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在MCS51单片机中对特殊功能寄存器的C51定义

在MCS51单片机中对特殊功能寄存器的C51定义

在开始讲对C51单片机中特殊寄存器(SPR)的定义前,先简单介绍下我们在进行51单片机开发时经常看到的两个关键字"sbit”和"sfr“:

sfr用于将一个单片机的特殊功能寄存器(specialfunctionregister)赋值给一个变量,这样在后面的程序中就可以中这个变量指引(referto)该寄存器
sbit与sfr用法类似,只是sbit是位操作,用于将某个sfr中具体位赋值给一个变量,这样后面程序就可用通过该变量为该位清0或置1。

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接着我们以STC系列的51单片机为例简单的了解下单片机的特殊功能寄存器布局,如下:

在MCS51单片机中对特殊功能寄存器的C51定义

MCS-51单片机中,除了程序计数器PC和4组工作寄存器组外,其它所有的寄存器均为特殊功能寄存器(SPR),分散在片内RAM区的高128字节中,地址范围为80H~0FFH。SFR中有11个寄存器具有位寻址能力,它们的字节地址都能被8整除,即字节地址是以8或0为尾数的。

为了能直接访问这些SPR,FranklinC51提供了一种自主形式的定义方法,这种定义方法与标准C语言不兼容,只适合与对MCS-51系列单片机进行C语言编程,特殊的能寄存器C51定义的一般语法格式如下:
sfrsfr-name=intconstant;
“sfr”是定义语句的关键字,其后必须跟一个MSC-51单片机真实存在的特殊功能寄存器名,“=”后面必须是一个整型常数,不允许带有运算符的表达式,是特殊功能寄存器“sfr-name”的字节地址,这个常数值的范围必须在SFR地址范围内,位于0x80~0xFF。
例如:
sfrSCON=0x98;    /* 串口控制寄存在器地址98H*/
sfrTMOD=0x89;   /*定时器/计数器方式控制寄存器地址89H*/
MCS-51系列单片机的特殊功能寄存器的数量与类型不尽相同,因此建议将所有特殊的“sfr”定义放入一个头文件中,该文件应包括MCS-51单片机系列机型中的SFR定义。C51编译器的“reg51.h”头文件是这样一个文件。
在新的MCS-51系列产品中,SFR在功能上经常组合为16位值,当SFR的高字节地址直接位于低字节之后时,对16位SFR的值可以直接进行访问。例如52子系列的定时器/计数器2就是这种情况。为了有效地访问这类SFR,可使用关键字“sfr16”来定义,其定义语句的语法格式与8位SFR相同,只是“=”后面的地址必须用16位于的SFR的低字节地址,即低字节地址作为“sfr16”的定义地址。例如:
sfr16T2=0xCC/*定时器/计数器2;T2低8位地址为0CCH,T2高8位地址为0CDH*/
这种定义适用于所有的新的16位SFR,但不能用于定时器/计数器0和1。
对于位寻址的SFR中的位,C51的扩充功能支持特殊位的定义,像SFR一样不与标准C兼容,使用“sbit” 来定义位寻址单元。
定义语句的一般语法格式有如下三种:
第一种格式:sbitbit-name=sfr-name^intconstant ;
“sbit”是定义语句的关键字,后跟一个寻址位符号名(该位符号名必须是MCS-51单片机中规定的位名称),“=”后的“sfr=name”中的位号,必须是0~7范围中的数。例如:
sfrPSW=0Xd0;   /*定义PSW予寄存器地址为D0H*/
sfrOV=PSW^2;   /*定义OV位为PSW.2,地址为D2H/*
sfrCY=PSW^7;   /*定义CY位为PSW.7 地址为D7H^*/
第二种格式:sbitbit-name=intconstant^intconstant;
“=”后的intconstant为寻址地址们所在的特殊功能寄存器的字节地址,“^” 符号后的intconstant为寻址位在特殊功能寄存器中的位号。例如:
sbitOV=0Xd0^2; /*定义OV位地址是D0H字节中的第2位*/
sbitCY=0XD0^7; /*定义CY位地址是D0H字节中的第7位*/
第三种格式:sbitbit-name=intconstant;
“=”后的intconstant为寻址位的绝对地址。例如:
sbitOV=0XD2;    /*定义OV位地址为D2H*/
sbitOY=0XD7;    /*定义CY位地址为D7H*/
特殊功能位代表了一个独立的定义类,不能与其它位定义和位域互换。

了解完了关于特殊功能寄存器的定义,有人又会产生疑问:

我们用sfrP0=0×80表示P0,用sfrSP=0×81表示SP,这个没有歧义。但有疑问的是:假如用sbitP0_1=0×81表示P0口的第一位,那么我想表示SP寄存器的第0位怎么办呢?如果也是定义成sbitSP_0=0×81那么明显会有二义性,编译器理解不了。其实这个问题是不存在的,从图1中可以看出,SPR又可以分为两个区域:可位寻址区和不可位寻址区。可位寻址区的寄存器地址能够被8整除,而不可位寻址区的寄存器地址不满足这一要求。因此例子中的sbitSP_0=0×81对于SP寄存器这是无效的应该写成sfrSP=0x81。

例如:sbitP1^1=0x81;sfrSP=0x81;

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