MCS-51单片机特殊寄存器功能说明

特殊功能寄存器（SFR）也称为专用寄存器，特殊功能寄存器反映了MCS-51单片机的运行状态。

很多功能也通过特殊功能寄存器来定义和控制程序的执行。

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。

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DPHIE 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。

1、定时器/计数器的方式寄存器TMODTMOD是一个8位的特殊功能寄存器，对应的地址是89H，不可位寻址。

A．主要完成三个功能：*确定选择定时器还是计数器；*选择何种工作方式；*是否借用外中断控制定时器和计数器的启停；B．TMOD的低4位是控制T0的字段（T0--P3.4 定时器/计数器0外部事件脉冲输入端）；TMOD的高4位是控制T1的字段（T1--P3.5定时器/计数器1外部事件脉冲输入端）C．控制字的格式和含义a、GATE(TMOD.7)分为两种情况：GATE=0，定时器的启停和INT1无关，只取决于TR0;GATE=1，定时器的启停不仅要由TR0来控制，而且要INT1引脚的控制，只有二者都为高电平时定时器才开始工作；b、C/T(TMOD.6)分为两种情况：C/T=0，用作定时器；C/T=1，用作计数器；d、M1(TMOD.5), M0(TMOD.4)用M1,M0来控制定时器/计数器的4种工作方式:*方式0：M1=0,M0=0.13位定时/计数方式*方式1：M1=0,M0=1.16位定时/计数器*方式2，M1=1,M0=0.8位初值自动重新装入的8位定时/计数器*方式3，M1=1,M0=1.仅适用于T0，分为两个8位计数器，T1停止计数2、定时器/计数器控制寄存器TCONTCON是一个8位的特殊功能寄存器，对应的地址为88H，可为寻址。

A 控制字的格式和含义a、TF1(TCON.7),TF0(TCON.5)----T1、T0计数溢出标志位当计数器计数溢出时，该位置“1”。

使用查询方式时，此位作为状态位供cpu查询，但应注意在查询该位有效后应以软件方法及时将该位清“0”。

使用中断方式时，此位作为中断申请标志位，进入中断服务程序后由硬件自动清0.b、TR1(TCON.6),TR0(TCON.4)----计数运行控制位TR1(TR0)=1,启动定时/计数器工作的必要条件，还与GATE位的状态有关。

MCS-51单片机存储器结构MCS-51的存储器可分为四类：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。

对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。

8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H 单元开始执行程序。

但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意：其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。

另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下：0003H—000AH 外部中断0中断地址区。

000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。

0013H—001AH 外部中断1中断地址区。

001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。

0023H—002AH 串行中断地址区。

可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各自的中断区去执行程序。

MCS-51单片机的特殊功能寄存器从图中我们可以看出，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。

在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。

对图进行进一步的分析，我们已知，对并行I/O口的读写只要将数据送入到相应I/O 口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行I/O口等怎么用呢？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）。

事实上，我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？看下表下面，我们介绍一下几个常用的SFR。

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指针寄存器（1）程序计数器PC指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围，复位时PC = 0000H（2）堆栈指针SP指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H（3）数据指针DPTR@R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。

DPTR = DPH + DPL。

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4、PSW-----程序状态字。

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。

，如果做加法的话，两数位运算器只能表示到0-255中的运算器是一种8位的运算器，我们知道，88051，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。

有相加可能会超过2550CY＝＝1；无进、借位，进、借位，CY ）78H+97H（01111000+10010111例：。

MCS-51单片机存储器结构MCS-51存储器可分为四类：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。

对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。

8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。

但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意：其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。

另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下：0003H—000AH 外部中断0中断地址区。

000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。

0013H—001AH 外部中断1中断地址区。

001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。

0023H—002AH 串行中断地址区。

可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各自的中断区去执行程序。

MCS-51单片机的特殊功能寄存器从图中我们可以看出，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。

在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。

对图进行进一步的分析，我们已知，对并行I/O口的读写只要将数据送入到相应I/O 口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行I/O口等怎么用呢？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）。

事实上，我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？看下表下面，我们介绍一下几个常用的SFR。

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指针寄存器（1）程序计数器PC指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址64KB范围，复位时PC = 0000H（2）堆栈指针SP指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H（3）数据指针DPTR@R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。

DPTR = DPH + DPL。

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4、PSW-----程序状态字。

C51存储器类型MCS-51单⽚机物理存储器区域1、 data区空间⼩,所以只有频繁⽤到或对运算速度要求很⾼的变量才放到data区内,⽐如for循环中的计数值。

2、 data区内最好放局部变量。

因为局部变量的空间是可以覆盖的（某个函数的局部变量空间在退出该函数是就释放,由别的函数的局部变量覆盖）,可以提⾼内存利⽤率。

当然静态局部变量除外,其内存使⽤⽅式与全局变量相同;3、确保你的程序中没有未调⽤的函数。

在Keil C⾥遇到未调⽤函数,编译器就将其认为可能是中断函数。

函数⾥⽤的局部变量的空间是不释放,也就是同全局变量⼀样处理。

这⼀点Keil C做得很愚蠢,但也没办法。

4、程序中遇到的逻辑标志变量可以定义到bdata中,可以⼤⼤降低内存占⽤空间。

在51系列芯⽚中有16个字节位寻址区bdata,其中可以定义8*16=128个逻辑变量。

定义⽅法是： bdata bit LedState;但位类型不能⽤在数组和结构体中。

5、其他不频繁⽤到和对运算速度要求不⾼的变量都放到xdata区。

6、如果想节省data空间就必须⽤large模式,将未定义内存位置的变量全放到xdata区。

当然最好对所有变量都要指定内存类型。

7、当使⽤到指针时,要指定指针指向的内存类型。

在C51中未定义指向内存类型的通⽤指针占⽤3个字节;⽽指定指向data区的指针只占1个字节;指定指向xdata区的指针占2个字节。

如指针p是指向data区,则应定义为： char data *p;。

还可指定指针本⾝的存放内存类型,如：char data * xdata p;。

其含义是指针p指向data区变量,⽽其本⾝存放在xdata区。

bit是在内部数据存储空间中 20H .. 2FH 区域中⼀个位的地址，或者 8051 位可寻址 SFR 的⼀个位地址。

code是在 0000H .. 0FFFFH 之间的⼀个代码地址。

data是在 0 到 127 之间的⼀个数据存储器地址，或者在 128 .. 255 范围内的⼀个特殊功能寄存器（SFR）地址。

MCS-51单片机的特殊寄存器寄存器列表（21个）3、PSW寄存器4、IP寄存器5、P3接口寄存器8、SCON串口控制寄存器97H 96H 95H 94H 93H 92H 91H 90H P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.010、TCON寄存器11、P0接口寄存器 87H 86H 85H 84H 83H 82H 81H 80H P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.012、TMOD 寄存器GATE C/T M 10M GATE C/T 1M 0M 控 制 T 1控 制 T 089H和T 类同01M 0M 00011011方 式方式0方式1方式2方式301定时器模式计数器模式01与INT 无关00与INT 有关13、PCON寄存器⏹SMOD：波特率倍增位。

当SMOD=1时，波特率加倍；当SMOD=0时，波特率不加倍。

⏹GF1、GF0：两个通用标志位，用户使用。

⏹当将PD置1的指令执行后，80C51进入掉电方式，此时片内振荡器停止工作，仅片内RAM内容被保持，SFR内容也被破坏。

掉电方式下Vcc可降到2V，耗电仅50μA。

退出掉电方式唯一方法是硬件复位。

应当保证进入掉电方式前Vcc不降下来，在通过硬件复位退出掉电方式之前应当先保证Vcc恢复到正常值。

⏹当将IDL位置1指令执行后，80C51进入节电方式。

这时供给CPU的时钟信号被切断，但时钟信号仍送给片内RAM、定时器、中断系统和串口，同时CPU状态被保存，即堆栈指针、程序计数器PC、程序状态字PSW、累加器ACC及通用寄存器的内容。

节电方式下Vcc仍为5V，但耗电从24mA降到3.7mA。

退出掉电方式有两种，一种是任一中断被激活，一种是硬件复位，前者较为常用。

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。

MCS-51单片机存储器结构MCS-51的存储器可分为四类：【1】外部程序存储器ROM 【2】外部数据存储器RAM【3】内部程序存储器ROM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。

】【对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。

】8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。

但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意：其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。

另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下：0003H—000AH 外部中断0中断地址区。

000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。

0013H—001AH 外部中断1中断地址区。

001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。

0023H—002AH 串行中断地址区。

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)。