89C51单片机之寄存器

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
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