51單片機是對所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱。該系列單片機的始祖是Intel的8004單片機，后來隨著Flash rom技術的發展，8004單片機取得了長足的進展，成為應用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用于工業測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今后很長的一段時間內將占有大量市場。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。需要注意的是51系列的單片機一般不具備自編程能力。本文主要詳細介紹51單片機寄存器功能，首先介紹了51單片機引腳圖及功能，其次闡述了51單片機寄存器功能，具體的跟隨小編來了解一下。

　　51單片機引腳圖及功能

　　P0.0 ～P0.7：P0口8位雙向口線。

　　P1.0 ～P1.7：P1口8位雙向口線。

　　P2.0 ～P2.7：P2口8位雙向口線。

　　P3.0 ～P3.7：P3口8位雙向口線。

　　ALE：地址鎖存控制信號。在系統擴展時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實現低位地址和數據的隔離。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。

　　PSEN：外部程序存儲器讀選通信號。在讀外部ROM時，PSEN有效（低電平），以實現外部ROM單元的讀操作。

　　EA：訪問程序存儲控制信號。當信號為低電平時，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器;當信號為高電平時，對ROM的讀操作是從內部程序存儲器開始，并可延至外部程序存儲器。

　　RST：復位信號。當輸入的復位信號延續兩個機器周期以上的高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作。

　　XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端。當使用芯片內部時鐘時，此二引線端用于外接石英晶體和微調電容;當使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。

　　VSS：地線。

　　VCC：+5 V電源。

　　以上是MCS-51單片機芯片40條引腳的定義及簡單功能說明，讀者可以對照實訓電路找到相應引腳，在電路中查看每個引腳的連接使用。P3口線的第二功能。P3的8條口線都定義有第二功能。

　　51單片機寄存器功能一覽表

　　21個特殊功能寄存器（52系列是26個）不連續地分布在128個字節的SFR存儲空間中，地址空間為80H-FFH，在這片SFR空間中，包含有128個位地址空間，地址也是80H-FFH，但只有83個有效位地址，可對11個特殊功能寄存器的某些位作位尋址操作（這里介紹一個技巧：其地址能被8整除的都可以位尋址）。

　　在51單片機內部有一個CPU用來運算、控制，有四個并行I/O口，分別是P0、P1、P2、P3，有ROM，用來存放程序，有RAM，用來存放中間結果，此外還有定時/計數器，串行I/O口，中斷系統，以及一個內部的時鐘電路。在單片機中有一些獨立的存儲單元是用來控制這些器件的，被稱之為特殊功能寄存器（SFR）。這樣的特殊功能寄存器51單片機共有21個并且都是可尋址的列表如下（其中帶*號的為52系列所增加的特殊功能寄存器）：

　　分別說明如下：

　　1、ACC---是累加器，通常用A表示

　　這是個什么東西，可不能從名字上理解，它是一個寄存器，而不是一個做加法的東西，為什么給它這么一個名字呢？或許是因為在運算器做運算時其中一個數一定是在ACC中的緣故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我們將學到指令，可以發現，所有的運算類指令都離不開它。自身帶有全零標志Z，若A＝0則Z＝1；若A≠0則z＝0。該標志常用作程序分枝轉移的判斷條件。

　　2、B--一個寄存器

　　在做乘、除法時放乘數或除數，不做乘除法時，隨你怎么用。

　　3、PSW-----程序狀態字。

　　這是一個很重要的東西，里面放了CPU工作時的很多狀態，借此，我們可以了解CPU的當前狀態，并作出相應的處理。它的各位功能請看下表：

　　下面我們逐一介紹各位的用途

　　CY：進位標志。

　　8051中的運算器是一種8位的運算器，我們知道，8位運算器只能表示到0-255，如果做加法的話，兩數相加可能會超過255，這樣最高位就會丟失，造成運算的錯誤，怎么辦？最高位就進到這里來。這樣就沒事了。有進、借位，CY＝1；無進、借位，CY＝0

　　例：78H+97H（01111000+10010111）

　　AC：輔助進、借位（高半字節與低半字節間的進、借位）。

　　例：57H+3AH（01010111+00111010）

　　F0：用戶標志位

　　由用戶（編程人員）決定什么時候用，什么時候不用。

　　RS1、RS0：工作寄存器組選擇位

　　通過修改PSW中的RS1、RS0兩位的狀態，就能任選一個工作寄存器區。這個特點提高了MCS-51現場保護和現場恢復的速度。對于提高CPU的工作效率和響應中斷的速度是很有利的。若在一個實際的應用系統中，不需要四組工作寄存器，那么這個區域中多余單元可以作為一般的數據緩沖器使用。

　　0V：溢出標志位

　　運算結果按補碼運算理解。有溢出，OV=1；無溢出，OV＝0。什么是溢出我們后面的章節會講到。

　　P：奇偶校驗位

　　它用來表示ALU運算結果中二進制數位“1”的個數的奇偶性。若為奇數，則P=1，否則為0。運算結果有奇數個1，P＝1；運算結果有偶數個1，P＝0。

　　例：某運算結果是78H（01111000），顯然1的個數為偶數，所以P=0。

　　4、DPTR（DPH、DPL）--------數據指針

　　可以用它來訪問外部數據存儲器中的任一單元，如果不用，也可以作為通用寄存器來用，由我們自已決定如何使用。分成DPL（低8位）和DPH（高8位）兩個寄存器。用來存放16位地址值，以便用間接尋址或變址尋址的方式對片外數據RAM或程序存儲器作64K字節范圍內的數據操作。

　　5、P0、P1、P2、P3--------輸入輸出口（I/O）寄存器

　　這個我們已經知道，是四個并行輸入/輸出口（I/O）的寄存器。它里面的內容對應著管腳的輸出。

　　6、IE-----中斷充許寄存器

　　可按位尋址，地址：A8H

　　EA （IE.7）：EA=0時，所有中斷禁止（即不產生中斷）；EA=1時，各中斷的產生由個別的允許位決定

　　- （IE.6）：保留

　　ET2（IE.5）：定時2溢出中斷充許（8052用）

　　ES （IE.4）：串行口中斷充許（ES=1充許，ES=0禁止）

　　ET1（IE.3）：定時1中斷充許

　　EX1（IE.2）：外中斷INT1中斷充許

　　ET0（IE.1）：定時器0中斷充許

　　EX0（IE.0）：外部中斷INT0的中斷允許

　　7、IP-----中斷優先級控制寄存器

　　可按位尋址，地址位B8H

　　- （IP.7）：保留

　　- （IP.6）：保留

　　PT2（IP.5）：定時2中斷優先（8052用）

　　PS （IP.4）：串行口中斷優先

　　PT1（IP.3）：定時1中斷優先

　　PX1（IP.2）：外中斷INT1中斷優先

　　PT0（IP.1）：定時器0中斷優先

　　PX0（IP.0）：外部中斷INT0的中斷優先

　　8、TMOD-----定時器控制寄存器

　　不按位尋址，地址89H

　　GATE ：定時操作開關控制位，當GATE=1時，INT0或INT1引腳為高電平，同時TCON中的TR0或TR1控制位為1時，計時/計數器0或1才開始工作。若GATE=0，則只要將TR0或TR1控制位設為1，計時/計數器0或1就開始工作。

　　C/T ：定時器或計數器功能的選擇位。C/T=1為計數器，通過外部引腳T0或T1輸入計數脈沖。C/T=0時為定時器，由內部系統時鐘提供計時工作脈沖。

　　M1 、M0：T0、T1工作模式選擇位

　　9、TCON-----定時器控制寄存器

　　可按位尋址，地址位88H

　　TF1：定時器T1溢出標志，可由程序查詢和清零，TF1也是中斷請求源，當CPU響應T1中斷時由硬件清零。

　　TF0：定時器T0溢出標志，可由程序查詢和清零，TF0也是中斷請求源，當CPU響應T0中斷時由硬件清零。

　　TR1：T1充許計數控制位，為1時充許T1計數。

　　TR0：T0充許計數控制位，為1時充許T0計數。

　　IE1：外部中斷1請示源（INT1，P3.3）標志。IE1＝1，外部中斷1正在向CPU請求中斷，當CPU響應該中斷時由硬件清“0”IE1（邊沿觸發方式）。

　　IT1：外部中斷源1觸發方式控制位。IT1＝0，外部中斷1程控為電平觸發方式，當INT1（P3.3）輸入低電平時，置位IE1。

　　IE0：外部中斷0請示源（INT0，P3.2）標志。IE0＝1，外部中斷1正在向CPU請求中斷，當CPU響應該中斷時由硬件清“0”IE0（邊沿觸發方式）。

　　IT0：外部中斷源0觸發方式控制位。IT0＝0，外部中斷1程控為電平觸發方式，當INT0（P3.2）輸入低電平時，置位IE0。

　　10、SCON----串行通信控制寄存器

　　它是一個可尋址的專用寄存器，用于串行數據的通信控制，單元地址是98H，其結構格式如下：

　?。?）SM0、SM1：串行口工作方式控制位。

　　SM0，SM1 工作方式

　　00 方式0－波特率由振蕩器頻率所定：振蕩器頻率/12

　　01 方式1－波特率由定時器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD ×（T1溢出率）/32

　　10 方式2－波特率由振蕩器頻率和SMOD所定：2SMOD ×振蕩器頻率/64

　　11 方式3－波特率由定時器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD ×（T1溢出率）/32

　?。?）SM2：多機通信控制位?！?br》 多機通信是工作于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收狀態，當串行口工作于方式2或3，以及SM2=1時，只有當接收到第9位數據（RB8）為1時，才把接收到的前8位數據送入SBUF，且置位RI發出中斷申請，否則會將接受到的數據放棄。當SM2=0時，就不管第位數據是0還是1，都難得數據送入SBUF，并發出中斷申請。

　　工作于方式0時，SM2必須為0。

　　（3）REN：允許接收位?！?br》 REN用于控制數據接收的允許和禁止，REN=1時，允許接收，REN=0時，禁止接收。

　　（4）TB8：發送接收數據位8?！?br》 在方式2和方式3中，TB8是要發送的——即第9位數據位。在多機通信中同樣亦要傳輸這一位，并且它代表傳輸的地址還是數據，TB8=0為數據，TB8=1時為地址。

　?。?）RB8：接收數據位8。

　　在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位數據，用以識別接收到的數據特征。

　?。?）TI：發送中斷標志位。

　　可尋址標志位。方式0時，發送完第8位數據后，由硬件置位，其它方式下，在發送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示幀發送結束，TI可由軟件清“0”。

　?。?）RI：接收中斷標志位。

　　可尋址標志位。接收完第8位數據后，該位由硬件置位，在其他工作方式下，該位由硬件置位，RI=1表示幀接收完成。

　　11、PCON-----電源管理寄存器

　　PCON主要是為CHMOS型單片機的電源控制而設置的專用寄存器，單元地址是87H，其結構格式如下：

　　在CHMOS型單片機中，除SMOD位外，其他位均為虛設的，SMOD是串行口波特率倍增位，當SMOD=1時，串行口波特率加倍。系統復位默認為SMOD=0。

　　12、T2CON-----T2狀態控制寄存器

　　TF2：T2溢出中斷標志。TF2必須由用戶程序清“0”。當T2作為串口波特率發生器時，TF2不會被置“1”。

　　EXF2：定時器T2外部中斷標志。EXEN2為1時，當T2EX（P1.1）發生負跳變時置1中斷標志DXF2，EXF2必須由用戶程序清“0”。

　　TCLK：串行接口的發送時鐘選擇標志。TCLK=1時，T2工作于波特率發生器方式。

　　RCLK：串行接口的接收時鐘選擇標志位。RCLK＝1時，T2工作于波特率發生器方式。

　　EXEN2：T2的外部中斷充許標志。

　　C/T2：外部計數器/定時器選擇位。C/T2=1時，T2為外部事件計數器，計數脈沖來自T2（P1.0）；C/T2=0時，T2為定時器，振蕩脈沖的十二分頻信號作為計數信號。

　　TR2：T2計數/定時控制位。TR1為1時充許計數，為0時禁止計數。

　　CP/RL2：捕捉和常數自動再裝入方式選擇位。為1時工作于捕捉方式，為0時T2工作于常數自動再裝入方式。當TCLK或RCLK為1時，CP/RL2被忽略，T2總是工作于常數自動再裝入方式。

　　下面對T2CON的D0、D2、D4、D5幾位主要控制T2的工作方式，下面對這幾位的組合關系進行總結

　　MCS-51與中斷有關的寄存器、中斷入口地址及編號

　　1、中斷入口地址及編號

　　MCS-51在每一個機器周期順序檢查每一個中斷源，在機器周期的S6按優先級處理所有被激活的中斷請求，此時，如果CPU沒有正在處理更高或相同優先級的中斷，或者現在的機器周期不是所執行指令的最后一個機器周期，或者CPU不是正在執行RETI指令或訪問IE和IP的指令（因為按MCS-51中斷系統的特性規定，在執行完這些指令之后，還要在繼續執行一條指令，才會響應中斷），CPU在下一個機器周期響應激活了的最高級中斷請求。

　　中斷響應的主要內容就是由硬件自動生成一條長調用LCALL addr16指令，這里的addr16就是程序存儲器中相應的中斷區入口地址，這些中斷源的服務程序入口地址如下：

　　生成LCALL指令后，CPU緊跟著便執行之。首先將PC（程序計數器）的內容壓入堆棧保護斷點，然后把中斷入口地址賦予PC，CPU便按新的PC地址（即中斷服務程序入口地址）執行程序。

　　值得一提的是，各中斷區只有8個單元，一般情況下（除非中斷程序非常簡單），都不可能安裝下一個完整的中斷服務程序。因此，通常是在這些入口地址區放置一條無條件轉移指令，使程序按轉移的實際地址去執行真正的中斷服務程序。

　　對于匯編，中斷函數的一般形式為：

　　對于C語言，中斷函數的一般形式為：

　　2、與中斷有關的寄存器

　?。?） 定時器控制寄存器TCON

　　IE1：外部邊沿觸發中斷1請求標志，其功能和操作類似于TF0。

　　IT1：外部中斷1類型控制位，通過軟件設置或清除，用于控制外中斷的觸發信號類型。IT1=1，邊沿觸發。IT=0是電平觸發。

　　IE0：外部邊沿觸發中斷0請求標志，其功能和操作類似于IE1。

　　IT0：外部中斷0類型控制位，通過軟件設置或清除，用于控制外中斷的觸發信號類型。其功能和操作類似于IE1。

　　（2） 中斷允許寄存器IE

　　EA：中斷總控制位，EA=1，CPU開放中斷。EA=0，CPU禁止所有中斷。

　　ES：串行口中斷控制位，ES=1允許串行口中斷，ES=0，屏蔽串行口中斷。

　　ET1：定時/計數器T1中斷控制位。ET1=1，允許T1中斷，ET1=0，禁止T1中斷。

　　EX1：外中斷1中斷控制位，EX1=1，允許外中斷1中斷，EX1=0，禁止外中斷1中斷。

　　ET0：定時/計數器T0中斷控制位。ET1=1，允許T0中斷，ET1=0，禁止T0中斷。

　　EX0：外中斷0中斷控制位，EX1=1，允許外中斷0中斷，EX1=0，禁止外中斷0中斷。

　?。?） 中斷優選級控制寄存器IP

　　PS：串行口中斷口優先級控制位，PS=1，串行口中斷聲明為高優先級中斷，PS=0，串行口定義為低優先級中斷。

　　PT1：定時器1優先級控制位。PT1=1，聲明定時器1為高優先級中斷，PT1=0定義定時器1為低優先級中斷。

　　PX1：外中斷1優先級控制位。PT1=1，聲明外中斷1為高優先級中斷，PX1=0定義外中斷1為低優先級中斷。

　　PT0：定時器0優先級控制位。PT1=1，聲明定時器0為高優先級中斷，PT1=0定義定時器0為低優先級中斷。

　　PX0：外中斷0優先級控制位。PT1=1，聲明外中斷0為高優先級中斷，PX1=0定義外中斷0為低優先級中斷。

　　（4）串行通信控制寄存器SCON

　　它是一個可尋址的專用寄存器，用于串行數據的通信控制，單元地址是98H，其結構格式如下：

　　TI：發送中斷標志位。

　　方式0時，發送完第8位數據后，由硬件置位，其它方式下，在發送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示幀發送結束，TI可由軟件清“0”。

　　RI：接收中斷標志位。

　　接收完第8位數據后，該位由硬件置位，在其他工作方式下，該位由硬件置位，RI=1表示幀接收完成。

　?。?）T2狀態控制寄存器T2CON

　　TF2：T2溢出中斷標志。TF2必須由用戶程序清“0”。當T2作為串口波特率發生器時，TF2不會被置“1”。

　　EXF2：定時器T2外部中斷標志。EXEN2為1時，當T2EX（P1.1）發生負跳變時置1中斷標志DXF2，EXF2必須由用戶程序清“0”。

　　EXEN2：T2的外部中斷充許標志