1.4　特殊功能寄存器

8051单片机特殊功能寄存器如表1-3所示。其中，片内RAM 80H～FFH单元大部分被用于特殊功能寄存器。

上述特殊功能寄存器分别被用于以下功能单元。

CPU：ACC、B、PSW、SP、DPTR。

并行端口：P0、P1、P2、P3。

中断系统：IE、IP。

定时/计数器模块：TMOD、TCON、T0（TH0、TL0）、T1（TH1、TL1）。其中，TCON还含有外部中断标志位及外部中断触发方式配置位。

串行通信模块：SCON、SBUF、PCON。

这些特殊功能寄存器在开发单片机C语言程序时将被大量使用。对于可位寻址的特殊功能寄存器，例如，ACC寄存器常被用于判断字节中各位的状态。如果要判断某字节第3位是否为1，可将ACC寄存器看成一个字节变量，ACC寄存器获取该字节值后即可直接判断ACC3是否为1，前提是要先定义sbit ACC3=ACC^3。

又如程序状态字（Program Status Word，PSW）寄存器，在Keil\C51下的头文件reg51.h中包含有该寄存器的各位定义，其部分内容如下：

PSW寄存器中的CY和F0在C语言程序中仍然被直接大量使用，如要将字节变量d（假定为10101101）由高位开始逐位串行发送，可对d进行8次左移，并逐次发送CY，即

其中，DQ被定义为某外部芯片读/写串行数据的引脚。这段代码利用了汇编语言程序中常用的进位标志位CY，可方便地获取移出的各位数据。

该头文件对P0～P3以外可位寻址寄存器位给出了独立定义，如果要直接引用4个I/O端口各引脚，要在程序中用sbit进行单独定义。当然也可将头文件reg51.h（keil\c51\inc）改成at89x52.h（keil\c51\inc\atmel），4个I/O端口各引脚在该头文件中均被单独定义，如P0.1被定义为P0_1。尽管其中有些定义对8051单片机是无效的，但这并不影响程序的正常编译运行。

此前曾提到I/O接口位结构中的“读锁存器”与“读引脚”的问题，这些问题的解释涉及8051单片机的相关特殊功能寄存器。凡是“读—改—写”这类指令，CPU将执行“读锁存器”，否则CPU将执行“读引脚”。下面通过实例说明这一问题。

以汇编指令ORL P2, A为例，它相当于C语言的P2=P2|ACC或P2|=ACC指令。现假设在P2.0引脚接有一个开关，执行程序之前先合上该开关使P2.0引脚接地，然后依次执行：

其中，最后的while（1）相当于汇编语言指令JMP $，它使程序执行到该位置后进入死循环，以便观察单片机接口状态。上述语句执行后，P2引脚输出应为0x77（0111 0111）还是0x76（0111 0110）呢？

实际情况是，如果开关仍然是合上的，通过Proteus仿真软件可观察到P2引脚状态为0x76；如果开关是断开的，则P2引脚状态变为0x77。显然，对于P2=P2|ACC这样的“读—改—写”指令，CPU执行的是“读锁存器”。这是因为如果是“读引脚”，则所读取的P2将为0x32而不是0x33，最终结果将为0x76而不会在断开开关时变为0x77。

可见，CPU执行的是“读锁存器”而非“读引脚”，这样可避免此前输出到“引脚”的值可能被外部改变的情况。“读锁存器”可确保读取的是此前输出的原始值，而不是输出后被外部改变过的值。

又如，指令MOV A, P1，相当于C语言的ACC=P1，CPU显然将发出“读引脚”信号。仍假设运行程序之前开关是合上的，P2.0接地，依次执行下述语句：

观察单片机P2引脚，可知其状态为0x76，且断开开关后仍为0x76。可见，对于ACC=P2，CPU执行的是“读P2引脚”上的0x32，而不是“读P2锁存器”中的0x33。

对于P0～P3端口的“读/写”操作还应注意，由于初始上电时它们全部被写入“1”，故可以不用初始化它们而直接读取它们的外部数据。但如果它们曾输出过“0”，之后又要逆向读入外部数据，此时则要在相应端口位上先输出“1”。

STC15特殊功能寄存器与高128B RAM共用相同的地址，都使用80H～FFH。访问特殊功能寄存器必须用直接寻址指令。STC15系列单片机特殊功能寄存器如表1-4所示。由表1-4可知，相较于传统型8051单片机，STC15特殊功能寄存器被大量扩充，这也意味着其功能相较于传统8051单片机有了显著增强。