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用于將一個單片機的特殊功能寄存器(specialfunctionregister)賦值給一個變量，這樣在后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，用于將某個sfr中具體位賦值給一個變量，這樣后面程序就可用通過該變量為該位清0或置1。

接著我們以STC系列的51單片機為例簡單的了解下單片機的特殊功能寄存器布局，如下：

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為特殊功能寄存器(SPR)，分散在片內RAM區的高128字節中，地址范圍為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為尾數的。

為了能直接訪問這些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，其后必須跟一個MSC-51單片機真實存在的特殊功能寄存器名，“＝”后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，這個常數值的范圍必須在SFR地址范圍內，位于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在功能上經常組合為16位值，當SFR的高字節地址直接位于低字節之后時，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。為了有效地訪問這類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“＝”后面的地址必須用16位于的SFR的低字節地址，即低字節地址作為“sfr16”的定義地址。例如：
sfr16T2=0xCC/*定時器/計數器２；T2低８位地址為0CCH，T2高８位地址為0CDH*/
這種定義適用于所有的新的16位SFR，但不能用于定時器／計數器0和1。
對于位尋址的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，后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），“＝”后的“sfr=name”中的位號，必須是0~7范圍中的數。例如：
sfrPSW=0Xd0；　　　/*定義PSW予寄存器地址為D0H*/
sfrOV=PSW^2；　　　/*定義OV位為PSW.2，地址為D2H/*
sfrCY=PSW^7；　　　/*定義CY位為PSW.7　地址為D7H^*/
第二種格式：sbitbit-name=intconstant^intconstant；
“＝”后的intconstant為尋址地址們所在的特殊功能寄存器的字節地址，“^”　符號后的intconstant為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；
“＝”后的intconstant為尋址位的絕對地址。例如：
sbitOV=0XD2；　　　　/*定義OV位地址為D2H*/
sbitOY=0XD7；　　　　/*定義CY位地址為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。

了解完了關于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，那么我想表示SP寄存器的第0位怎么辦呢？如果也是定義成sbitSP_0=0×81那么明顯會有二義性，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又可以分為兩個區域：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對于SP寄存器這是無效的應該寫成sfrSP=0x81。