定时器1为高优先级中断，PT1=0定义定时器1为低优先级中断。

　　PX1：外中断1优先级控制位。PT1=1，声明外中断1为高优先级中断，PX1=0定义外中断1为低优先级中断。

　　PT0：定时器0优先级控制位。PT1=1，声明定时器0为高优先级中断，PT1=0定义定时器0为低优先级中断。

　　PX0：外中断0优先级控制位。PT1=1，声明外中断0为高优先级中断，PX1=0定义外中断0为低优先级中断。

　　（4）串行通信控制寄存器SCON

　　它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是98H，其结构格式如下：

　　

　　TI：发送中断标志位。

　　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”。

　　RI：接收中断标志位。

　　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。

　　（5）T2状态控制寄存器T2CON

　　

　　TF2：T2溢出中断标志。TF2必须由用户程序清“0”。当T2作为串口波特率发生器时，TF2不会被置“1”。

　　EXF2：定时器T2外部中断标志。EXEN2为1时，当T2EX（P1.1）发生负跳变时置1中断标志DXF2，EXF2必须由用户程序清“0”。

　　EXEN2：T2的外部中断充许标志