8051單片機(jī)特殊功能存儲器SFR基礎(chǔ)詳解

8051單片機(jī)共有21個專用寄存器，現(xiàn)把其中部分寄存器簡單介紹如下：

程序計(jì)數(shù)器(PC—Program Counter)。在實(shí)訓(xùn)中，我們已經(jīng)知道PC是一個16位的計(jì)數(shù)器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。其內(nèi)容為將要執(zhí)行指令的地址，尋址范圍達(dá)64 KB。PC有自動加1功能，從而實(shí)現(xiàn)程序的順序執(zhí)行。PC沒有地址，是不可尋址的，因此用戶無法對它進(jìn)行讀寫，但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。因地址不在SFR(專用寄存器)之內(nèi)，一般不計(jì)作專用寄存器。

累加器(ACC—Accumulator)。累加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。它既可用于存放操作數(shù)，也可用來存放運(yùn)算的中間結(jié)果。MCS-51單片機(jī)中大部分單操作數(shù)指令的操作數(shù)就取自累加器，許多雙操作數(shù)指令中的一個操作數(shù)也取自累加器。

B寄存器。B寄存器是一個8位寄存器，主要用于乘除運(yùn)算。乘法運(yùn)算時(shí)，B存乘數(shù)。乘法操作后，乘積的高8位存于B中，除法運(yùn)算時(shí)，B存除數(shù)。除法操作后，余數(shù)存于B中。此外，B寄存器也可作為一般數(shù)據(jù)寄存器使用。

程序狀態(tài)字(PSW—Program Status Word)。程序狀態(tài)字是一個8位寄存器，用于存放程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息。其中有些位的狀態(tài)是根據(jù)程序執(zhí)行結(jié)果，由硬件自動設(shè)置的，而有些位的狀態(tài)則使用軟件方法設(shè)定。PSW的位狀態(tài)可以用專門指令進(jìn)行測試，也可以用指令讀出。一些條件轉(zhuǎn)移指令將根據(jù)PSW有些位的狀態(tài)，進(jìn)行程序轉(zhuǎn)移。PSW的各位定義如下：

除PSW.1位保留未用外，其余各位的定義及使用如下：

CY(PSW.7)——進(jìn)位標(biāo)志位。CY是PSW中最常用的標(biāo)志位。其功能有二：一是存放算術(shù)運(yùn)算的進(jìn)位標(biāo)志，在進(jìn)行加或減運(yùn)算時(shí)，如果操作結(jié)果的最高位有進(jìn)位或借位時(shí)，CY由硬件置“1”，否則清“0”;二是在位操作中，作累加位使用。位傳送、位與位或等位操作，操作位之一固定是進(jìn)位標(biāo)志位。

AC(PSW.6)——輔助進(jìn)位標(biāo)志位。在進(jìn)行加減運(yùn)算中，當(dāng)?shù)?位向高4位進(jìn)位或借位時(shí)，AC由硬件置“1”，否則AC位被清“0”。在BCD碼調(diào)整中也要用到AC位狀態(tài)。

F0(PSW.5)——用戶標(biāo)志位。這是一個供用戶定義的標(biāo)志位，需要利用軟件方法置位或復(fù)位，用以控制程序的轉(zhuǎn)向。

RS1和RS0(PSW.4，PSW.3)——寄存器組選擇位。它們被用于選擇CPU當(dāng)前使用的通用寄存器組。通用寄存器共有4組，其對應(yīng)關(guān)系如下：

00：0組 01：1組 10：2組 11：3組

這兩個選擇位的狀態(tài)是由軟件設(shè)置的，被選中的寄存器組即為當(dāng)前通用寄存器組。但當(dāng)單片機(jī)上電或復(fù)位后，RS1 RS0=00。

OV(PSW.2)——溢出標(biāo)志位。在帶符號數(shù)加減運(yùn)算中，OV=1表示加減運(yùn)算超出了累加器A所能表示的符號數(shù)有效范圍(-128 ～ +127)，即產(chǎn)生了溢出，因此運(yùn)算結(jié)果是錯誤的，否則，OV=0表示運(yùn)算正確，即無溢出產(chǎn)生。

P(PSW.0)——奇偶標(biāo)志位。表明累加器A中內(nèi)容的奇偶性。如果A中有奇數(shù)個“1”，則P置“1”，否則置“0”。凡是改變累加器A中內(nèi)容的指令均會影響P標(biāo)志位。此標(biāo)志位對串行通信中的數(shù)據(jù)傳輸有重要的意義。在串行通信中常采用奇偶校驗(yàn)的辦法來校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/P>

數(shù)據(jù)指針(DPTR)。數(shù)據(jù)指針為16位寄存器。編程時(shí)，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按兩個8位寄存器分開使用，即：DPH DPTR高位字節(jié)，DPL DPTR低位字節(jié)。DPTR通常在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)作地址指針使用。由于外部數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為64 KB，故把DPTR設(shè)計(jì)為16位。

堆棧指針(SP—Stack Pointer)。堆棧是一個特殊的存儲區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按“先進(jìn)后出”的原則存取數(shù)據(jù)的。堆棧共有兩種操作：進(jìn)棧和出棧。由于MCS-51單片機(jī)的堆棧設(shè)在內(nèi)部RAM中，因此SP是一個8位寄存器。系統(tǒng)復(fù)位后，SP的內(nèi)容為07H，從而復(fù)位后堆棧實(shí)際上是從08H單元開始的。但08H～1FH單元分別屬于工作寄存器1～3區(qū)，如程序要用到這些區(qū)，最好把SP值改為1FH或更大的值。

對專用寄存器的字節(jié)尋址問題作如下幾點(diǎn)說明：

(1)21個可字節(jié)尋址的專用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，盡管還余有許多空閑地址，但用戶并不能使用。

(2) 程序計(jì)數(shù)器PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。

(3) 對專用寄存器只能使用直接尋址方式，書寫時(shí)既可使用寄存器符號，也可使用寄存器。