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单片机教程7特殊功能寄存器

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发表于 2022-7-18 10:04 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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通过前面的学习,我们已知单片机的内部有ROM、有RAM、有并行I/O口,那么,除了这些东西之外,单片机内部究竟还有些什么,这些个零碎的东西怎么连在一起的,让我们来对单片机内部的寄存器作一个完整的功能分析吧!  
3 l6 J4 @$ P% m, p  O, h
/ F  C( r6 }, \下图中我们能看出,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。在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。, x* F( U+ U$ w9 i  x0 _! c+ H+ u

1 Z' ?% h7 \% w( P

+ c- m5 J' S2 R. i6 W1 _
5 P) l3 `2 b  V6 @* @
4 i, y8 D7 X" d7 }. a( S( M对上面的图进行进一步的分析,我们已知,对并行I/O口的读写只要将数据送入到对应I/O口的锁存器就能了,那么对于定时/计数器,串行I/O口等怎么用呢?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)。事实上,我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了,还有哪些呢?看下表19 u9 O6 P* J, N; F4 v3 u

' `* b& w6 d) ~) m! J# |
! d) N. K6 k( l0 Y4 i1 ~
表1

' x; {% o% g6 O, V
<特殊功能寄存器地址映象表(一)>

: P( Q  `0 _1 s1 |# f7 @
, i8 t/ K6 G3 H8 b% H
<特殊功能寄存器地址映象表(二)>
/ `  J$ J8 h0 Z5 @" j' B0 X0 g0 E
% ?: w* |) C# [, c. U
<特殊功能寄存器地址映象表(三)>

( J$ i- F! L( r0 g; H6 }# I: {
: \/ y( j4 c+ z* x
下面,我们介绍一下几个常用的SFR,看图2。

7 {+ q* Y1 F! O# n/ l
1、ACC:累加器,常常用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,稍后我们将学到指令,能发现,所有的运算类指令都离不开它。

  x/ K& Q5 o3 u2 `& _' `7 _
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。
0 X% H4 [6 O7 ^0 Q9 \  N
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,我们能了解CPU的当前状态,并作出对应的处理。它的各位功能请看表2

+ F; s; K" |2 y/ _% P' p

  r: X# |" ]7 E* N8 n0 R2 f
' e9 T. `0 m( }! n
PSW也称为标志寄存器,了解这个对于了解单片机原理非常的重要,存放各有关标志。其结构和定义如下:
+ c( b( ^$ t9 @" r# C& c
4 e; m5 M% C6 k  I4 d2 q; K" Y
下面我们逐一介绍sfr各位的用途

2 [4 H9 V* Y. ~6 w3 {) Q% E
(1)CY:进位标志。用于表示Acc.7有否向更高位进位。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。
例:78H+97H(01111000+10010111)
(2)AC:辅助进位标志也叫半进位标志。  用于表示Acc.3有否向Acc.4进位例:57H+3AH(01010111+00111010)
(3)F0:用户标志位,由我们(编程人员)决定什么时候用,什么时候不用。
(4)RS1、RS0:工作寄存器组选择位。这个我们已知了。
RS1、RS0 = 00 —— 0区(00H~07H)

& C7 l0 S' o( p, D! i
       RS1、RS0 = 01 —— 1区(08H~0FH)      
! Y; |) E) j4 R) D9 I6 w
     RS1、RS0 = 10 —— 2区(10H~17H)     

% Y( w9 l" Y' v% ^3 X7 f
RS1、RS0 = 11 —— 3区(18H~1FH)
(5)0V:溢出标志位。 表示Acc在有符号数算术运算中的溢出,什么是溢出我们稍后再谈吧。
(6)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,不然为0。
例:某运算结果是78H(01111000),显然1的个数为偶数,所以P=0。

9 E4 d+ w' r. h6 O8 o! P# _# s- W( u
4、DPTR(DPH、DPL):数据指针,能用它来访问外部数据存储器中的任一单元,如果不用,也能作为通用寄存器来用,由我们自已决定如何使用。16位,由两个8位寄存器DPH、DPL组成。主要用于存放一个16位地址,作为访问外部存储器(外RAM和ROM)的地址指针。

, U/ j  `% O, e
5、P0、P1、P2、P3:这个我们已经知道,是四个并行输入/输出口的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。6、SP:堆栈指针。(专用于指出堆栈顶部数据的地址。)

! N9 [$ h0 e+ z6 v堆栈介绍:
日常生活中,我们都注意到过这样的现象,家里洗的碗,一只一只摞起来,最晚放上去的放在最上面,而最早放上去的则放在最下面,在取的时候正好相反,先从最上面取,这种现象我们用一句话来概括:“先进后出,后进先出”。请大家想想,还有什么地方有这种现象?其实比比皆是,建筑工地上堆放的砖头、材料,仓库里放的货物,都是“先进后出,后进先出”,这实际是一种存取物品的规则,我们称之为“堆栈”。   

, T" v6 A/ O% ^$ y6 I  Z  ~' Q- ?6 N1 B
在单片机中,我们也能在RAM中构造这样一个区域,用来存放数据,这个区域存放数据的规则就是“先进后出,后进先出”,我们称之为“堆栈”。为什么需要这样来存放数据呢?存储器本身不是能按地址来存放数据吗?对,知道了地址的确就能知道里面的内容,但如果我们需要存放的是一批数据,每一个数据都需要知道地址那不是麻烦吗?如果我们让数据一个接一个地放置,那么我们只要知道第一个数据所在地址单元就能了(看图2)如果第一个数据在27H,那么第二、三个就在28H、29H了。所以利用堆栈这种办法来放数据能简化操作。   
( q# s' D) Z, B
那么51中堆栈什么地方呢?单片机中能存放数据的区域有限,我们不能够专门分配一块地方做堆栈,所以就在内存(RAM)中开辟一块地方,用于堆栈,但是用内存的哪一块呢?还是不好定,因为51是一种通用的单片机,各人的实际需求各不相同,有人需要多一些堆栈,而有人则不需要那么多,所以怎么分配都不合适,怎样来解决这个问题?分不好干脆就不分了,把分的权利给用户(编程者),根据自已的需要去定吧,所以51单片机中堆栈的位置是能变化的。而这种变化就体现在SP中值的变化,看图2,SP中的值等于27H不就相当于是一个指针指向27H单元吗?当然在真正的51机中,开始指针所指的位置并非就是数据存放的位置,而是数据存放的前一个位置,比如一开始指针是指向27H单元的,那么第一个数据的位置是28H单元,而不是27H单元,为什么会这样,我们在学堆栈命令时再说明。其它的SFR,我们在用到时再介绍。
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发表于 2022-7-18 11:15 | 只看该作者
大佬发表的帖子,感觉很厉害,很棒,

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3#
发表于 2022-7-18 13:40 | 只看该作者
非常详细的资料,学习了。
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