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8051单片机的寄存器

更新时间: 2021-08-28
阅读量:6251

CPU中使用寄存器来临时存储信息,这些信息可以是要处理的数据,也可以是指向要获取的数据的地址。在8051单片机中,有一种数据类型是8位,从MSB(最高有效位)D7到LSB(最低有效位)D0。对于 8 位数据类型,任何大于 8 位的数据类型都必须在处理之前分成 8 位块。

8051中使用最广泛的寄存器是 A(累加器)、B、R0-R7、DPTR(数据指针)和 PC(程序计数器)。所有这些寄存器都是 8 位的,除了 DPTR 和 PC。

一、8051中的存储寄存器

我们将在这里讨论以下类型的存储寄存器:

1.累加器;
2.寄存器;
3.B寄存器;
4.数据指针 (DPTR);
5.程序计数器 (PC);
6.堆栈指针 (SP)。

(1)累加器

累加器寄存器 A 用于所有算术和逻辑运算。如果累加器不存在,则每次计算(加法、乘法、移位等)的每个结果都将存储到主存储器中。访问主存储器比访问诸如累加器之类的寄存器慢,因为用于大主存储器的技术比用于寄存器的技术慢(但更便宜)。

(2)“R”寄存器

“R”寄存器是一组八个寄存器,即 R0、R1 到 R7。这些寄存器在许多操作中用作辅助或临时存储寄存器。考虑 10 和 20 之和的示例。将变量 10 存储在累加器中,并将另一个变量 20 存储在寄存器 R4 中。要处理加法操作,请执行以下命令:

ADD A,R4

执行此指令后,累加器将包含值 30。因此“R”寄存器是非常重要的辅助或帮助寄存器。如果不是这些“R”寄存器,单独的累加器不会很有用。“R”寄存器用于临时存储值。

让我们再举一个例子。我们将 R1 和 R2 的值相加,然后从结果中减去 R3 和 R4 的值。

MOV A,R3   ;Move the value of R3 into the accumulator
ADD A,R4   ;Add the value of R4
MOV R5,A   ;Store the resulting value temporarily in R5
MOV A,R1   ;Move the value of R1 into the accumulator
ADD A,R2   ;Add the value of R2
SUBB A,R5  ;Subtract the value of R5 (which now contains R3 + R4)

如您所见,我们使用 R5 来临时保存 R3 和 R4 的总和。当然,这不是计算 (R1 + R2) – (R3 + R4) 的最有效方法,但它确实说明了使用“R”寄存器作为临时存储值的方法。

8bit_registers.jpg

(3)“B”寄存器

“B”寄存器与累加器非常相似,因为它可以保存一个 8 位(1 字节)的值。“B”寄存器仅由两条 8051指令使用:MUL AB和DIV AB。为了快速轻松地将 A 乘以或除以另一个数字,您可以将另一个数字存储在“B”中并使用这两个指令。除了使用 MUL 和 DIV 指令外,“B”寄存器通常用作另一个临时存储寄存器,很像第九个 R 寄存器。

(4)数据指针

数据指针 (DPTR) 是 8051唯一的用户可访问的 16 位(2 字节)寄存器。累加器、R0–R7 寄存器和 B 寄存器是 1 字节值寄存器。DPTR 用于指向数据。8051使用它来使用 DPTR 指示的地址访问外部存储器。DPTR 是唯一可用的 16 位寄存器,通常用于存储 2 字节值。

(5)程序计数器

程序计数器 (PC) 是一个 2 字节的地址,它告诉 8051可以在内存中找到下一条要执行的指令。PC 在 8051初始化时从 0000h 开始,每次执行指令后递增。PC 并不总是加 1。有些指令可能需要 2 或 3 个字节;在这种情况下,PC 将增加 2 或 3。

分支、跳转和中断操作将下一个顺序位置以外的地址加载到程序计数器中。激活上电复位将导致寄存器中的所有值丢失。这意味着复位时 PC 的值为 0,迫使 CPU 从 ROM 位置 0000 获取第一个操作码。这意味着我们必须将上行代码的第一个字节放在 ROM 位置 0000 中,因为这是 CPU 希望找到的位置第一条指令。

(6)堆栈指针(SP)

堆栈指针与除 DPTR 和 PC 之外的所有寄存器一样,可以保存 8 位(1 字节)值。堆栈指针告诉从堆栈中删除下一个值的位置。当一个值被压入堆栈时,SP 的值会增加,然后该值被存储在结果内存位置。当一个值从堆栈中弹出时,该值从SP 指示的内存位置返回,然后SP 的值递减。

这个操作顺序很重要。8051初始化时,SP 会被初始化为 07h。如果同时将一个值压入堆栈,则该值将存储在内部 RAM 地址 08h 中,因为 8051会先将 SP 的值(从 07h 到 08h)递增,然后将压入的值存储在该内存中地址 (08h)。8051直接通过 6 条指令修改 SP:PUSH、POP、ACALL、LCALL、RET 和 RETI。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的8051单片机的寄存器。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发,提供8位单片机、16位单片机、32位单片机。