51单片机所有寄存器介绍

• 参考资料：Intel官方《MCS-51 Programmer’s Guide and Instruction Set.pdf》
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一、前言

• 51单片机的寄存器和ARM不一样，有自己专有的名称，叫SFR（特殊功能寄存器），地址是8位的0x80-0xFF（该地址与IRAM地址复用，通过不同的汇编操作指令来区分）；
  • 因为51单片机中的寄存器不是通过指针来读写，而是通过伪指令定义别名后来直接读写，因此这一块的编程也是和ARM不同的地方，寄存器读写相关的代码都不能和32位ARM的代码复用；
• 因为51单片机特殊功能寄存器最多只能有128个，对于当前很多应用场景下的的MCU来说明显不够，那么很多芯片厂商会对寄存器进行扩展，例如选2个寄存器作为二级寄存器地址，选2个寄存器作为二级寄存器数据，那么通过多操作几次寄存器就能扩展16位或32位的寄存器容量；
  • 扩展寄存器的代价是牺牲了速度（操作一次16位寄存器要读写好几个SFR寄存器），但当前很多51单片机都做到了1T（一个时钟周期执行一条指令），主频200M+，所以这点花销是可以忽略的；
• 原始的MCS-51核用到的寄存器很少，但这些中也只有大部分是通用的，一些兼容MCS-51指令集的CPU核也会删除或修改里面一些寄存器（特别是有些8052寄存器）；
  • 一些8051核的IP商会将剩下的一百多个寄存器占用得差不多，而且不同的8051核所用的寄存器含义都不一样；而之后芯片厂商一般会将所有的128个寄存器用完，甚至还扩展出二级寄存器使用；
  • 不同厂商51单片机的寄存器会不一样，因此底层硬件相关的代码并不通用，也就是说如果有驱动概念的话，换一款51芯片就得重写一次驱动；
• 标准MSC-51寄存器
  • 寄存器地址为0x00-0xFF，其中只有0x80-0xFF特殊功能寄存器SFR与IRAM的地址是复用的，通过不同的汇编指令可以分别操作SFR和IRAM；而0x00-0x7F通用寄存器地址就是IRAM；所以SP堆栈指针不能设置到0x00-0x07，会与R0-R7冲突，但是可以设置到0x80-0xFF，与SFR不冲突；
  • 寄存器地址0x00-0x7F是通用寄存器，同时也占用IRAM地址，例如4组R0-R7（ARM中类似的是R0-R31）和16字节位寻址，以及未使用的几十个字节；0x80-0xFF是SFR特殊功能寄存器，类似于ARM中的外设寄存器，不占用IRAM地址；
• 如果程序需要从ROM加载到RAM中执行，那么是加载到0地址的外部RAM，和IRAM无关，操作内外RAM的汇编指令不一样，它们的总线宽度一个只有8位一个16位；
  • IRAM一般只有128B、256B；

二、所有寄存器信息的表格

• 0x00-0x7F通用寄存器（占用IRAM地址）

• 0x80-0xFF SFR特殊功能寄存器，加粗为8051的，斜体+下划线是8052专有（不占用IRAM地址）

• MCS-51寄存器详细描述

• 汇编编程相关寄存器

• 系统设置和外设寄存器（串口、GPIO、定时器）