51单片机特殊功能寄存器
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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。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4 IE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144 144/8=18,能被整除,所以可以位操作。再如TMOD地址为89H, 10进制为137 137/8=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、PC ON TMOD、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5 C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:P1 P2 P3 P4
中断相关:IP IE
定时器相关:TMOD TCON TL0、TH0、TL1、TH1
串口通信相关:PCON SBUF
注意:
在这四大部分中,除I/O口操作相关P1 P2 P3 P4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:P1 P2 P3 P4
中断相关:IP IE
定时器相关:TMOD TCON TL0、TH0、TL1、TH1
串口通信相关:SCON PCON SBUF
这15个寄存器中,P1 P2 P3 P4 TL0 TH0 TL1 TH1 SBUF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S
MOD=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C PU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。