21寄存器的结构
单片机89C51特殊功能寄存器
单片机89C51特殊功能寄存器高手从菜鸟忽略作起之（三）单片机共有21个特殊功能寄存器，下面从其功能，位结构，地址，读写方法对其作详细介绍。
一，特殊功能寄存器总述。
二，特殊功能寄存器分类：1.CPU控制类（6个）：Acc,B,PSW,DPL,DPH,SP.2.中断控制类（2个）：IE,IP.3.计数/定时类（6个）：TMOD,TCON,TL0,TL1,TH0,TH1.4.并口端口类（4个）：P0,P1,P2,P3.5.串口端口类（2个）：SCON,SBUF.6.电源管理类（1个）：PCON.三，特殊功能寄存器详述：1.CPU控制类（6个）：Acc,B,PSW,DPL,DPH,SP1.1 Acc:累加器，可按位，字节访问。
1.2 B:辅助寄存器，用于进行乘除运算。
P:奇偶校验位：P=0:1的个数为奇数;P=1,1的个数为偶数。
---：保留位，没使用。
OV:Over flow,溢出标志，OV=0:没溢出；OV=1:溢出。
Rs0:Regedit select 0,寄存器选取0.RS1:Regedit select 1,寄存器选取1。
F0:User Flag bit:用户自定义位。
Ac: Auxiliary Carry,辅助进位标志，由低4位运算时，是否有向高4位进位。
Cy:Carry,进位标志。
字节运算时，是否有进位。
1.4 DPTL:Data Pointer Register Low,数据指针寄存器低8位。
1.5 DPTH:Data Pointer Register High,数据指针寄存器高8位。
1.6 SP: Stock Pointer:栈指针寄存器。
2.中断控制类寄存器（2个）：IE,IPEX0: Enable Extra 0 ,INT0 中断允许位。
ET0: Enable Timer 0,C/T0 中断允许位。
EX1: Enable Extra 1 ,INT1 中断允许位。
ET1: Enable Timer 1,C/T1 中断允许位。
8051单片机特殊功能存储器SFR基础详解
8051 单片机特殊功能存储器SFR 基础详解
8051 单片机共有21 个专用寄存器，现把其中部分寄存器简单介绍如
下：
程序计数器(PCProgram Counter)。
在实训中，我们已经知道PC 是一个16 位的计数器，它的作用是控制程序的执行顺序。
其内容为将要执行指令的地址，寻址范围达64 KB。
PC 有自动加1 功能，从而实现程序的顺序执行。
PC 没有地址，是不可寻址的，因此用户无法对它进行读写，但可以通过转移、
调用、返回等指令改变其内容，以实现程序的转移。
因地址不在SFR(专用寄
存器)之内，一般不计作专用寄存器。
累加器(ACCAccumulator)。
累加器为8 位寄存器，是最常用的专用寄存
器，功能较多，地位重要。
它既可用于存放操作数，也可用来存放运算的中
间结果。
MCS-51 单片机中大部分单操作数指令的操作数就取自累加器，许
多双操作数指令中的一个操作数也取自累加器。
B 寄存器。
B 寄存器是一个8 位寄存器，主要用于乘除运算。
乘法运算
时，B 存乘数。
乘法操作后，乘积的高8 位存于B 中，除法运算时，B 存除数。
除法操作后，余数存于B 中。
此外，B 寄存器也可作为一般数据寄存器
使用。
程序状态字(PSWProgram Status Word)。
程序状态字是一个8 位寄存器，用于存放程序运行中的各种状态信息。
其中有些位的状态是根据程序执行结。
8051单片机的体系结构
(3)数据缓冲区
内部RAM的30H～7FH是数据缓冲区，也称为用户RAM区， 共80个单元。
52子系列内部有256个单元的数据存储器，用户RAM区范 围为30H～FFH，共208个单元。
工作寄存器区和位寻址区的地址及单元数与上述一致。
3、堆栈和堆栈指针 堆栈的概念：是一种数据项按序排列的数据结
构，采用后进先出，这种后进先出操作的缓冲器 区称为堆栈。
由内部控制信号产生输入锁存器两个输入缓冲器buf1和buf2推拉式io驱动器251p0口位图内部结构buf2buf15p0r2为读引脚信号执行movap0时该信号有效6读引脚端口时输出锁存器应为1qqdcvcc控制ad0p0r1p0r2d0p0w图1p0口内部结构读锁存器读引脚锁存器内部总线写锁存器地址数据p00多路开关10写数据读端口p03地址锁存器cbioa15a14a13a12a11a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0d7d6d5d4d3d2d1d0dbabp10p11p12p13p14p15p16p17resetp30p31p33p34p35p36p37vssvccp00p01p02p05p06p07eaalepsenp27p26p25p24p23p22p21p20p32mcs51片外总线结构示意图返回mcs51单片机片外总线p04返回单片机8031p20p21p22a8a9a10alerd74ls373g6264a7a6a5a4a3a2a1a0o0o1o2o3o4o5o6o7p00p01p02p03p04p05p06p07oeceq0q1q2q3q4q5q6q7d0d1d2d3d4d5d6d7wewrp27p23p24a11a126264we单片机8031p20
P2.0
.P:2.4
单片机
8031 P0.0
2 寄存器(CPU工作原理)
注：当所保存的数据位数大于寄存器的位数时，高位的 ADD AX，BX 8226H 2000H 数据会丢失，称为数据溢出。
MOV BX，AX
ADD AX，BX
8226H+8226H=1044CH
8226H 044CH
AX=？
8226H 8226H
7
程序段中的指令 AX中的数据 BX中的数据 MOV AX，001AH 001AH 0000H MOV BX，0026H 001AH 0026H 注：当通用寄存器作为8位寄存器使用时，低8位和高8位相当于 ADD AL，BL 0040H 0026H 两个独立的寄存器，它们之间没有直接关系，不能产生进位。 ADD AH，BL 2640H 0026H ADD BH，AL 2640H 4026H MOV AH，0 0040H 4026H ADD AX，93H AX=？ ADD AL，85H 00C5H 4026H ADD AL，93H 0058H 4026H
BB 03 00
20009
2000A
add ax, bx
BB 03 00
执行控制器
25
CPU
内存
B8 23 地址加法器 01 BB 20008 03 00 地址 89 总线 D8 20006 01 20008 D8
89 D8 输入输出 数据 总线 控制电路 20000 20001 mov ax,0123H
mov bx,0003H
指令缓冲器
mov ax, bx
其他 部件
add ax, bx
执行控制器
23
CPU
内存
20000 20001 mov ax,0123H
B8 23 地址加法器 01 AX 0123 CS 2000 BB 20003 20000 03 BX IP 0000 0003 00 若当前CPU中的状态为： 地址 89 CS=2000，IP=0000 总线 D8 指令缓冲器 20000 B8 23 01 其他 01 20000 部件 20003 D8
单片机CPU的内部结构
• 最大模式：存储器与IO读写 信号由总线控制器产生，要 较多外围芯片。
• 最小模式：存储器与I/O读写 信号由CPU直接提供，外围 芯片较少。
联合使用。CPU每5个
10
时钟时钟周期检测一次
11
12
TEST信号，如高，继
13
续执行WAIT，否则， 跳过WAIT指令，执行
14 15 AD0 16
后续指令。
NMI 17 INTR 18
Intel 8088
33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 TEST
• 可用来支持实现多CPU 协同工作。
14
) DF：方向标志，用来控制串操作指令的执 行。
– DF=0则串操作指令的地址自动增量； – 若DF=1，则自动减量。
) IF：中断标志，用来控制对可屏蔽中断的响 应。
– IF=1, 则允许CPU响应可屏蔽中断； – IF=0，则CPU不能响应可屏蔽中断。
) TF：单步标志。
– 若TF=1，则CPU进入单步工作方式，即CPU每执 行一条指令就自动产生一次内部中断；
Intel 8088
40 39 A15 38 A16/S3 37 36 35 A19/S6 34 33 32
31
30 29 28 27 26 25 24 23
共20根地址线，寻址空间
19 20
21
为：220＝1M
22
21 22
1
40
数据总线
A14 2 3
39 A15 38 A16/S3
4
37
分时输出的AD0～AD7，
5第一节cpu的内部逻辑结构一cpu的组成和功能1cpu的组成cpu主要由运算器控制器寄存器组和片内总线等组成2cpu的功能1指令控制2操作控制3时序控制4执行指令5数据加工运算2eu20位地址ahalbhbl加法器biuchcldhdlspesbpds总线siss控制csipdi逻辑数据算逻部件执行部件控制123456标志寄存器系统指令队列8086微处理器的内部结构4具体的说地址加法器将段寄存器16位的内容左移4位然后与指令指针寄存器ip的内容相加得到20位的物理地址
PROM／GAL结构与应用
图2-18 GAL16V8的结构图 的结构图
2 0 2 3 2 4 2 7 2 8 3 1 C L K
O L M C I 2
8
1 9
I / O / Q
O L M C
1 5
1 8
I / O / Q
I
3
1 6
O L M C
2 3
1 7
I / O / Q
I
4
2 4
O L M C
3 1
1 6
I / O / Q
2.2.1 电路符号表示
1. PLD 器件的演化 器件的演化(1)
图2-4PLD的互补缓冲器 的互补缓冲器
图2-5 PLD的互补输入 的互补输入
图2-6 PLD中与阵列表示 中与阵列表示
图2-7 PLD中或阵列的表示 中或阵列的表示
图2-8
阵列线连接表示
GAL的基本结构 GAL的基本结构
器件的演化( 1. PLD 器件的演化(2)
A0 A1 … A n −1 地址 译码器 W0 W1
W p −1
存储单元 阵列
F0 F1 … F m −1
p = 2n
…
其逻辑函数是： 其逻辑函数是：
W W W
0 1
= =
A A
n − 1 n − 1
… … …
A A A
1 1
A A A
0
0
2
n
− 1
... = A
n − 1
1
0
2.2.2 PROM
Q Q
Q
0 0 0 0 1 1
n
J
0 0 1 1 0 0 1 1
K
0 1 0 1 0 1 0 1
51单片机特殊功能寄存器SFR介绍
51单片机特殊功能寄存器（SFR）介绍 1、21个寄存器介绍51系列单片机内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系列单片机内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单片机内部共有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2 51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3 8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1000 0000)，也可以直接写EA=1,后者EA=1即属于位操作。
(整理)寄存器说明图表.
一、McBsp概述McBSP是TI公司生产的数字信号处理芯片的多通道缓冲串行口。
McBSP是在标准串行接口的基础之上对功能进行扩展，因此，具有与标准串行接口相同的基本功能。
它可以和其他DSP器件、编码器等其他串口器件通信。
它具有普通串口的以下特点：（1）全双工通信；（2）拥有两级缓冲发送和三级缓冲接收数据寄存器，允许连续数据流传输；（3）为数据发送和接收提供独立的帧同步脉冲和时钟信号；（4）能够与工业标准的解码器、模拟接口芯片（AICs）和其他串行A/D和D/A设备直接连接；（5）支持外部移位时钟或内部频率可编程移位时钟。
（6）128个通道用于接收传送。
（7）支持A-bis（8）接口直接连接工业标准的多媒体数字信号编解码器，A/D、D/A和模拟芯片。
此外，McBSP还具有以下特殊功能：（1）可以与IOM-2、SPI、AC97等兼容设备直接连接；（2）支持多通道发送和接收，每个串行口最多支持128通道；（3）串行字长度可选，包括8、12、16、20、24和32位；（4）支持μ-Law和A-Law数据压缩扩展；（5）进行8位数据传输时，可以选择LSB或MSB为起始位；（6）帧同步脉冲和时钟信号的极性可编程；（7）内部时钟和帧同步脉冲的产生可编程，具有相当大的灵活性。
二、McBSP的内部结构框图McBSP的内部结构框图三、McBSP结构与原理数据通道控制通道四、McBsp数据压缩功能。
图1-1 DXR数据发送寄存器图1-2 XSR数据发送移位寄存器表1-2 数据发送移位寄存器(XSR)位段说明图1-3 DRR数据接收寄存器表1-3 数据接收寄存器(DRR)位段说明图1-4 RBR数据接收缓存寄存器表1-4 数据接收缓存寄存器(RBR)位段说明图1-5 RSR数据接收移位寄存器表1-5 数据接收移位寄存器(RSR)位段说明图1-6 SPCR串口控制寄存器表1-6 串口控制寄存器(SPCR)位段说明图1-7 RCR接收控制寄存器表1-7 接收控制寄存器(RCR)位段说明图1-8 XCR发送控制寄存器表1-8 发送控制寄存器(XCR)位段说明图1-9 SRGR采样率发生控制寄存器表1-9采样率发生控制寄存器(SRGR)位段说明图1-10 MCR多通道控制寄存器表1-10多通道控制寄存器(MCR)位段说明图1-11 RCER接收通道使能寄存器表1-11 接收通道使能寄存器(RCER)位段说明图1-12 XCER发送通道使能寄存器表1-12 发送通道使能寄存器(XCER)位段说明图1-13 RCERE增强的接收通道使能寄存器0-3表1-13 增强的接收通道使能寄存器(RCERE)位段说明图1-14 XCERE增强的发送通道使能寄存器0-3 表1-14 增强的发送通道使能寄存器(RCERE)位段说明图1-15 PCR引脚控制寄存器表1-15 引脚控制寄存器(PCR)位段说明自定义数据结构1．数据接收三级缓存寄存器状态表1-16数据接收三级缓存寄存器状态段说明2．PC串口使能表1-16 PC串口使能段说明***********************华丽的分割线***********************************。
51单片机中的21个寄存器
51单片机中的21个寄存器
ACC 累加器B 用于辅助累加器做某些运算的寄存器
PSW 程序状态字其中最高位是进/借位标志C；PSW.6 是辅助进位标志AC，用于标识加减运算中低四位向高四位的进位；PSW.4 和PSW.3 是寄存器组选择位RS1 和RS0，用于从00H--1FH 的32 个存储器单元（4 组）中选出当前准备使用的一组工作寄存器的映射地址；PSW.2 是溢出标志OV；PSW.0 是ACC 的偶校验位P；PSW 的其余位不用
IP 中断优先级控制寄存器在51 中IP.0--IP.4 依次控制INT0、T0、INT1、T1、UART 中断的优先级，高三位不用
IE 中断使能控制器IE.7 是所有中断的总开关EA，IE.0--IE.4 依次控制INT0、T0、INT1、T1、UART 中断功能的开放或关断
P0、P1、P2、P3 这四个寄存器用于读写51 单片机的四个I/O 端口
SBUF 串行数据缓冲器将数据写入SBUF，单片机就自动将数据从UART 口发送出去
SCON 串行口功能控制器最高两位SM0、SM1 控制串行口工作模式；第5 位SM2 通常用于多机通信中区分地址帧和数据帧；第4 位REN 是控制串口接收数据的使能位；第3 位TB8 和第2 位RB8 分别是在串口的相关工作模式下要发送的和接收到的第9 位数据；次低位TI 和最低位RI 分别标识一个发送或接收过程已结束，这两个标志位都会触发串口中断
TH0、TL0 定时器T0 的计数单元的高8 位和低8 位
TH1、TL1 定时器T1 的计数单元的高8 位和低8 位
TMOD 定时/计数器工作模式控制器低4 位和高4 位的内容对应相同，分别控制T0 和T1 的工作模式，次低位和最低位控制对应定时/计数器的工作模式；。
8051单片机21个特殊功能寄存器和指令汇总
MCS－51单片机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SF R存储空间中，地址空间为80H-FFH，在这片SF R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R OM，用来存放程序，有R AM，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（SF R）。
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）：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：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。
第2章 MCS-51系列单片机的结构及原理
2.3 引脚功能——封装形式
40P6-PDIP
单 片 机 技 术
2.3 引脚功能——引脚含义
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/ P3. 0 TXD/ P3.1 INT0/ P3.2 INT1/ P3.3 T0/ P3.4 T1/ P3.5 WR/ P3.6 RD/ P3.7 XTAL2 XTAL1 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 24 22 21 VCC P0. 0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0
2mcs51系列单片机的内部总体结构88微处理器运算部件b数据存储器ramp0口p2口程序存储器特殊功特殊功能寄存器sfrromepromvccvss图21mcs51单片机的基本结构控制部件p1口p3口串行口定时计数器中断系统88xtal1xtal2psenaleeareset端口0驱动器端口2驱动器ram地址锁存器ram1288端口0锁存器端口2锁存器rom4k8b寄存器程序地址寄存器缓冲器寄存器vcc5vvss堆栈指针spacctmp2tmp1p00p07p20p27图22mcs51片内总体结构框图rstpc1寄存器pcdptr指针p10p17psw端口3锁存器端口1锁存器端口1驱动器端口3驱动器scontl0tmodth1iepconth0sbuftxrx中断串行口和定时器逻辑tcontl1iposcp30p37alepsenxtal2xtal1alu指令寄存器定时与控制指令译码器返回本节2
51单片机存储器结构介绍
51单片机存储器结构介绍MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC）2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV）3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX）在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。
程序内存ROM寻址范围：0000H ~ FFFFH容量64KBEA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM地址长度：16位作用：存放程序及程序运行时所需的常数。
七个具有特殊含义的单元是：0000H ——系统复位，PC指向此处；0003H ——外部中断0入口000BH —— T0溢出中断入口0013H ——外中断1入口001BH —— T1溢出中断入口0023H ——串口中断入口002BH —— T2溢出中断入口内部数据存储器RAM物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM和SFR区。
作用：作数据缓冲器用。
下图是8051单片机存储器的空间结构图程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。
那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。
程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。
其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。
只是程序代码则存放于程序存储器中。
MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。
对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。
强制CPU从外部程序存储器读取程序。
51单片机寄存器集(包括所有的寄存器位的详细介绍)
(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/1201 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)/3210 方式2－波特率由振荡器频率和SMOD所定：2SMOD ×振荡器频率/6411 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：。
21个特殊功能寄存器
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）：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：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)。
寄存器结构、存储器管理
IP
EIP
标志寄存器EFLAGS (Flags) CPU的控制标志和运算结果状态标志。
FLAG
EFLAG
D16
ID
VIF
AC
VM
RF
D21
D31
VIP
D18
A
P
C
D
I
T
S
Z
D0
D11
D14
NT
IOPL
O
IOPL
1. 8086/8088CPU的功能结构
3.双字数据 32位，类同字的存储
存贮器的逻辑地址 将1MB空间，小于等于216=64K连续的存储器为一段，分为多个段。每个段可以独立寻址。 段地址：段的起始地址，（段的编号）是该段的最低地址。 偏移地址：段内地址的顺序编号。 段地址：段内偏移地址的表示方法称逻辑地址。 如， 2000H:100H 8086/8088存储器组织及其寻址
辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）
3AH＋7CH＝B6H，D3有进位：AF＝1
01
运算时D3位（低半字节）有进位或借位时，AF＝1；否则AF＝0
02
这个标志主要由处理器内部使用， 用于十进制算术运算调整指令中， 用户一般不必关心
03
方向标志DF（Direction Flag） 设置DF＝0，存储器地址自动增加； 设置DF＝1，存储器地址自动减少 CLD指令复位方向标志：DF＝0 STD指令置位方向标志：DF＝1 用于串操作指令中，控制地址的变化方向：
00000H
00001H
……
……
FFFFFH
FFFFEH
01023H
C51单片机21个特殊功能寄存器
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）：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：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)。
第02章MCS51单片机内部结构
·P 奇偶校验位。它用来表示ALU运算结果中二进制数位 “1”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）、I/O口专用寄存器（P0、P1、P2、P3）
9
（2）、程序计数器PC PC的作用是用来存放将要执行的指令地址，共16位，
可对64KB ROM直接寻址。PC低8位经P0口输出，高8 位经P2口输出。也就是说，程序执行到什么地方，程序 计数器PC就指到哪里。由于用户程序是存放在内部的 ROM中，执行程序就要从ROM中一个个字节的读出来， 然后到CPU中去执行，在ROM中具体执行的指令就要由 程序计数器PC来指定。
16
·AC 辅助进位标志位。当进行加、减运算出现低4位向高4位进位 或借位时，AC置位，否则被清零。AC辅助进位位也常用于十进制 调整。 ·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。其相关内容将在后面存储器组 织中进行介绍。 ·OV 溢出标志。带符号加减运算中，超出了累加器A所能表示的 符号数有效范围（－128~＋127）时，即产生溢出，OV=1，表明 运算运算结果错误。如果OV=0，表明运算结果正确。
2
MCS-51以其典型的结构和完善的它总线、专用寄存 器集中管理方式、众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰 富指令系统，为其他单片机的发展奠定了基础，导致后来 的许多厂商在研发产品时多沿用或参考了其体系结构。全 球许多大的电气商丰富和发展了MCS-51单片机，像 PHILIPS、Dallas、ATMEL等著名的半导体公司都推出 了兼容MCS-51的单片机产品。
寄存器(Register) 数电课件
0000
②. CR 时1，在CP上升沿送数。
即：
Q Q Q Q n1 n1 n1 n1 3 21 0
D3 D2 D1D0
③. 在 CR、C1P上升沿以外的时间，寄存器中的内容将保持不变。
即：
Q Q Q Q n1 n1 n1 n1 3 21 0
Q3nQ2nQ1nQ0n
三、移位寄存器 1. 单向移位寄存器
§6·4 寄存器（Register）
一、基本概念 1. 定义
在数字电路中，用来存放二进制数或二进制代码的时序逻辑电路称为寄存器。
2. 特点
Ⅰ. 寄存器是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。
Ⅱ. 一个触发器可以存储1位二进制数，如果存放 位二进制代码的n 寄存器，需要用 个
触发器来构成。
n
2. 分类
Qn1 0
Q1n，Q1n1
Q2n，Q2n1
Q3n，Q3n1
Di
状态表 4位单向左移寄存器的状态表如表6.4.2—2所示。
表6.4.2—2
Ⅲ. 单向移位寄存器的特点
①. 单向移位寄存器中触发器的状态，在CP脉冲操作下，可以依次右移或左移。
②. n位单向移位寄存器可以寄存n位二进制代码。n个CP脉冲即可完成串行输入工作，此
③. 状态图 能自启动的4位环形计数器的状态图如图6.4.3—4所示。
图6.4.3—4
Ⅲ. 由74LS194构成的能自启动的4位环形计数器
①. 电路结构 由74LS194构成的能自启动的4位环形计数器的电路结构如图6.4.3—5所示。
图6.4.3—5
②. 时序图 由74LS194构成的能自启动的4位环形计数器的时序图如图6.4.3—6所示。
51单片机特殊功能寄存器SFR介绍
51单片机特殊功能寄存器（SFR）介绍 1、21个寄存器介绍51系列单片机内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系列单片机内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单片机内部共有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2 51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3 8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1000 0000)，也可以直接写EA=1,后者EA=1即属于位操作。
第2章 Pentium系列微处理器的基本结构
整数寄存器组 64 64位数 据总线 32 32位地 址总线 ALU（U流水） ALU（V流水） 32 32 TLB 32 数据高速缓存（8KB） 80 桶形移位器
加法 除法 80 乘法
2.1.1总线接口部件 1.地址收发器和驱动器 2.数据总线收发器 3.总线宽度控制
4.写缓冲
5.总线周期和总线控制
–（2）超流水线和超标量技术
超流水线是指CPU内部的流水线超过通常的5～6步。 流水线的步数越多，完成一条指令的速度就越快。超标 量(Super-Scalar)是指CPU中有一条以上的流水线，并且 每时钟周期可以完成一条以上的指令。
–3）乱序执行技术
乱序执行(Out-of-Order Execution)是指CPU采用了允 许将多条指令不按程序规定的顺序，分开发送给各相应 电路单元处理的技术。。。。。
解决方法：① 延迟等待，使指令推迟执行； ② 设置重复资源，将指令和数据分 别存放在两个存储器中。 （2）数据相关：在一个程序中，如果必须等 前一条指令执行完，才能执行后一条指令， 这两条指令即为数据相关。当多条指令重叠 处理时，可能发生冲突。 解决方法：① 采用定向传送技术； ② 编译优化。
A-B-C A-C
2.3 Pentium MMX系列CPU
中文名为“多能奔腾”。它是为改善PC图形、音响， 加速多媒体视听和为通信应用软件开发的新型处理 器，实际上是带有多媒体扩展结构MMX(Multi Media eXtension)的奔腾CPU芯片。采用多媒体CPU 的微机在进行视频、音频处理时，具有很平滑的视 频播放能力、清晰逼真的画面、完美的音响效果。
RISC的三个要素是： (1)一个有限的简单的指令集；(2)CPU配备大量的 通用寄存器；(3)强调对指令流水线的优化。 基于三要素的RISC机器的特征是： (1)使用等长指令，目前的典型长度是4个字节。 (2)寻址方式少且简单，一般为2—3种，最多不超 过4种，绝不出现存储器间接寻址方式。 (3)只有取数指令、存数指令访问存储器。指令中 最多entium PⅡ
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8086CPU结构图
20位
AH AL AX
通 BH BL BX 用 CH CL CX
寄 DH DL DX
存
SP
器
BP
地址加 法器 CS
DS SS ES
16位 I/O
DI
16位
IP
控制
SI
ALU数 据总线
内部寄存 器
电路
外 部
总
暂存寄存器
执行部分
线 12 3 4 56
控制电路
8位 指令队列缓冲器
ALU
寄存器是微处理器（CPU）内部暂存数据的存储单 元。
8088/8086的寄存器组有
8个通用寄存器
图示
4个段寄存器
1个标志寄存器
1个指令指针寄存器
它们均为16位!
汇编语言程序员看到的处理器，就是寄存器 所以，一定要熟悉这些寄存器的名称和作用
这个16位寄存器，按其用途可分为3类：通用寄存器、 段寄存器、控制寄存器。
8位 指令队列缓冲器
ALU
标志寄存器
执行部件 EU
总线接口部件 BIU
8086/8088 的内部结构从功能上分成两个单元
1）执行部件EU 负责指令的译码、执行和数据的运算
2）总线接口部件BIU 管理8086/8088与系统总线的接口 负责CPU对存储器和外设进行访问
2.1.1 执行部件EU
功能：EU不与外部系统总线相连，只负责指令的译码和执行。
段寄存器
8086CPU内部寄存器结构
通用寄存器
2.1.3.1 通用寄存器
8088有8个通用的16位寄存器
（1）数据寄存器: AX BX CX DX
（2）变址寄存器: SI DI
（3）指针寄存器: BP SP
4个数据寄存器还可以分成高8位和低8位两 个独立的寄存器，这样又形成8个通用的8 位寄存器
AX： AH AL
16位微处理器8086/8088的性能远远优于8位机，不 仅在运行速度、运算能力和寻址范围等纵向能力有很大 提高，还由于具有协处理器接口，横向能力也大为提高。 特别是80286、80386、80486等更高性能的微处理器都 保持了对它的兼容。 8086/8088既有广泛的应用，也有 很好的承上启下 作用。
标志寄存器
执行部件 EU
总线接口部件 BIU
8088CPU结构图
20位
AH AL AX
通 BH BL BX 用 CH CL CX
寄 DH DL DX
存
SP
器
Hale Waihona Puke BP地址加 法器CS
DS SS ES
8位 I/O
DI
16位
IP
控制
SI
ALU数 据总线
内部寄存 器
电路
外 部
总
暂存寄存器
执行部分
线
1234
控制电路
第2章 80X86微处理器及其体系结构
2.1 8086/8088的内部结构 2.2 8086/8088的总线周期 2.3 8086/8088的管脚特性 2.4 8086/8088的两种组态模式 2.5 80X86高档微处理器
微型计算机是由具有不同功能的一些部件组成的， 包含运算器和控制器电路的大规模集成电路，称为“微 处理器”，又称“中央处理器（CPU）”，其职能是执 行算术/逻辑运算，并负责控制整个计算机系统，使之能 自动协调地完成各种操作。
1MB； • 8086可以和浮点运算器、I/O处理器或其他处理器
组成多处理器系统，从而极大地提高了系统的数据 吞吐能力和数据处理能力。
8088：内部与8086兼容，也是一个16位微处理器，只 是外部数据总线为8位，所以称为准16位微处理器。 它具有包括乘法和除法的16位运算指令，所以能处 理16位数据，还能处理8位数据。8088有20根地址 线，所以可寻址的地址空间达220即1M字节。
所以我们以8086/8088为例作重点介绍。
2.1 8086/8088的内部结构
8086： • Intel系列的16位微处理器； • 采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片上集成
了2.9万只晶体管； • 使用单一的+5V电源，40条引脚双列直插式封装； • 时钟频率为5MHz~10MHz； • 16根数据线和20根地址线，可寻址的地址空间达
DX称为数据寄存器（Data register）
常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址
AH
AL
BH
BL
CH
CL
DH
DL
SP BP SI DI
IP FLAGS
CS DS SS ES
累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器
堆栈指针寄存器 基址指针寄存器 源变址寄存器 目的变址寄存器
指令指针寄存器 标志寄存器
代码段寄存器 数据段寄存器 堆栈段寄存器 附加段寄存器
数据寄存器
地址指针和 变址寄存器 控制寄存器
（1）从指令队列中取出指令。
（2）对指令进行译码，执行指令所规定的全部功能。
（3）执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向 BIU发出命令，让BIU对存储器或I/O接口进行读/写操作。
执行部件的组成：EU由算术/逻辑运算器ALU，寄存器 阵列，EU控制器组成。
（1）算术逻辑单元ALU
完成8位或者16位二进制算术和逻辑运算，计算偏移量。
BX： BH BL
CX： CH CL
DX： DH DL
（1）数据寄存器
AX称为累加器（Accumulator）
使用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设传送信 息等
BX称为基址寄存器（Base address Register）
常用做存放存储器地址
CX称为计数器（Counter）
作为循环和串操作等指令中的隐含计数器
（2）寄存器阵列
（3）执行部件的控制电路
从总线接口的指令队列取出指令操作码，通过译码电 路分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。
2.1.2 总线接口部件BIU
功能：与外部总线相连，负责与存储器或者I/O端口 传送信息。根据执行部件EU的请求，管理预取指令 和存数、取数的实际过程。
组成：
（1）指令队列（8086六字节，8088四字节） 在执行指令的同时，将取下一条指令，并放入指令队 列中。CPU执行完一条指令后，可以接着执行下一条 指令（流水线技术）。提高CPU效率。 （2）地址加法器 （3）寄存器阵列 （4）总线控制逻辑（I/O控制电路）
MPU 等待取指1 执行1 等待取指2 执行2 等待取指3 执行3
总线
忙
闲
忙
闲
忙
闲
传统微处理器的指令执行过程
BIU 取指1 取指2 取指3 取指4 取指5 取指6
EU
执行1 执行2 执行3 执行4 执行5 执行6
总线 忙
忙
忙
忙
忙
忙
8086CPU的指令执行过程
2.1.3 8088/8086的寄存器结构