寄存器 存储器 锁存器

                                                            寄存器

转载出处：http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_a05b986d0101545c.html?vt=4

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）：

X

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)。
　　例：57H+3AH（01010111+00111010）
F0：用户标志位
　　由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。
RS1、RS0：工作寄存器组选择位
　　通过修改PSW中的RS1、RS0两位的状态，就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了MCS-51现场保护和现场恢复的速度。对于提高CPU的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中，不需要四组工作寄存器，那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。

0V：溢出标志位
　　运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1；无溢出，OV＝0。什么是溢出我们后面的章节会讲到。
P：奇偶校验位
　　它用来表示ALU运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。若为奇数，则P=1，否则为0。运算结果有奇数个1，P＝1；运算结果有偶数个1，P＝0。
　　例：某运算结果是78H（01111000），显然1的个数为偶数，所以P=0。
4、DPTR（DPH、DPL）--------数据指针
　　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。
5、P0、P1、P2、P3--------输入输出口（I/O）寄存器
　　这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口（I/O）的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。
6、IE-----中断充许寄存器
可按位寻址，地址：A8H

EA （IE.7）：EA=0时，所有中断禁止（即不产生中断）；EA=1时，各中断的产生由个别的允许位决定 - （IE.6）：保留 ET2（IE.5）：定时2溢出中断充许（8052用） ES （IE.4）：串行口中断充许（ES=1充许，ES=0禁止） ET1（IE.3）：定时1中断充许 EX1（IE.2）：外中断INT1中断充许 ET0（IE.1）：定时器0中断充许 EX0（IE.0）：外部中断INT0的中断允许 7、IP-----中断优先级控制寄存器
可按位寻址，地址位B8H

- （IP.7）：保留 - （IP.6）：保留 PT2（IP.5）：定时2中断优先（8052用） PS （IP.4）：串行口中断优先 PT1（IP.3）：定时1中断优先 PX1（IP.2）：外中断INT1中断优先 PT0（IP.1）：定时器0中断优先 PX0（IP.0）：外部中断INT0的中断优先 8、TMOD-----定时器控制寄存器
不按位寻址，地址89H

GATE ：定时操作开关控制位，当GATE=1时，INT0或INT1引脚为高电平，同时TCON中的TR0或TR1控制位为1时，计时/计数器0或1才开始工作。若GATE=0，则只要将TR0或TR1控制位设为1，计时/计数器0或1就开始工作。 C/T ：定时器或计数器功能的选择位。C/T=1为计数器，通过外部引脚T0或T1输入计数脉冲。C/T=0时为定时器，由内部系统时钟提供计时工作脉冲。 M1 、M0：T0、T1工作模式选择位 
9、TCON-----定时器控制寄存器
可按位寻址，地址位88H

TF1：定时器T1溢出标志，可由程序查询和清零，TF1也是中断请求源，当CPU响应T1中断时由硬件清零。 TF0：定时器T0溢出标志，可由程序查询和清零，TF0也是中断请求源，当CPU响应T0中断时由硬件清零。 TR1：T1充许计数控制位，为1时充许T1计数。 TR0：T0充许计数控制位，为1时充许T0计数。 IE1：外部中断1请示源（INT1，P3.3）标志。IE1＝1，外部中断1正在向CPU请求中断，当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE1（边沿触发方式）。 IT1：外部中断源1触发方式控制位。IT1＝0，外部中断1程控为电平触发方式，当INT1（P3.3）输入低电平时，置位IE1。 IE0：外部中断0请示源（INT0，P3.2）标志。IE0＝1，外部中断1正在向CPU请求中断，当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE0（边沿触发方式）。 IT0：外部中断源0触发方式控制位。IT0＝0，外部中断1程控为电平触发方式，当INT0（P3.2）输入低电平时，置位IE0。 10、SCON----串行通信控制寄存器
　　它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是98H，其结构格式如下：

(1)SM0、SM1：串行口工作方式控制位。
　　SM0，SM1 工作方式
　　　　　00 方式0－波特率由振荡器频率所定：振荡器频率/12
　　　　　01 方式1－波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD ×(T1溢出率)/32
　　　　　10 方式2－波特率由振荡器频率和SMOD所定：2SMOD ×振荡器频率/64
　　　　　11 方式3－波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定：2SMOD ×(T1溢出率)/32
(2)SM2：多机通信控制位。< br> 多机通信是工作于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收状态，当串行口工作于方式2或3，以及SM2=1时，只有当接收到第9位数据（RB8）为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将接受到的数据放弃。当SM2=0时，就不管第位数据是0还是1，都难得数据送入SBUF，并发出中断申请。
工作于方式0时，SM2必须为0。
(3)REN：允许接收位。< br> REN用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收。
(4)TB8：发送接收数据位8。< br> 在方式2和方式3中，TB8是要发送的——即第9位数据位。在多机通信中同样亦要传输这一位，并且它代表传输的地址还是数据，TB8=0为数据，TB8=1时为地址。
(5)RB8：接收数据位8。
在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位数据，用以识别接收到的数据特征。
(6)TI：发送中断标志位。
可寻址标志位。方式0时，发送完第8位数据后，由硬件置位，其它方式下，在发送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示帧发送结束，TI可由软件清“0”。
(7)RI：接收中断标志位。
可寻址标志位。接收完第8位数据后，该位由硬件置位，在其他工作方式下，该位由硬件置位，RI=1表示帧接收完成。
11、PCON-----电源管理寄存器
　　 PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，单元地址是87H，其结构格式如下：

　在CHMOS型单片机中，除SMOD位外，其他位均为虚设的，SMOD是串行口波特率倍增位，当SMOD=1时，串行口波特率加倍。系统复位默认为SMOD=0。
12、T2CON-----T2状态控制寄存器

TF2：T2溢出中断标志。TF2必须由用户程序清“0”。

存储器

简介

1. 1

   51单片机从物理结构上，可分为片内，片外程序存储器，片内片外数据存储器。

2. 2

   51单片机从功能上，有程序存储器，片内数据存储器，特殊功能寄存器，位地址空间，片外数据存储器。

   END

程序存储器

1. 1

   51单片机的程序存储器用于存储代码和一些固定表格常数。

                     可寻址的程序存储器空间为64KB。

2. 2

   51单片机的从物理角度上可分为：片内，片外程序存储器，作为编址空间，编址规律是：先片内，后片外，片内片外连续，不重叠。

   如图：为51单片机程序存储器编址图。

   
3. 3

   单片机如何执行指令?

   如图：

   
4. 4

   程序地址空间一般可以根据用户需要任意安排使用，但是cpu执行特殊程序的入口地址，用户必须按照规定存放相应的程序。

   特殊程序入口地址如图：

   
   END

数据存储器

1. 51单片机内外数据存储器是两个独立的地址空间，应单独编址。

   片内数据存储器地址空间"00H-FFH"，RAM地址空间“00H-7FH”特殊功能寄存器SFR地址空间“80H-FFH”

   片外数据存储器地址空间“0000H-FFFFH”

   如图：

   
2. 为了使片内数据存储器的存储空间合理运用，对低128字节的RAM划分了不同的功能区。

   如图：

   
3. 工作寄存器区，地址空间00-1FH，功能是用于临时寄存8位信息。

   工作寄存器分为4组，每组8个寄存器，用R0-R7表示。

   使用那组寄存器通过程序状态字PSW中的PSW.3(RS0)和PSW.4(RS1)控制。

   如图：

   
4. 位寻址区，地址空间20H-2FH,16个单元，共128位。

5. 数据缓冲区，地址空间30H-7FH,共80个单元。

   END

特殊功能寄存器

1. 特殊功能寄存器（SFR,Special Function Registers）别称专用寄存器，主要用于管理，控制，片内逻辑部件，并行i/o口，串行i/O口，定时器/计数器，中断系统等功能模块的工作。

2. 51单片机中，专用寄存器与片内RAM统一编址，且作为直接寻址使用。

3. 51单片机有18个专用寄存器，其中3个是双字节寄存器，占用21个字节。

4. 在SFR块的地址空间80H-FFH中，仅仅只有21个字节作为特殊功能寄存器离散分布在这128个字节范围中，其余字节无定义，但是用户不能对这些字节进行“读写操作”

5. 下图为特殊功能寄存器的名称，表示符，地址一览表。

   
6. 
   

锁存器

所谓锁存就是就是把当前的状态锁存起来，使CPU送出的数据在接口电路的输出端保持一段时间锁存后状态不再发生变化，直到解除锁定。还有些芯片具有锁存器，比如芯片74LS244就具有锁存的功能，它可以通过把一个引脚置高后，输出就会保持现有的状态，直到把该引脚清0后才能继续变化。

转载地址：http://www.elecfans.com/baike/bandaoti/bandaotiqijian/20100309183644.html

锁存器的原理分析

锁存器就是把单片机的输出的数先存起来,可以让单片机继续做其它事.. 
比如74HC373就是一种锁存器 
它的LE为高的时候,数据就可以通过它.当为低时,它的输出端就会被锁定,即为刚才通过的数据,这样,就可以保持这个状态.

74HC373是CMOS电路 
74LS373是TTL电路 
都是8D锁存器

钟控 RS 触发器的 S 输入端，通过非门连接到 R 输入端，组成单输入触发器，通常把这个电路叫做 D 锁存器。如下图示。

 

当CP = 1 时,输出端的状态随输入端的状态而改变。Q n+1 = D ,　存入新的数据；当CP = 0 时,无论 D 如何变化，输出端的状态保持不变。Q n+1 = Q n，存入的数据不变。为了触发器可靠的工作，要求 D 输入信号先于CP = 1 的信号，称为建立时间 t set。

    本八路抢答器设计使用方法非常简单，从上述工作原理可知，抢答前只需先将开关K置于2，然后再置于1，即可进行抢答 . 顺便提一下，由于当按钮开关AN0先按下时，数码管显示0，这与我们平时的编号习惯有点不同。本八路抢答器论文中关于原理的分析内容均为http://www.51hei.com单片机教程网，工作人员得出如有错误请指正。本设计元件选择:锁存器选用74ls373 八路锁存器，编码器用 74ls148 三线编码器，数码显示驱动器用bcd码七段译码器74ls247与共阳极七段数码管搭配，控制电路由八输入与非门 74ls30和一个或门、一个非门构成，或门用74ls32二输入四或门，非门 74ls04六反相器。

    八路抢答器原理图如下图所示，看起来其实也很简单的。锁存器输入信号均为同一电平时，控制电路输出控制信号使锁存器进入工作状态，这时锁存器输入端的电平送往相应的输出端，当有一输入端电平发生跳变时，其对应输出端电平也随着变，此变化的输出电平送入控制电路，控制电路产生使锁存器锁存的控制信号，锁存器我们知道只要给他控制端一个电平他就进入锁存工作状态，不管任何一个输入端电平发生了变化，各输出端电平都会保持不变,与其它输出端电平不一样的那个输出端的电平经编码器编码后送入数码显示译码器，控制驱动器驱动七段数码管进行数字的显示。

八路抢答器原理图]

八路抢答器电路工作原理:
输入锁存
当八路锁存器74ls373的 s 端为高电平时，锁存器输入端 (1D-8D)的电平能直接送到相应的输出端1Q-8q当S端由高电平变到低电平时，锁存器锁存，即输入端电平不能送到输出端，各输出端保持锁存前的电平.先将开关 K 置于2，此时 74LS373 的S端为高电平，其各输入端的高电平直接送到各相应的输出端， 从而使八输入端与非门74LS373 的八个输入端均为高电平，导致其输出为低电平，经非门1后变成高电平，再由或门送到 74LS373 的S 控制端，然后将开关K 置于1，这时由于或门的另一输入仍为高电平，故S控制端仍保持高电平，当八个按钮开关AN0-NA7 中有一个先按下时，其对应的 D 端变为低电平，此低电平经锁存器送到相应的Q 输出端，这时74LS的八个输入端中因有一个端变低电平，所以它的输出端变为高电平，经非门1和或门后，使s控制端由高电平变成低电平，74LS373 执行锁存功能，如果这时 还有按钮按下，锁存器对应的输出端电平也不会变.

[八路抢答器电路图]

编码和译码显示
74LS74LS为输入低电平有效和输出低电平有效，即当I0端为低电平而其它输入端为高电平时，输出端Y2,Y1,Y0均为高电平，I1端为低电平而其它输入端为高电平时，Y2,Y1端均为高电平，Y0 端为低电平，以此类推锁存在锁存器输出端的低电平送到74LS148，由 74LS148进行编码，编成的二进制代码电平经非门 2 3 4分别倒相后，送到BCD码七段译码驱动器74LS247再由74LS247输出端送出驱动电平驱动共阳极七段数码管5EF105显示相应的数字，如I0端为低电平时，显示0;I4端为低电平时，显示4，当八个按钮开关都不按下时，由于锁存器的各输出端均为高电平，经74LS30后使74LS247的熄灭控制端得到低电平，因此数码管不