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51单片机特殊功能寄存器

51单片机特殊功能寄存器（SFR）介绍

作者:

huqin   来源:

本站原创   点击数:

 5937   更新时间：

2013年12月28日  【字体：

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1、21个寄存器介绍

        51系列单片机部主要有四大功能模块，分别是I/O口模块、中断模块、定时器模块和串口通信模块（串行I/O口），如其结构和功能如下图：

图1 51单片机结构和功能图

 51单片机掌握的好坏，其实就是能否正确操作这四个功能模块，而其操作的实质则又是能否对每个模块所对应寄存器的正确操纵。

所以下面重点介绍一下51系列单片机部的特殊功能寄存器（简称SFR，以下说明以此代替）。

（关于什么叫特殊功能寄存器，这里先不作介绍，不懂的请查阅51单片机相关资料。

）

51单片机部共有21个SFR，其布局如图2，从图中可以看出，每个SFR占1个字节，多数字节单元中的每一位又有专用的“位名称”。

这21个SFR又按是否可以位寻址分为两大部分，ACC、IE、P1等11个可以位寻址，SP、TMOD等不可以位寻址。

图251单片机SFR布局图  

      2、位寻址解释

    下面以P1、IE寄存器（可位寻）和TMOD（不可位发）为例解释一下位寻址。

     能位寻址是指能够对它的每一位都可以进行位操作，如图3，如P1口接8个灯，灯阳极接正极，阴极接单片机的P1口的8个脚。

现在要让接P1口第1个引脚的灯亮，程序中可以写P1=0xfe，也可以先定义deng1=P1^0,即P1口的第1位，至于为什么写P1^0，是因为KEIL软件规定的，然后deng1=0。

也就是P1=0xfe和deng1=0都是可以点亮第一个灯，后者deng1=0属于位操作，前者P1=0xfe属于总线操作，也就是8个引脚一起操作。

 图38位灯接线图 

   下面再以IE寄存器为例进行位操作的解释。

IE寄存器为中断允许寄存器，如各位的作用如图4.其中第7位EA是51单片机5个中断的总开关，如要进入任何一个中断时，需先把EA打开，因为可以进行位操作，此时程序有两种写法：

1）IE=0x80（假如其它位为0，即10000000），也可以直接写EA=1,后者EA=1即属于位操作。

这里要注意和前面P1口第1个引脚操作不同的是，前面程序中需先定义deng1=P1^0，这里程序中则不需要定义EA=IE^7,因为KEIL软件中的REG52.H头文件中已经定义好了，这里需要特别注意。

图4IE中断允许寄存器

 至于什么叫不可寻址，则是指不能单独进行每一位的操作，如TMOD定时器工作模式及工作方式寄存器，在进行操作时，只能写TMOD=0xXX。

关于能否进行位操作，可以通过查相关资料知道，当然还有个技巧就是其字节地址换成10进制后能否被“8”整除，能被“8”整除的就能进行位操作，不能被“8”整除就不能，如P1地址为90H,10进制为144144/8=18,能被整除，所以可以位操作。

再如TMOD地址为89H,10进制为137137/8=17.125,不能被整除，所以不可以位操作。

     3、具体编程中对寄存器的注意

    以上解释了位操作的概念，下面接着说明这21个SFR在具体编程中需要注意的地方。

目前单片机开发过程中主要使用两种语言，一种是汇编语言，一种是C语言。

如果是使用汇编语言则21个SFR都需要理解，并且其地址这些都需要记住。

如果是C语言编程就相对简单些了，由于目前C语言的通用性，绝大部分单片机开发都使用C语言，这里说以C为语言进行编程需注意的地方。

在用C编程中我们只需要撑握IP、IE、SCON、TCON、P1、P2、P3、P4、PCONTMOD、TL0、TH0、TL1、TH1、SBUF15个寄存器，如图5所示，已用红线和蓝线标出，注意红线的能进行位操作，蓝线的不能进行位操作。

图5C语言编程中需撑握的15个寄存器

这15寄存器中，根据前面讲的51单片机部四大功能模块又可分为四大部分:

I/O口相关：

P1P2P3P4

中断相关：

IPIE

定时器相关：

TMODTCONTL0、TH0、TL1、TH1

串口通信相关：

PCONSBUF

注意：

  在这四大部分中，除I/O口操作相关P1P2P3P4相对独立外，其它11个寄存器使用时通常会相互结合使用，也就是说中断、定时器和串口通信三者通常会结合起来用，如外部中断时，设置边沿触发还是电平触发需设置TCON寄存器中的TR0和TR1位，使用定时器时又可能用到中断，而串口通信时设置波特率又直接跟定时器相关。

总之51单片机其实最难的就是对除I/O口外的11个寄存器的操作，但难归难，但毕竟只有11个，只要肯定花功夫和时间，多写写程序，多调试，一定可以学得好，现在我也记不到，每次遇到时总得去查相关的书籍，而且感觉脑对这一块还是很乱，再看哈书，看后面能不能总结出好的方法来。

    4、参考例程

   下面附出中断、定时器及串口通信的三个例子，供大家参考：

前面讲到过，51单片机部共有21个特殊功能寄存器，如下图所示。

如果用C语言进行编程时只需考虑15个寄存器，这15个寄存器按单片机部功能模块以可分成四大类，分别为：

I/O口操作相关：

P1P2P3P4

中断相关：

IPIE

定时器相关：

TMODTCONTL0、TH0、TL1、TH1

串口通信相关：

SCON PCONSBUF

这15个寄存器中，P1P2P3P4TL0TH0TL1TH1SBUF这9个操作相对简单，而PCON为电源控制寄存器，平时只有在串口通信编程中会用到最高位SMOD,当SMOD=1,波特率会倍增，所以对这个寄存器只需要考虑这点就可以了,而对于IP寄存器为中断优先寄存器，对于单片机初学者基本上用不到，这里先不作介绍。

剩下的就只有IE、TCON、SCON和TMOD 4个寄存器了，如图1中绿色圆圈的四个，分别为中断允许寄存器（IE），定时器控制寄存器（TCON），定时器模式及工作方式寄存器（TMOD），串行口控制寄存器（SCON）。

4个寄存器相对来说较难记住，下面分别对这4个寄存器及每一位进行说明。

   1、IE中断允许寄存器

EA：

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

ET2：

定时2溢出中断允许（8052用1允许， 0禁止）

ES：

串行口中断允许（1允许， 0禁止）

ET1）：

定时1中断允许（1允许， 0禁止）

EX1：

外中断INT1中断允许（1允许， 0禁止）

ET0：

定时器0中断允许（1允许， 0禁止）

EX0：

外部中断INT0的中断允许（1允许， 0禁止）

   2、TCON定时器控制寄存器

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（定时）。

TR0：

T0充许计数控制位，为1时充许T0计数（定时）。

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。

此位为1设置为电平触发，为0设置为下降沿触发。

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。

此位为1设置为电平触发，为0设置为下降沿触发。

3、TMOD定时器工作模式及方式寄存器

 此寄存器高四位用于T1,低四位用于T0。

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，由部系统时钟提供计时工作脉冲。

M1M0：

T0、T1工作模式选择位

M1M0：

00方式0，13位计数/计时器

M1M0：

01方式1，16位计数/计时器

M1M0：

10方式2，8位自动加载计数/计时器

M1M0：

11方式3，仅适用于T0，定时器0分为两个独立的8位定时器/计数器TH0及TL0，T1在方式3时停止工作

4、SCON串行通信控制寄存器

SM0SM1：

串行口工作方式控制位

SM0SM1：

 00  方式0－波特率由振荡器频率所定：

振荡器频率/12

SM0SM1：

 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

SM0SM1：

 10  方式2－波特率由振荡器频率和SMOD所定：

2SMOD×振荡器频率/64

SM0SM1：

 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

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。

 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。

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。

 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。

 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”。

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。