在MCS-51单片机中对特殊功能寄存器的C51定义

在开始讲对C51单片机中特殊寄存器（SPR）的定义前，先简单介绍下我们在进行51单片机开发时经常看到的两个关键字"sbit”和"sfr“：

sfr用于将一个单片机的特殊功能寄存器(specialfunctionregister)赋值给一个变量，这样在后面的程序中就可以中这个变量指引(referto)该寄存器
sbit与sfr用法类似，只是sbit是位操作，用于将某个sfr中具体位赋值给一个变量，这样后面程序就可用通过该变量为该位清0或置1。

接着我们以STC系列的51单片机为例简单的了解下单片机的特殊功能寄存器布局，如下：

MCS-51单片机中，除了程序计数器PC和4组工作寄存器组外，其它所有的寄存器均为特殊功能寄存器(SPR)，分散在片内RAM区的高128字节中，地址范围为80H~0FFH。SFR中有11个寄存器具有位寻址能力，它们的字节地址都能被8整除，即字节地址是以8或0为尾数的。

为了能直接访问这些SPR，FranklinC51提供了一种自主形式的定义方法，这种定义方法与标准C语言不兼容，只适合与对MCS－51系列单片机进行C语言编程，特殊的能寄存器C51定义的一般语法格式如下：
sfrsfr-name=intconstant；
“sfr”是定义语句的关键字，其后必须跟一个MSC-51单片机真实存在的特殊功能寄存器名，“＝”后面必须是一个整型常数，不允许带有运算符的表达式，是特殊功能寄存器“sfr-name”的字节地址，这个常数值的范围必须在SFR地址范围内，位于0x80～0xFF。
例如：
sfrSCON=0x98；　　　　/*　串口控制寄存在器地址98H*/
sfrTMOD=0x89；　　　/*定时器／计数器方式控制寄存器地址89H*/
MCS-51系列单片机的特殊功能寄存器的数量与类型不尽相同，因此建议将所有特殊的“sfr”定义放入一个头文件中，该文件应包括MCS-51单片机系列机型中的SFR定义。C51编译器的“reg51.h”头文件是这样一个文件。
在新的MCS-51系列产品中，SFR在功能上经常组合为16位值，当SFR的高字节地址直接位于低字节之后时，对16位SFR的值可以直接进行访问。例如52子系列的定时器／计数器2就是这种情况。为了有效地访问这类SFR，可使用关键字“sfr16”来定义，其定义语句的语法格式与8位SFR相同，只是“＝”后面的地址必须用16位于的SFR的低字节地址，即低字节地址作为“sfr16”的定义地址。例如：
sfr16T2=0xCC/*定时器/计数器２；T2低８位地址为0CCH，T2高８位地址为0CDH*/
这种定义适用于所有的新的16位SFR，但不能用于定时器／计数器0和1。
对于位寻址的SFR中的位，C51的扩充功能支持特殊位的定义，像SFR一样不与标准C兼容，使用“sbit”　来定义位寻址单元。
定义语句的一般语法格式有如下三种：
第一种格式：sbitbit-name=sfr-name^intconstant　；
“sbit”是定义语句的关键字，后跟一个寻址位符号名（该位符号名必须是MCS-51单片机中规定的位名称），“＝”后的“sfr=name”中的位号，必须是0~7范围中的数。例如：
sfrPSW=0Xd0；　　　/*定义PSW予寄存器地址为D0H*/
sfrOV=PSW^2；　　　/*定义OV位为PSW.2，地址为D2H/*
sfrCY=PSW^7；　　　/*定义CY位为PSW.7　地址为D7H^*/
第二种格式：sbitbit-name=intconstant^intconstant；
“＝”后的intconstant为寻址地址们所在的特殊功能寄存器的字节地址，“^”　符号后的intconstant为寻址位在特殊功能寄存器中的位号。例如：
sbitOV=0Xd0^2；　/*定义OV位地址是D0H字节中的第2位*/
sbitCY=0XD0^7；　/*定义CY位地址是D0H字节中的第7位*/
第三种格式：sbitbit-name=intconstant；
“＝”后的intconstant为寻址位的绝对地址。例如：
sbitOV=0XD2；　　　　/*定义OV位地址为D2H*/
sbitOY=0XD7；　　　　/*定义CY位地址为D7H*/
特殊功能位代表了一个独立的定义类，不能与其它位定义和位域互换。

了解完了关于特殊功能寄存器的定义，有人又会产生疑问：

我们用sfrP0=0×80表示P0，用sfrSP=0×81表示SP，这个没有歧义。但有疑问的是：假如用sbitP0_1=0×81表示P0口的第一位，那么我想表示SP寄存器的第0位怎么办呢？如果也是定义成sbitSP_0=0×81那么明显会有二义性，编译器理解不了。其实这个问题是不存在的，从图1中可以看出，SPR又可以分为两个区域：可位寻址区和不可位寻址区。可位寻址区的寄存器地址能够被8整除，而不可位寻址区的寄存器地址不满足这一要求。因此例子中的sbitSP_0=0×81对于SP寄存器这是无效的应该写成sfrSP=0x81。

例如：sbitP1^1=0x81;sfrSP=0x81;

它们虽然都引用了同一个地址0×81，但是对于编译器来说，这两者的含义完全不同，前者因为有sfr关键字，所以是字节地址。后者因为是sbit关键字，所以是位寻址，表示的是一个bit。