MCS-51有21个特殊功能寄存器,它们被离散地分布在内部RAM的80H—FFH地址中,这些寄存的功能已作了专门的规定,用户不能修改其结构。表2是特殊功能寄存器分布一览表,我们对其主要的寄存器作一些简单的介绍。
程序计数器PC(program Counter) 程序计数器在物理上是独立的,它不属于特殊内部数据存储器块中。PC是一个16位的计数器,用于存放一条要执行的指令地址,寻址范围为64kB,PC有自动加1功能,即完成了一条指令的执行后,其内容自动加1。PC本身并没有地址,因而不可寻址,用户无法对它进行读写,但是可以通过转移、调用、返回等指令改变其内容,以控制程序按我们的要求去执行。
累加器ACC(Accumulator) 累加器A是一个最常用的专用寄存器,大部分单操作指令的一个操作数取自累加器,很多双操作数指令中的一个操作数也取自累加器。加、减、乘、除法运算的指令,运算结果都存放于累加器A或AB累加器对中。大部分的数据操作都会通过累加器A进行,它形象于一个交通要道,在程序比较复杂的运算中,累加器成了制约软件效率的“瓶颈”,它的功能较多,地位也十分重要。以至于后来发展的单片机,有的集成了多累加器结构,或者使用寄存器阵列来代替累加器,即赋予更多寄存器以累加器的功能,目的是解决累加器的“交通堵塞”问题。提高单片机的软件效率。
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表2 特殊功能寄存器 |
标识符号 |
地址 |
寄存器名称 |
ACC |
0E0H |
累加器 |
B |
0F0H |
B寄存器 |
PSW |
0D0H |
程序状态字 |
SP |
81H |
堆栈指针 |
DPTR |
82H、83H |
数据指针(16位)含DPL和DPH |
IE |
0A8H |
中断允许控制寄存器 |
IP |
0B8H |
中断优先控制寄存器 |
P0 |
80H |
I/O口0寄存器 |
P1 |
90H |
I/O口1寄存器 |
P2 |
0A0H |
I/O口2寄存器 |
P3 |
0B0H |
I/O口3寄存器 |
PCON |
87H |
电源控制及波特率选择寄存器 |
SCON |
98H |
串行口控制寄存器 |
SBUF |
99H |
串行数据缓冲寄存器 |
TCON |
88H |
定时控制寄存器 |
TMOD |
89H |
定时器方式选择寄存器 |
TL0 |
8AH |
定时器0低8位 |
TH0 |
8CH |
定时器0高8位 |
TL1 |
8BH |
定时器1低8位 |
TH1 |
8DH |
定时器1高8位 | |
寄存器B 在乘除法指令中,乘法指令中的两个操作数分别取自累加器A和寄存器B,其结果存放于AB寄存器对中。除法指令中,被除数取自累加器A,除数取自寄存器B,结果商存放于累加器A,余数存放于寄存器B中。
程序状态字(Program Status Word) 程序状态字是一个8位寄存器,用于存放程序运行的状态信息,这个寄存器的一些位可由软件设置,有些位则由硬件运行时自动设置的。寄存器的各位定义如下,其中PSW.1是保留位,未使用。下表是它的功能说明,并对各个位的定义介绍如下:
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表3 程序状态字 |
位序 |
PSW.7 |
PSW.6 |
PSW.5 |
PSW.4 |
PSW.3 |
PSW.2 |
PSW.1 |
PSW.0 |
位标志 |
CY |
AC |
F0 |
RS1 |
RS0 |
OV |
- |
P |
PSW.7(CY) 进位标志位,此位有两个功能:一是存放执行某写算数运算时,存放进位标志,可被硬件或软件置位或清零。二是在位操作中作累加位使用。
PSW.6(AC) 辅助进位标志位,当进行加、减运算时当有低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。
PSW.5(F0) 用户标志位,供用户设置的标志位。
PSW.4、PSW.3(RS1和 RS0) 寄存器组选择位。可参见本章的图2定义。
PSW.2(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。 执行加法指令ADD时,当位6向位7进位,而位7不向C进位时,OV=1。或者位6不向位7进位,而位7向C进位时,同样OV=1。 除法指令,乘积超过255时,OV=1。表面乘积在AB寄存器对中。若OV=0,则说明乘积没有超过255,乘积只在累加器A中。 除法指令,OV=1,表示除数为0,运算不被执行。否则OV=0。
PSW.0(P) 奇偶校验位。声明累加器A的奇偶性,每个指令周期都由硬件来置位或清零,若值为1的位数奇数,则P置位,否则清零。
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