Bài giảng Kỹ thuật vi điều khiển - Các thanh ghi chức năng đặc biệt

Xung & Hoi 1
1. Giới thiệu
2. Sơ đồ khối và chân
3. Tổ chức bộ nhớ
4. Các thanh ghi chức năng đặc biệt (SFR)
5. Dao động và hoạt động reset
6. Tập lệnh
7. Các mode định địa chỉ
8. Lập trình IO
9. Tạo trễ
10.Lập trình Timer/Counter
11.Lập trình giao tiếp nối tiếp
12.Lập trình ngắt
13.Lập trình hợp ngữ
Xung & Hoi 2
Xêm thêm Hình 2.6 trang 26
SFRs
Xung & Hoi 3
CPU registers:
- ACC : Accumulator.
- B : B register.
- PSW : Program Status Word.
- SP : Stack Pointer.
- DPTR : Data Pointer (DPH, DPL).
Interrupt control:
-IE : Interrupt Enable.
-IP : Interrupt Priority.
I/O Ports:
- P0 : Port 0.
- P1 : Port 1.
- P2 : Port 2.
- P3 : Port 3.
Xung & Hoi 4
TImers:
- TMOD : Timer mode.
- TCON : Timer control.
- TH0 : Timer 0 high byte.
- TL0 : Timer 0 low byte.
- TH1 : Timer 1 high byte.
- TL1 : Timer 1 low byte.
Serial I/O:
- SCON : Serial port control.
- SBUF : Serial data registers.
Other:
- PCON : Power control & misc.
Xung & Hoi 5
4-1. Thanh ghi PSW
• Thanh ghi PSW (bit addressable)
C AC F0 RS1 OVRS0 P--
RS1 RS0 Register Bank Byte Address of R0-R7
0 0 0 00H-07H
0 1 1 08H-0FH
1 0 2 10H-17H
1 1 3 18H-1FH
CPSW.7Cờ nhớ
ACPSW.6Cờ nhớ phụ
--PSW.5Available to user for general purpose
RS1PSW.4Bit chọn dãy thanh ghi 1
RS0PSW.3Bit chọn dãy thanh ghi 0
OVPSW.2Cờ tràn
--PSW.1Dự trữ - User define bit
PPSW.0Cờ chẵn lẻ
Địa chỉ bitD0D1D2D3D4D5D6D7
Xung & Hoi 6
• C (carry flag) - Cờ nhớ
– Được set bằng 1 nếu có số nhớ từ phép cộng bit 7 hay có số
mượn mang đến bit 7
• MOV A,#FFH
• ADD A,#1
– Còn được dùng như 1 thanh ghi 1 bit đối với các lệnh logic 
thao tác trên các bit
• ANL C,25H
• AC (auxiliary carry) – Cờ nhớ phụ
– Được set bằng 1 nếu có số nhớ từ bit 3 sang bit 4
• RS1, RS0 - Các bit chọn dãy (bank) thanh ghi
– Dùng để xác định dãy thanh ghi tích cực
– Chúng được xóa khi reset
MOV A,R7SETB RS0
SETB RS1 º SETB 0D4H 
Xung & Hoi 7
• OV (overflow flag) - Cờ tràn
– Set bằng 1 sau phép toán cộng hoặc trừ nếu có xuất hiện 1 
tràn số học. Khi các số có dấu được cộng hoặc trừ, phần
mềm có thể kiểm tra bit tràn OV để xác định KQ có nằm
trong tầm hay không
– Với các số có dấu, KQ nhỏ hơn -128 hoặc lớn hơn +127 sẽ
set cờ OV = 1. Với các số không dấu, OV=1 khi KQ vượt
quá 255
– VD: 
• 0F thập phân 15
• +7F +127
• ____ _____
• 8E 142
• 8EH biễu diễn -114 không đúng với KQ mong muốn là
142 nên OV = 1
Xung & Hoi 8
• P (parity) - Cờ chẵn lẻ
– Kiểm tra chẵn lẻ cho thanh chứa A
– Số các bit 1 trong thanh chứa A cộng với bit P luôn luôn
chẵn
• MOV A,#10101101B
• àP=1
– Bit chẵn lẻ được sử dụng kết hợp với các chương trình
xuất/nhập nối tiếp trước khi truyền dữ liệu hoặc để kiểm tra
chẵn lẻ sau khi nhận dữ liệu
VD4: MOV A,#FFH
ADD A,#1
VD3: MOV A,#38H
ADD A,#2FH
VD2: MOV A,#9CH
ADD A,#64H
VD1: MOV A,#88H
ADD A,#93H
Xung & Hoi 9
VD:
MOV A,#38H
ADD A,#2FH
38 00111000
+2F +00101111
---- --------------
67 01100111
C=0 AC=1 P=1
VD:
MOV A,#88H
ADD A,#93H
88 10001000
+93 +10010011
---- --------------
11B 00011011
C=1 AC=0 P=0
VD:
MOV A,#9CH
ADD A,#64H
9C 10011100
+64 +01100100
---- --------------
100 00000000
C=1 AC=1 P=0
VD:
MOV A,#FFH
ADD A,#1
A=00H; C=1; AC=1;
Xung & Hoi 10
Những lệnh ảnh hưởng đến các bit cờ
X có thể là 1 
hoặc 0
Xung & Hoi 11
• B được dùng với thanh chứa A trong các phép toán nhân, 
chia
• MUL A,B ; nhân 2 số 8-bit không dấu chứa trong A 
& B, KQ 16-bit chứa vào cặp thanh ghi
B:A (B chứa byte cao)
• DIV AB ; chia A bởi B, thương số cất trong A, dư
cất trong B
• B còn được xử lý như thanh ghi nháp
• B được định địa chỉ bit
4-2. Thanh ghi B
F0F1F2F3F4F5F6F7
Xung & Hoi 12
4-3. Con trỏ ngăn xếp (SP)
• SP chứa địa chỉ của dữ liệu hiện đang ở đỉnh của stack
• Các lệnh liên quan đến stack bao gồm lệnh cất dữ liệu vào
stack (làm tăng SP trước khi ghi dữ liệu) và lệnh lấy dữ liệu
khỏi stack (giảm SP)
• Muốn stack bắt đầu ở 60H:
– MOV SP,#5FH
– Thì vùng stack sẽ là 32 byte trên 8051 vì địa chỉ cao nhất
của RAM nội là 7FH
– 5FH được dùng vì SP tăng lên 60H trước khi thao tác cất
vào stack đầu tiên được thực thi
Địa chỉ
byte 81
Xung & Hoi 13
• Nếu không khởi động SP, nội dung mặc định là 07H (để duy
trì sự tương thích với 8048) à thao tác cất vào stack đầu tiên
sẽ lưu dữ liệu vào vị trí nhớ có địa chỉ 08H
• Trong trường hợp này, nếu phần mềm ứng dụng không khởi
động SP, dãy thanh ghi 1 (và có lẽ 2, 3) sẽ không còn hợp lệ vì
chúng được sử dụng làm stack
• PUSH & POP cất dữ liệu vào stack và lấy dữ liệu từ stack
• ACALL, LCALL, RET, RETI cất và phục hồi bộ đếm chương
trình PC
Xung & Hoi 14
VD: MOV R6,#25H
MOV R1,#12H
MOV R4,#0F3H
PUSH 6
PUSH 1
PUSH 4
0BH
0AH
09H
08H
Start SP=07H
25
0BH
0AH
09H
08H
SP=08H
F3
12
25
0BH
0AH
09H
08H
SP=0AH
12
25
0BH
0AH
09H
08H
SP=09H
Xung & Hoi 15
4-4. Con trỏ dữ liệu (DPTR)
• DPTR được dùng để truy xuất bộ nhớ chương trình ngoài hoặc
bộ nhớ dữ liệu ngoài
• VD:
MOV A,#55H
MOV DPTR,#1000H
MOVX @DPTR,A
DPH
DPL
83H
82H
Xung & Hoi 16
4-5. Các thanh ghi I/O port: P0, P1, P2, P3
• Tất cả port đều được định địa chỉ bit 
• VD: (điều khiển motor nối bit P1.0)
SETB P1.0
CLR P1.0
• Đoạn chương trình kiểm tra trạng thái BUSY của
thiết bị:
WAIT: JB P1.5, WAIT
Xung & Hoi 17
4-6. Các thanh ghi định thời
• 8051 có 2 bộ đếm/định thời 16-bit để định các khoảng thời
gian hoặc đếm các sự kiện
• Hoạt động của bộ định thời được thiết lập bởi: 
– TMOD (Timer Mode Register)
– TCON (Timer Control Register)
Xung & Hoi 18
4-7. Các thanh ghi của port nối tiếp
• 8051 có 1 port nối tiếp để truyền thông với các thiết bị nối tiếp
• SBUF (Serial Data Buffer): lưu trữ dữ liệu truyền và nhận
• SCON (Serial Port Control Register): chọn chế độ hoạt động
Xung & Hoi 19
4-8. Các thanh ghi ngắt
• IE (interrupt enable)
• IP (interrupt priority)