MCS-51与中断有关的寄存器、中断入口地址及编号详解

MCS-51单⽚机的中断系统单⽚机中断技术概述在任何⼀款事件驱动型的CPU⾥⾯都应该会有中断系统，因为中断就是为响应某种事件⽽存在的。

中断的灵活应⽤不仅能够实现想要的功能，⽽且合理的中断安排可以提⾼事件执⾏的效率，因此中断在单⽚机应⽤中的地位是⾮常重要的。

单⽚机中断（Interrupt）是硬件驱动事件，它使得CPU暂停当前的主程序，转⽽去执⾏⼀个中断服务⼦程序。

为了更形象地理解中断，下⾯以学⽣上⾃习时接电话为例阐述⼀下中断的概念。

单⽚机的中断系统有5个中断源、2个中断优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。

如果单⽚机没有中断系统，单⽚机的⼤量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发⽣的定时査询操作上。

采⽤中断技术完全消除了单⽚机在査询⽅式中的等待现象，⼤⼤地提⾼了单⽚机的⼯作效率和实时性。

单⽚机中断系统结构及中断控制中断系统结构图如图5-2所⽰。

由图5-2可见，MCS-51中断系统共有5个中断请求源：INT0——外部中断请求0，中断请求信号由INT0引脚输⼊。

定时/计数器T0计数溢出发出的中断请求。

INT1——外部中断请求1，中断请求信号由INT1引脚输⼊。

定时/计数器T1计数溢出发出的中断请求。

串⾏⼝中断请求。

中断优先级从⾼到底排列。

单⽚机如何知道有中断请求信号？是否能够响应该中断？若5个中断源请求信号同时到来，单⽚机如何响应？这些问题都可以由中断寄存器来解决。

单⽚机中断寄存器有中断标志寄存器TCON和SCON、中断使能寄存器IE和中断优先级寄存器IP，这些寄存器均为8位。

中断标志寄存器5个中断请求源的中断请求标志分别由TCON和SCON的相应位锁存，单⽚机通过这些中断标志位的状态便能知道具体是哪个中断源正在申请中断。

TCON寄存器TCON寄存器为定时/计数器的控制寄存器，字节地址为88H，可位寻址。

特殊功能寄存器TCON的格式如图5-3所⽰。

TCON各标志位功能如下。

TF1——定时/计数器T1的溢出中断请求标志位。

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。

51单片机寄存器功能一览表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。

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。

MCS51的中断系统有几个中断源？几个中断优先级？中断优先级是如何控制的？在出现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？各个中断源的入口地址是多少？答：MCS51单片机有5个中断源，2个中断优先级，中断优先级由特殊功能寄存器IP控制，在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。

1.A T89S51单片机有（ 5 ）个中断源，（ 2 ）级优先级中断．2.串行口的方式0的波特率为( fOSC/12 )。

2．如果(DPTR)=5678H，(SP)=42H，(3FH)=12H ，(40H)=34H，(41H)=50H，(42H)=80H，则执行下列指令后：POP DPH POP DPL RET 则：(PCH) =_34H_；（PCL）=_12H__；（DPH）=__80H__；（DPL）=__50H__；（4分）2．A T89S51采用6MHz的晶振，定时2ms，如用定时器方式1时的初值（16进制数）应为多少？（写出计算过程）（6分）答：机器周期6×106=2×10-6s=2uS 又方式1为16进制定时器.故（216—X）×2×10-6=2×10-3=>216-X=1000 =>X=65536-1000=64536 即初值=FC18H1. AT89S51单片机芯片共有40 个引脚，MCS-51系列单片机为8位单片机。

2. AT89S51的异步通信口为全双工（单工/半双工/全双工），3. AT89S51内部数据存储器的地址范围是00H-7FH，位地址空间的字节地址范围是20H-2FH，对应的位地址范围是00H-7FH，外部数据存储器的最大可扩展容量是64K字节。

4.A T89S51的中断源有外中断0，T0 ，外中断1，T1，串行口，有2个中断优先级8. 51系列单片机的典型芯片分别为AT89S51 、8031 、AT89C51 。

详细点的51指令介绍MCS-51系列单片机指令表MCS-51系列单片机指令以A开头的指令有18条，分别为：ACALL addr11 ADD A，Rn ADD A，direct ADD A，@Ri ADD A，#data ADDC A，Rn ADDC A，direct ADDC A，@Ri ADDC A，#data AJMP addr11 ANL A，Rn ANL A，direct ANL A，@Ri ANL A，#data ANL direct，A ANL direct，#data ANL C，bit ANL C，/bit 1、ACALL addr11 指令名称：绝对调用指令指令代码：A10 A9 A9 1 0 0 0 1 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 指令功能：构造目的地址，进行子程序调用。

其方法是以指令提供的11位地址(al0～a0)，取代PC 的低11位，PC的高5位不变。

操作内容：PC←(PC)+2 SP←(SP)+1 (SP)←(PC)7～0 SP←(SP)+1 (SP)←(PC)15～8 PC10～0←addrl0～0 字节数：2 机器周期：2 使用说明：由于指令只给出子程序入口地址的低11位，因此调用范围是2KB。

2、ADD A，Rn 指令名称：寄存器加法指令指令代码：28H～2FH 指令功能：累加器内容与寄存器内容相加操作内容：A←(A)+(Rn)，n＝0～7 字节数：1 机器周期；1 影响标志位：C，AC，OV 3、ADD A，direct 指令名称：直接寻址加法指令指令代码：25H 指令功能：累加器内容与内部RAM单元或专用寄存器内容相加操作内容：A←(A)+(direct) 字节数：2 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 4、ADD A，＠Ri ’指令名称：间接寻址加法指令指令代码：26H～27H 指令功能：累加器内容与内部RAM低128单元内容相加操作内容：A←(A)+((Ri))，i＝0，1 字节数： 1 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 5、ADD A，#data 指令名称：立即数加法指令指令代码：24H 指令功能：累加器内容与立即数相加操作内容：A←(A)+data 字节数： 2 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 6、ADDC A，Rn 指令名称：寄存器带进位加法指令指令代码：38H～3FH 指令功能：累加器内容、寄存器内容和进位位相加操作内容：A←(A)+(Rn)+(C)，n＝0～7 字节数： 1 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 7、ADDC A，direct 指令名称：直接寻址带进位加法指令指令代码：35H 指令功能：累加器内容、内部RAM低128单元或专用寄存器内容与进位位加操作内容：A←(A)+(direct)+(C) 字节数：2 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 8、ADDC A，＠Ri 指令名称：间接寻址带进位加法指令指令代码：36H～37H 指令功能：累加器内容、内部RAM低128单元内容及进位位相加操作内容：A←(A)+((Ri))+(C)，i＝0，1 字节数： 1 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 9、ADDC A，#data 指令名称：立即数带进位加法指令指令代码：34H 指令功能：累加器内容、立即数及进位位相加操作内容：A←(A)+data+(C) 字节数： 2 机器周期：1 影响标志位：C，AC，OV 10、AJMP addr11 指令名称：绝对转移指令指令代码：A10 A9 A8 1 0 0 0 1 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 指令功能：构造目的地址，实现程序转移。

FFHF0H B 00000000 E0H ACC 00000000 D0H PSW 00000000 CDH TH2 00000000 CCHTL200000000CBH RCAP2H 00000000 CAH RCAP2L 00000000 C9H T2MOD xxxxxx00 C8HT2CON 00000000 B8H IP xx000000 B0H P3 11111111 A8H IE 0x000000 A0H P2 11111111 99H SBUF 不定 98H SCON 00000000 90H P1 11111111 8DH TH1 00000000 8CH TH0 00000000 8BH TL1 00000000 8AH TL0 00000000 89H TMOD 00000000 88H TCON 00000000 87H PCON 0xxx0000 83H DPH 00000000 82H DPL 00000000 81H SP 00000111 80HP011111111特殊功能 寄存器区 （SFR ）用户RAM 区 （堆栈、数据缓冲）位寻址区 （00H~7FH ） 第3组 工作寄存器区 第2组 工作寄存器区 第1组 工作寄存器区 第0组 工作寄存器区FFH 80H 7FH 30H 2FH 20H 1FH 18H 17H 10H 0FH 08H 07H 00H主要SFR寄存器介绍1．电源控制寄存器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SMOD －－－GF1 GF0 PD IDLSMOD：波特率倍增位。

SMOD=1，波特率提高1倍。

GF1，GF0：通用标志位。

PD：掉电方式位。

当PD＝1时，进入掉电方式。

IDL：空闲方式位。

当IDL＝1，进入空闲工作方式。

2．定时/计数器控制寄存器TCON（88H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0IT0：选择0INT 的中断触发方式：IT0=0，电平触发，低电平有效；IT0=1，边沿触发，下降沿有效。