51单片机寄存器功能一览表
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）：
| MCS－51单片机的特殊功能寄存器 |
||
| 符号 |
地址 |
功能介绍 |
| B |
F0H |
B寄存器 |
| ACC |
E0H |
累加器 |
| PSW |
D0H |
程序状态字 |
| TH2* |
CDH |
定时器/计数器2（高8位） |
| TL2* |
CCH |
定时器/计数器2（低8位） |
| RCAP2H* |
CBH |
外部输入（P1.1）计数器/自动再装入模式时初值寄存器高八位 |
| RCAP2L* |
CAH |
外部输入（P1.1）计数器/自动再装入模式时初值寄存器低八位 |
| T2CON* |
C8H |
T2定时器/计数器控制寄存器 |
| IP |
B8H |
中断优先级控制寄存器 |
| P3 |
B0H |
P3口锁存器 |
| IE |
A8H |
中断允许控制寄存器 |
| P2 |
A0H |
P2口锁存器 |
| SBUF |
99H |
串行口锁存器 |
| SCON |
98H |
串行口控制寄存器 |
| P1 |
90H |
P1口锁存器 |
| TH1 |
8DH |
定时器/计数器1（高8位） |
| TH0 |
8CH |
定时器/计数器1（低8位） |
| TL1 |
8BH |
定时器/计数器0（高8位） |
| TL0 |
8AH |
定时器/计数器0（低8位） |
| TMOD |
89H |
T0、T1定时器/计数器方式控制寄存器 |
| TCON |
88H |
T0、T1定时器/计数器控制寄存器 |
| DPH |
83H |
数据地址指针（高8位） |
| DPL |
82H |
数据地址指针（低8位） |
| SP |
81H |
堆栈指针 |
| P0 |
80H |
P0口锁存器 |
| PCON |
87H |
电源控制寄存器 |
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：
| PSW 程序状态字 |
|||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
| CY |
AC |
F0 |
RS1 |
RS0 |
OV |
P |
|
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。
| 工作寄存器区选择 |
||
| RS1 |
RS0 |
当前使用的工作寄存器区R0~R7 |
| 0 |
0 |
0区(00~07H) |
| 0 |
1 |
1区(08~0Fh) |
| 1 |
0 |
2区(10~17h) |
| 1 |
1 |
3区(18~1Fh) |
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
| IE 中断充许寄存器 |
|||||||
| B7 |
B6 |
B5 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
| EA |
- |
ET2 |
ES |
ET1 |
EX1 |
ET0 |
EX0 |
- 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 中断优先级控制寄存器 |
|||||||
| B7 |
B6 |
B5 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
| - |
- |
PT2 |
PS |
PT1 |
PX1 |
PT0 |
PX0 |
- - （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
| TMOD 定时器控制寄存器 |
|||||||
| B7 |
B6 |
B5 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
| GATE |
C/T |
M1 |
M0 |
GATE |
C/T |
M1 |
M0 |
- 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
| M1 、M0：T0、T1工作模式选择位 |
||
| M1 |
M0 |
工作模式 |
| 0 |
0 |
方式0，13位计数/计时器 |
| 0 |
1 |
方式,1，16位计数/计时器 |
| 1 |
0 |
方式2，8位自动加载计数/计时器 |
| 1 |
1 |
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 |
9、TCON-----定时器控制寄存器
可按位寻址，地址位88H
| TCON 定时器控制寄存器 |
|||||||
| B7 |
B6 |
B5 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
| TF1 |
TR1 |
TF0 |
TR0 |
IE1 |
IT1 |
IE0 |
IT0 |
- 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：
|
|
| SCON 串行通信控制寄存器 |
||||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
| SM0 |
SM1 |
SM2 |
REN |
TB8 |
RB8 |
TI |
RI |
|
(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：
|
|
| PCON电源管理寄存器结构 |
||||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
| SMOD |
- |
- |
- |
GF1 |
GF0 |
PD |
IDL |
|
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
| T2CON 定时器控制寄存器 |
|||||||
| B7 |
B6 |
B5 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
| TF2 |
EXF2 |
RCLK |
TCLK |
EXEN2 |
TR2 |
C/T2 |
CP/RL2 |
- 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
| 定时器T2方式选择 |
|||
| RCLK+TCLK |
CP/RL2 |
TR2 |
工作方式 |
| 0 |
0 |
1 |
16位常数自动再装入方式 |
| 0 |
1 |
1 |
16位捕捉方式 |
| 1 |
× |
1 |
串行口波特率发生器方式 |
| × |
× |
0 |
停止计数 |
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：
| 表1 5个中断源的服务程序入口地址 |
||||||||||
| 中断源 |
入口地址 |
中断号 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 外中断0 |
0003H |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 定时/计数器0 |
000BH |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 外中断1 |
0013H |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 定时/计数器1 |
001BH |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 串行口中断 |
0023H |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 定时/计数器T2 |
002BH |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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：
1. ORG 中断入口地址
2.
3. AJMP 中断服务程序地址
4.
5. 中断服务程序地址：
6.
7. ......
对于C语言，中断函数的一般形式为：
1. void FunctionName(void) interrupt 中断号 //其中“中断号”可查表1
2.
3. {
4.
5. .........
6.
7. }
2、与中断有关的寄存器
(1) 定时器控制寄存器TCON
| 表2 TCON寄存器结构 |
||||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
| TF1 |
TR1 |
TF0 |
TR0 |
IE1 |
IT1 |
IE0 |
IT0 |
|
|
|
- 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
|
|
| 表3 IE寄存器结构 |
||||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
| EA |
- |
- |
ES |
ET1 |
EX1 |
ET0 |
EX0 |
|
|
|
- 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
|
|
| 表4 IP中断优先级控制寄存器结构 |
||||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
| - |
- |
- |
PS |
PT1 |
Px1 |
PT0 |
PX0 |
|
|
|
- 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：
|
|
| 表5串行通信控制寄存器SCON |
||||||||
| D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
| SM0 |
SM1 |
SM2 |
REN |
TB8 |
RB8 |
TI |
RI |
|
- 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
| 表6 T2定时器控制寄存器T2CON |
|||||||
| B7 |
B6 |
B5 |
B4 |
B3 |
B2 |
B1 |
B0 |
| TF2 |
EXF2 |
RCLK |
TCLK |
EXEN2 |
TR2 |
C/T2 |
CP/RL2 |
- 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