在MCS-51單片機中對特殊功能寄存器的C51定義

在開始講對C51單片機中特殊寄存器(SPR)的定義前,先簡單介紹下我們在進行51單片機開發時經常看到的兩個關鍵字"sbit”和"sfr“:

sfr用於將一個單片機的特殊功能寄存器(specialfunctionregister)賦值給一個變量,這樣在後面的程序中就可以中這個變量指引(referto)該寄存器
sbit與sfr用法類似,只是sbit是位操作,用於將某個sfr中具體位賦值給一個變量,這樣後面程序就可用通過該變量爲該位清0或置1。

接着我們以STC系列的51單片機爲例簡單的瞭解下單片機的特殊功能寄存器佈局,如下:

141637634.gif

MCS-51單片機中,除了程序計數器PC和4組工作寄存器組外,其它所有的寄存器均爲特殊功能寄存器(SPR),分散在片內RAM區的高128字節中,地址範圍爲80H~0FFH。SFR中有11個寄存器具有位尋址能力,它們的字節地址都能被8整除,即字節地址是以8或0爲尾數的。

爲了能直接訪問這些SPR,FranklinC51提供了一種自主形式的定義方法,這種定義方法與標準C語言不兼容,只適合與對MCS-51系列單片機進行C語言編程,特殊的能寄存器C51定義的一般語法格式如下:
sfrsfr-name=intconstant;
“sfr”是定義語句的關鍵字,其後必須跟一個MSC-51單片機真實存在的特殊功能寄存器名,“=”後面必須是一個整型常數,不允許帶有運算符的表達式,是特殊功能寄存器“sfr-name”的字節地址,這個常數值的範圍必須在SFR地址範圍內,位於0x80~0xFF。
例如:
sfrSCON=0x98;    /* 串口控制寄存在器地址98H*/
sfrTMOD=0x89;   /*定時器/計數器方式控制寄存器地址89H*/
MCS-51系列單片機的特殊功能寄存器的數量與類型不盡相同,因此建議將所有特殊的“sfr”定義放入一個頭文件中,該文件應包括MCS-51單片機系列機型中的SFR定義。C51編譯器的“reg51.h”頭文件是這樣一個文件。
在新的MCS-51系列產品中,SFR在功能上經常組合爲16位值,當SFR的高字節地址直接位於低字節之後時,對16位SFR的值可以直接進行訪問。例如52子系列的定時器/計數器2就是這種情況。爲了有效地訪問這類SFR,可使用關鍵字“sfr16”來定義,其定義語句的語法格式與8位SFR相同,只是“=”後面的地址必須用16位於的SFR的低字節地址,即低字節地址作爲“sfr16”的定義地址。例如:
sfr16T2=0xCC/*定時器/計數器2;T2低8位地址爲0CCH,T2高8位地址爲0CDH*/
這種定義適用於所有的新的16位SFR,但不能用於定時器/計數器0和1。
對於位尋址的SFR中的位,C51的擴充功能支持特殊位的定義,像SFR一樣不與標準C兼容,使用“sbit” 來定義位尋址單元。
定義語句的一般語法格式有如下三種:
第一種格式:sbitbit-name=sfr-name^intconstant ;
“sbit”是定義語句的關鍵字,後跟一個尋址位符號名(該位符號名必須是MCS-51單片機中規定的位名稱),“=”後的“sfr=name”中的位號,必須是0~7範圍中的數。例如:
sfrPSW=0Xd0;   /*定義PSW予寄存器地址爲D0H*/
sfrOV=PSW^2;   /*定義OV位爲PSW.2,地址爲D2H/*
sfrCY=PSW^7;   /*定義CY位爲PSW.7 地址爲D7H^*/
第二種格式:sbitbit-name=intconstant^intconstant;
“=”後的intconstant爲尋址地址們所在的特殊功能寄存器的字節地址,“^” 符號後的intconstant爲尋址位在特殊功能寄存器中的位號。例如:
sbitOV=0Xd0^2; /*定義OV位地址是D0H字節中的第2位*/
sbitCY=0XD0^7; /*定義CY位地址是D0H字節中的第7位*/
第三種格式:sbitbit-name=intconstant;
“=”後的intconstant爲尋址位的絕對地址。例如:
sbitOV=0XD2;    /*定義OV位地址爲D2H*/
sbitOY=0XD7;    /*定義CY位地址爲D7H*/
特殊功能位代表了一個獨立的定義類,不能與其它位定義和位域互換。

瞭解完了關於特殊功能寄存器的定義,有人又會產生疑問:

我們用sfrP0=0×80表示P0,用sfrSP=0×81表示SP,這個沒有歧義。但有疑問的是:假如用sbitP0_1=0×81表示P0口的第一位,那麼我想表示SP寄存器的第0位怎麼辦呢?如果也是定義成sbitSP_0=0×81那麼明顯會有二義性,編譯器理解不了。其實這個問題是不存在的,從圖1中可以看出,SPR又可以分爲兩個區域:可位尋址區和不可位尋址區。可位尋址區的寄存器地址能夠被8整除,而不可位尋址區的寄存器地址不滿足這一要求。因此例子中的sbitSP_0=0×81對於SP寄存器這是無效的應該寫成sfrSP=0x81。

例如:sbitP1^1=0x81;sfrSP=0x81;
它們雖然都引用了同一個地址0×81,但是對於編譯器來說,這兩者的含義完全不同,前者因爲有sfr關鍵字,所以是字節地址。後者因爲是sbit關鍵字,所以是位尋址,表示的是一個bit。

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