C51单片机引脚功能与特殊功能寄存器详解

80C51单片机引脚图及引脚功能介绍

首先我们来介绍一下单片机的引脚图及引脚功能(如下图所示)， 引脚的具体功能将在下面详细介绍

单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。 ⒈ 电源:

⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉ 时钟:

XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4根，

⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址

② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

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⑵ PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。

② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 ⒋ I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。 P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。

拿到一块单片机，想要使用它，首先必须要知道怎样去连线，我们用的一块C51的芯片为例，我们就看一下如何给它连线。

1、 电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40管脚，负极（地）接20管脚。

2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须供给脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶体震荡器，电容，连上就能了，按图1接上即可。

3、 复位管脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要复要复位，在单片机功能中介绍。

4、 EA管脚：EA管脚接到正电源端。 至此，一个单片机就接好，通上电，单片机就开始工作了。 我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED，显然，这个LED必须要和单片机的某个管脚相连，不然单片机就没法控制它了，那么和哪个管脚相连呢？单片机上除了刚才用掉的5个管脚，还有35个，我们将这个LED和1脚相连。（见图1，其中R1是限流电阻）

按照这个图的接法，当1脚是高电平时，LED不亮，只有1脚是低电平时，LED才发亮。因此要1脚我们要能够控制，也就是说，我们要能够让1管脚按要求变为高或低电平。即然我们要控制

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1脚，就得给它起个名字，总不能就叫它一脚吧？叫它什么名字呢？设计51芯片的INTEL公司已经起好了，就叫它P1.0，这是规定，不能由我们来更改。

图1 单片机简易应用电路图 单片机简易编程

名字有了，我们又怎样让它变'高'或变'低'呢？叫人做事，说一声就能，这叫发布命令，要计算机做事，也得要向计算机发命令，计算机能听得懂的命令称之为计算机的指令。让一个管脚输出高电平的指令是SETB，让一个管脚输出低电平的指令是CLR。因此，我们要P1.0输出高电平，只要写SETB P1.0，要P1.0输出低电平，只要写 CLR P1.0就能了。

现在我们已经有办法让单片机去将P10输出高或低电平了，但是我们怎样才能计算机执行这条指令呢？总不能也对计算机也说一声了事吧。要解决这个问题，还得有几步要走。

第一，计算机看不懂SETB CLR之类的指令，我们得把指令翻译成计算机能懂的方式，再让计算机去读。计算机能懂什么呢？它只懂一样东西——数字。因此我们得把SETB P1.0变为（D2H,90H ），把CLR P1.0变为 （C2H,90H ），至于为什么是这两个数字，这也是由51芯片的设计者--INTEL规定的，我们不去研究。

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第二步，在得到这两个数字后，怎样让这两个数字进入单片机的内部呢？这要借助于一个硬件工具\"编程器\"。如果你还不知道是什么是编程器，我来介绍一下，就是把你在电脑上写出来来的代码用汇编器等编译器生成的一个目标烧写到单片机的eprom里面去的工具，80c51这种类型的单片机编程是一件很麻烦的事情，必要要先装到编程器上编程后才能在设备上使用，而目前最新的s51单片机居然在线编程（isp）功能，不用拔出来利用简单的电路就可以实现把代码写入单片机内部.

我们将编程器与电脑连好，运行编程器的软件，然后在编缉区内写入（D2H,90H）见图2，写入……好，拿下片子，把片子插入做好的电路板，接通电源……什么?灯不亮？这就对了，因为我们写进去的指令就是让

图2

P10输出高电平，灯当然不亮，要是亮就错了。现在我们再拨下这块芯片，重新放回到编程器上，将编缉区的内容改为（C2H,90H），也就是CLR P1.0，写片，拿下片子，把片子插进电路板，接电，好，灯亮了。因为我们写入的（）就是让P10输出低电平的指令。这样我们看到，硬件电路的连线没有做任何改变，只要改变写入单片机中的内容，就能改变电路的输出效果。

MCS-51单片机的特殊功能寄存器

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从图中我们可以看出，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。在一个51单片机的内部包含了这么多的东西。

对图进行进一步的分析，我们已知，对并行I/O口的读写只要将数据送入到相应I/O口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行I/O口等怎么用呢？在单片机中有一些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）。事实上，我们已接触过P1这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？看下表

下面，我们介绍一下几个常用的SFR。

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，

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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指针寄存器

（1）程序计数器PC

指明即将执行的下一条指令的地址，16位，寻址KB范围， 复位时PC = 0000H （2）堆栈指针SP

指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时SP = 07H （3）数据指针DPTR @R0、@R1、@DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围KB。 DPTR = DPH + DPL。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K字节范围内的数据操作 4、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：

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）

下面我们逐一介绍各位的用途

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。这个我们已知了。

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。

5、P0、P1、P2、P3------这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口的寄存器。它里面的

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内容对应着管脚的输出。 IE：中断允许控制寄存器 寄存器地址A8H，位寻址AFH～A8H。 位地AF AE AD AC AB AA A9 A8 址 位符EA / ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 号 EA：中断允许总控制位 当EA=0时，中断总禁止。 当EA=1时，中断总允许后中断的禁止与允许由各中断源的中断允许控制位进行设置。 EX0（ EX1）：外部中断允许控制位 当EX0（ EX1）＝0 禁止外中断 当EX0（ EX1）＝1 允许外中断 ET0（EX1）：定时/计数中断允许控制位 当ET0（ET1）＝0 禁止定时(或计数)中断 当ET0（ET1）＝1 允许定时(或计数)中断 ET2：定时器2中断允许控制位，在ATS52、ATC52中 ES：串行中断允许控制位 当ES＝0 禁止串行中断 当ES＝1 允许串行中断 IP：中断优先级控制寄存器 寄存器地址B8H，位寻址BFH～B8H。 位地址 BF BE BD BC 位符号 / / PT2 PS PX0——外部中断0优先级设定位 PT0——定时中断0优先级设定位 PX1——外部中断1优先级设定位 PT1——定时中断1优先级设定位 PS——串口中断优先级设定位 PT2——定时器2优先级设定位 。

BB PT1 BA PX1 B9 PT0 B8 PX0 定时/计数器

（1） 定时器方式寄存器：TMOD

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（2） 定时器控制寄存器：TCON

（3） 计数寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1。可用于设定计数初值。 8052/8032增设专用寄存器

（1） 定时器2控制寄存器T2CON；控制、设置工作方式。 （2） 计数寄存器：TH2、TL2

（3） 定时器2捕获/重装载寄存器：RCAP2H、RCAP2L 存放自动重装载到TH2、TL2的数据 TCON：定时器控制寄存器 寄存器地址88H，位寻址8FH～88H。 位地8F 8E 8D 8C 8B 8A 88 址 位符TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 号 TF0(TF1)——计数溢出标志位，当计数器计数溢出时，该位置1。 TR0（TR1）——定时器运行控制位 当TR0（TR1）＝0 停止定时器/计数器工作 当TR0（TR1）＝1 启动定时器/计数器工作 IE0（IE1）——外中断请求标志位 当CPU采样到P3.2（P3.3）出现有效中断请求时，此位由硬件置1。在中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动清0。 IT0（IT1）——外中断请求信号方式控制位 当IT0（IT1）=1 脉冲方式（后沿负跳有效） 当IT0（IT1）＝0 电平方式（低电平有效）此位由软件置1或清0。 TF0（TF1）——计数溢出标志位 当计数器产生计数溢出时，此位由硬件置1。当转向中断服务时，再有硬件自动清0。计数溢出的标志位的使用有两种情况：采用中断方式时，作中断请求标志位来使用；采用查询方式时，作查询状态位来使用。 .

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TMOD：工作方式控制寄存器

寄存器地址H，不可位寻址。 位序 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 位符GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 号 GATE——门控位 当＝0时，以运行TR0（或TR1）启动或禁止定时器、计数器

当＝1时，以TR0*/INT0（或TR1*/INT1）启动或禁止定时器、计数器 GATE＝0 以TR0（TR1）启动定时器 GATE＝1 以INT0（INT1）启动定时器 C/T＝0 定时/计数工作方式选择位 M1M0——工作方式选择位 T2CON：定时器控制寄存器 寄存器地址0C8H，位寻址0C8H～0CFH。 位地CF CE CD CC CB CA 址 位符TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 号 TF2：T2溢出标记 当T2溢出时TF2＝1，TD2只能用软件清除 .

C9 C/T2 C8 CP/RL2 .

当RCLK=1或TCLK＝1时，TF2将不置位 EXF2：T2外部标记

当EXEN2＝1时，T2EX/P1.1引脚上的负跳变引起T2的捕捉/重装操作，此时EXF2＝1。在T2中断允许时，EXF2＝1将引起中断，EXF2只能用软件清除。在T2的向上、向下计数模式下（DCEN＝1）EXF2的置位将不引起中断。 RCLK：接收时钟允许

当RCLK＝1时，T2的溢出脉冲可用作串行口的接收时钟信号，适于串行口模式1、3当RCLK＝0时，T1的溢出脉冲用作串行口接收时钟信号 TCLK：发送时钟允许

EXEN2：T2外部事件（引起捕捉/重装的外部信号）允许

当EXEN2＝1时，如果T2没有作串行时钟输出（即RCLK+TCLK=0），则在T2EX/P1.1引脚跳变将引起T2的捕捉/重装操作； 当EXEN2＝0时，在T2EX引脚的负跳变将不起作用 TR2：T2的启动/停止控制 C/T2：计数定时

CP/RL2：捕捉/重装选择

当CP/RL2＝1且EXEN2＝1时，T2EX/P1.1引脚的负跳变将引起捕捉操作 当CP/RL2＝0且EXEN2＝1时，T2EX/P1.1引脚的负跳变将引起重装操作 当CP/RL2＝0且EXEN2＝0时，T2的溢出将引起T2的自动重装操作 当RCLK+TCLK=1时，CP/RL2控制位不起作用，T2被强制工作于重装方式。重装方式发生于T2溢出时，常用来作波特率发生器。

T2MOD：工作方式控制寄存器

寄存器地址0C9H，不可位寻址 － － － － － － T2OE DCEN T2OE：定时器2输出允许位，当＝1时，P1.0/T2引脚输出连续脉冲信号 DCEN：当＝1时，T2配置成向上向下计数器

SCON：串行口控制寄存器 寄存器地址98H，位寻址9FH～98H。 位地址 9F 9E 9D 9C 位符号 SM0 SM1 SM2 REN SM0、SM1：串行口工作方式选择位 9B TB8 9A RB8 99 TI 98 RI 两个选择位对应于四种状态，所以串行口能以四种方式工作，（UART ---异步通讯口）见表2-9。 .

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SM2：多机通信控制位  Mode 0时，SM2=0；

 Mode 1时，若SM2=1，且收到有效的停止位，则RI=1（产生RI中断），否

则RI=0；  Mode 2或Mode 3时，若SM2=1，且收到第九位为1，则RI=1（产生RI中断），

若第九位为0，则RI=0；

REN：允许/禁止串行口接收的控制位 REN=1

时，允许接收，REN=0时，禁止接收

TB8：在方式2和方式3中，是被发送的第9位数据，可根据需要由软件置1或

清零，也可以作为奇偶校验位，在方式1中是停止位。

RB8：在方式2和方式3中，是被接收的第9位数据（来自第TB8位）；在方

式1中，RB8收到的是停止位，在方式0中不用。 TI——串行口发送中断请求标志位 当发送完一帧串行数据后，由硬件置1；在转向中断服务程序后，用软件清0。 RI——串行口接收中断请求标志位

当接收完一帧串行数据后，由硬件置1；在转向中断服务程序后，用软件清0。 PCON：电源控制器及波特率选择寄存器 字节地址＝87H，不可位寻址 SMOD - - POF GF1 GF0 PD SMOD——波特率倍增位 GF1、GF0——用户通用标记 PD——掉电方式控制位，PD＝1时进入掉电模式 IDL——空闲方式控制位，IDL=1时进入空闲方式 在ATS51中PCON.4是电源断电标记位POF，上电是为1 IDL 中断编号 .

中断源 中断向量 .

-- 0 1 2 3 4 5

上电复位 外部中断INT0 定时器0 溢出 外部中断INT1 定时器1 溢出 串行口中断 定时器2 溢出 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH 在C51单片机编程中，头文件INTRINS.H的函数使用起来，就会让你像在用 编时一样简便. 内部函数 描述

_crol_ 字符循环左移 _cror_ 字符循环右移 _irol_ 整数循环左移 _iror_ 整数循环右移 _lrol_ 长整数循环左移 _lror_ 长整数循环右移

_nop_ 空操作8051 NOP 指令

_testbit_ 测试并清零位8051 JBC 指令

函数名： _crol_，_irol_，_lrol_

原 型： unsigned char _crol_(unsigned char val,unsigned char n); unsigned int _irol_(unsigned int val,unsigned char n); unsigned int _lrol_(unsigned int val,unsigned char n);

举例：

_crol_,_cror_：将char型变量循环向左(右)移动指定位数后返回 _testbit_： 相当于JBC bitvar测试该位变量并跳转同时清除。 _chkfloat_： 测试并返回源点数状态。

就是汇编中的子函数。

_crol_,_cror_：如国二进制数为01010101 那么_crol_(1) 左移1位后将高位补低位。

结果10101010。

功 能：_crol_，_irol_，_lrol_以位形式将val 左移n 位，该函数与8051“RLA”指令相关，上面几个函数不同于参数类型。 例：

#include main() {

unsigned int y;

C-5 1 程序设计 37

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y=0x00ff; y=_irol_(y,4); }

函数名： _cror_，_iror_，_lror_

原 型： unsigned char _cror_(unsigned char val,unsigned char n); unsigned int _iror_(unsigned int val,unsigned char n); unsigned int _lror_(unsigned int val,unsigned char n);

功 能：_cror_，_iror_，_lror_以位形式将val 右移n 位，该函数与8051“RRA”指令相关，上面几个函数不同于参数类型。 例：

#include main() {

unsigned int y; y=0x0ff00; y=_iror_(y,4); }

函数名： _nop_

原 型： void _nop_(void);

功 能：_nop_产生一个NOP 指令,该函数可用作C 程序的时间比较。C51 编译器在_nop_函数工作期间不产生函数调用，即在程序中直接执行了NOP 指令。 例： P()=1; _nop_(); P()=0;

函数名： _testbit_

原 型：bit _testbit_(bit x);

功 能：_testbit_产生一个JBC 指令，该函数测试一个位，当置位时返回1，否则返回0。如果该位置为1，则将该位复位为0。8051 的JBC 指令即用作此目的。_testbit_只能用于可直接寻址的位；在表达式中使用是不允许的。

在C51单片机编程中，头文件INTRINS.H的函数使用起来，就会让你像在用汇编时一样简便.

内部函数 描述

_crol_ 字符循环左移 _cror_ 字符循环右移 _irol_ 整数循环左移 _iror_ 整数循环右移 _lrol_ 长整数循环左移 _lror_ 长整数循环右移

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_nop_ 空操作8051 NOP 指令

_testbit_ 测试并清零位8051 JBC 指令

函数名： _crol_，_irol_，_lrol_

原 型： unsigned char _crol_(unsigned char val,unsigned char n); unsigned int _irol_(unsigned int val,unsigned char n); unsigned int _lrol_(unsigned int val,unsigned char n);

举例：

_crol_,_cror_：将char型变量循环向左(右)移动指定位数后返回 _testbit_： 相当于JBC bitvar测试该位变量并跳转同时清除。 _chkfloat_： 测试并返回源点数状态。

就是汇编中的子函数。

_crol_,_cror_：如国二进制数为01010101 那么_crol_(1) 左移1位后将高位补低位。

结果10101010。

功 能：_crol_，_irol_，_lrol_以位形式将val 左移n 位，该函数与8051“RLA”指令相关，上面几个函数不同于参数类型。 例：

#include main() {

unsigned int y;

C-5 1 程序设计 37 y=0x00ff; y=_irol_(y,4); }

函数名： _cror_，_iror_，_lror_

原 型： unsigned char _cror_(unsigned char val,unsigned char n); unsigned int _iror_(unsigned int val,unsigned char n); unsigned int _lror_(unsigned int val,unsigned char n);

功 能：_cror_，_iror_，_lror_以位形式将val 右移n 位，该函数与8051“RRA”指令相关，上面几个函数不同于参数类型。 例：

#include main() {

unsigned int y; y=0x0ff00; y=_iror_(y,4); }

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函数名： _nop_

原 型： void _nop_(void);

功 能：_nop_产生一个NOP 指令,该函数可用作C 程序的时间比较。C51 编译器在_nop_函数工作期间不产生函数调用，即在程序中直接执行了NOP 指令。 例： P()=1; _nop_(); P()=0;

函数名： _testbit_

原 型：bit _testbit_(bit x);

功 能：_testbit_产生一个JBC 指令，该函数测试一个位，当置位时返回1，否则返回0。如果该位置为1，则将该位复位为0。8051 的JBC 指令即用作此目的。_testbit_只能用于可直接寻址的位；在表达式中使用是不允许的。

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