Регистр флагов (PSW) микроконтроллера 8051.
| Символ | Позиция | Имя и назначение | ||||||||||||||||||||
| P | PSW.0 | Флаг приоритета. Устанавливается и сбрасывается аппаратно в каждом цикле команды и фиксирует нечетное/четное число единичных бит в аккумуляторе | ||||||||||||||||||||
| - | PSW.1 | Не используется | ||||||||||||||||||||
| OV | PSW.2 | Флаг переполнения. Устанавливается и сбрасывается аппаратно при выполнении арифметических операций | ||||||||||||||||||||
| RS0 - RS1 | PSW.3 - PSW.4 | Биты выбора используемого банка регистров. Могут быть изменены программным путем
| ||||||||||||||||||||
| F0 | PSW.5 | Флаг пользователя. Может быть установлен, сброшен или проверен программой пользователя | ||||||||||||||||||||
| АС | PSW.6 | Флаг вспомогательного переноса. Устанавливается и сбрасывается только аппаратными средствами при выполнении команд сложения и вычитания и сигнализирует о переносе или заеме в бите 3 аккумулятора | ||||||||||||||||||||
| C | PSW.7 | Флаг переноса. Устанавливается и сбрасывается как аппаратно, так и программным путем |
Таблица 1.2 Перечень флагов, их символические имена и условия формирования
Наиболее “активным” флагом PSW является флаг переноса, который принимает участие и модифицируется в процессе выполнения множества операций, включая сложение, вычитание и сдвиги. Кроме того, флаг переноса (C) выполняет функции “булева аккумулятора” в командах, манипулирующих с битами. Флаг переполнения (OV) фиксирует арифметическое переполнение при операциях над целыми числами со знаком и делает возможным использование арифметики в дополнительных кодах. ALU не управляет флагами селекции банка регистров (RS0, RS1), их значение полностью определяется прикладной программой и используется для выбора одного из четырёх регистровых банков.
В микропроцессорах, архитектура которых опирается на аккумулятор, большинство команд работают с ним, используя неявную адресацию. В Intel 8051 дело обстоит иначе. Хотя процессор имеет в своей основе аккумулятор, он может выполнять множество команд и без его участия. Например, данные могут быть переданы из любой ячейки RDM в любой регистр, любой регистр может быть загружен непосредственным операндом и т.д. Многие логические операции могут быть выполнены без участия аккумулятора. Кроме того, переменные могут быть инкрементированы, декрементированы и проверены без использования аккумулятора. Флаги и управляющие биты могут быть проверены и изменены аналогично.
регистры ввода/вывода, специальные регистры.
Регистры ввода/вывода предназначены для управления функциональными блоками микроконтроллера, энергонезависимой памятью данных и программ. В различных операциях регистры могут участвовать целиком или отдельными битами. Отдельный бит регистра обычно именуется флагом. Обращение к регистрам в различных архитектурах организуется различным образом. Обычно обращение к ним осуществляется как к элементам процессорного ядра по присвоенным в архитектуре адресам и именам, в ряде случаев к ним обращаются с помощью специальных команд ввода/вывода.
В микроконтроллере 8051 обращение к специальным регистрам организовано так же, как и к ячейкам памяти. Каждый регистр имеет свой адрес в резидентной памяти данных.
| Адрес | Символ | Наименование |
| 0E0H | *АСС | Аккумулятор (Accumulator) |
| 0F0H | *В | Регистр расширитель аккумулятора (Multiplication Register) |
| 0D0H | *PSW | Слово состояния программы (Program Status Word) |
| 080Н | *P0 | Порт 0 (SFR P0) |
| 090H | *Р1 | Порт 1 (SFR P1) |
| 0A0H | *P2 | Порт 2 (SFR P2) |
| 0B0H | *P3 | Порт 3 (SFR РЗ) |
| 081H | SP | Регистр указатель стека (Stack Pointer) |
| 083H | DPH | Старший байт регистра указателя данных DPTR (Data Pointer High) |
| 082H | DPL | Младший байт регистра указателя данных DPTR (Data Pointer Low) |
| 08CH | TH0 | Старший байт таймера 0 () |
| 08AH | TL0 | Младший байт таймера 0 () |
| 08DH | TH1 | Старший байт таймера 1 () |
| 08BH | TL1 | Младший байт таймера 1 () |
| 089H | TMOD | Регистр режимов таймеров счетчиков (Timer/Counter Mode Control Register) |
| 088H | *TCON | Регистр управления статуса таймеров (Timer/Counter Control Register) |
| 0B8H | *IP | Регистр приоритетов (Interrupt Priority Control Register) |
| 0A8H | *IE | Регистр маски прерывания (Interrupt Enable Register) |
| 087H | PCON | Регистр управления мощностью (Power Control Register) |
| 098H | *SCON | Регистр управления приемопередатчиком (Serial Port Control Register) |
| 099H | SBUF | Буфер приемопередатчика (Serial Data Buffer) |
Таблица 1.3 Размещение регистров специальных функций в пространстве SFR
ПРИМЕЧАНИЕ. Регистры, символ которых отмечен знаком (*), допускают адресацию своих отдельных бит при использовании команд из группы команд операций над битами:
| Адрес байта | Адреса битов по разрядам | Имя регистра | |||||||
| Adr | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | Name |
| F0H | F7 | F6 | F5 | F4 | F3 | F2 | F1 | F0 | B |
| ... | . . . | ... | |||||||
| E0H | E7 | E6 | E5 | E4 | E3 | E2 | E1 | E0 | ACC |
| ... | . . . | ... | |||||||
| D0H | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | PSW |
| ... | . . . | ... | |||||||
| B8H | - | - | - | BC | BB | BA | B9 | B8 | IP |
| ... | . . . | ... | |||||||
| B0 | B7 | B6 | B5 | B4 | B3 | B2 | B1 | B0 | P3 |
| ... | . . . | ... | |||||||
| A8H | AF | - | - | AC | AB | AA | A9 | A8 | IE |
| ... | . . . | ... | |||||||
| A0H | A7 | A6 | A5 | A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | P2 |
| ... | . . . | ... | |||||||
| 98H | 9F | 9E | 9D | 9C | 9B | 9A | SCON | ||
| ... | . . . | ... | |||||||
| 90H | P1 | ||||||||
| ... | . . . | ... | |||||||
| 88H | 8F | 8E | 8D | 8C | 8B | 8A | TCON | ||
| ... | . . . | ... | |||||||
| 80H | P0 |
Таблица 1.4 Карта адресуемых битов в блоке регистров специальных функций
ПРИМЕЧАНИЕ. Адрес прямо адресуемых битов может быть записан либо в виде выражения (Название Регистра ).(Разряд), например выражение SCON.3 означает адрес третьего разряда регистра SCON, либо в виде абсолютного битового адреса, который для данного бита равен (см. таблицу) 9B. Кроме того, некоторые биты управляющих регистров имеют собственные названия, так например данный бит имеет название TB8
Отметим, что регистры занимают только часть 128-байтового адресного пространства. Те ячейки памяти с адресами 80H-0FFH, которые не заняты регистрами, физически отсутствуют, на кристаллах микроконтроллеров семейства 8051 при обращении к ним можно прочитать лишь код команды возврата.
Регистры специальных функций управляют работой блоков, входящих в микроконтроллер.
Ø Регистры-защелки SFR параллельных портов P0...P3 - служат для ввода-вывода информации.
Ø Две регистровые пары с именами TH0, TL0 и TH1, TL1 представляют собой регистры, двух программно-управляемых 16-битных таймеров-счетчиков.
Ø Режимы таймеров-счетчиков задаются с использованием регистра TMOD, а управление ими осуществляется с помощью регистра TCON.
Ø Для управления режимами энергопотребления микро-ЭВМ используется регистр PCON.
Ø Регистры IP и IE управляют работой системы прерываний микро-ЭВМ,
Ø регистры SBUF и SCON — работой приемопередатчика последовательного порта.
Ø Регистр-указатель стека SP в микро-ЭВМ рассматриваемого семейства — восьми битный. Он может адресовать любую область внутренней памяти данных. У микро-ЭВМ семейства 8051 стек «растет вверх», т.е. перед выполнением команды PUSH или CALL содержимое SP инкрементируется, после чего производится запись информации в стек. Соответственно при извлечении информации из стека регистр SP декрементируется после извлечения информации. В процессе инициализации микро-ЭВМ после сигнала сброса или при включении питающего напряжения в SP заносится код 07Н. Это означает, что первый элемент стека будет располагаться в ячейке памяти с адресом 08Н.
Ø Регистр-указатель данных DPTR чаще всего используют для фиксации 16-битного адреса в операциях обращения к внешней памяти программ и данных. С точки зрения программиста он может выступать как в виде одного 16-битного регистра, так и в виде двух независимых регистров DPL и DPH
Ø Аккумулятор (АСС) является источником операнда и местом фиксации результата при выполнении арифметических, логических операций и ряда операций передачи данных. Кроме того, только с использованием аккумулятора могут быть выполнены операции сдвигов, проверка на нуль, формирование флага паритета и т.п. В распоряжении пользователя имеются 8 регистров общего назначения R0–R7 одного из четырёх возможных банков. При выполнении многих команд в АЛУ формируется ряд признаков операции (флагов), которые фиксируются в регистре PSW.
Ø Регистр Виспользуется как источник и как приемник при операциях умножения и деления, обращение к нему, как к регистру SFR, производится аналогично аккумулятору.
Ø При выполнении ряда команд в арифметико-логическом устройстве (АЛУ) формируются признаки операций — флаги, которые фиксируются в регистре PSW.