1、寄存器总结

1.1 常用 SFR 汇总表格

我们来列举一下考试所需SFR寄存器的总类型，分别如下：
外部中断：IP（中断优先级控制寄存器）、IE（中断允许控制寄存器）、SCON（串行口控制寄存器）、TCON（定/计控制寄存器）。

定时器/计数器中断:TCON（定/计控制寄存器）、TMOD（定/计方式控制寄存器）、
T0:TH0（定/计低8位）、TL1（定/计低8位） T1: TH1（定/计高8位）、TL0（定/计高8位）。

串行口中断：SCON（串行口控制寄存器）、PCON（电源控制寄存器）、IP（中断优先级控制寄存器）、IE（中断允许控制寄存器）。

基本并行寄存器：P0-P3（4个I/O端口）。

1.2 TCON（定时器控制寄存器）

地址：88H
作用：1.控制定时器启动/停止 2.外部中断的触发与响应

重要标志位：
TR0:定时器/计数器0运行控制位。TR0=0，停止工作；TR0=1启动工作。由软件置位与复位。
TR1:定时器/计数器1运行控制位。TR01=0，停止工作；TR1=1启动工作。由软件置位与复位。
IT0:外部中断请求0位边沿触发或电平触发。0，电平触发，1位边沿触发。
IT1:外部中断请求1位边沿触发或电平触发。0，电平触发，1位边沿触发。
TF0:计数器/定时器0溢出标志位。中断方式硬件清0，查询方式由程序查询和清0。
TF1:计数器/定时器1溢出标志位。中断方式硬件清0，查询方式由程序查询和清0。

1.3 TMOD（定时器方式控制寄存器）

地址：89H
作用：提供四种工作方式。T1与T0分别代表高4位与低4位。

GATE：门控位
C/T：计数器/定时器的模式选择，1计数器工作方式，0定时器工作方式。
M1、M0：工作方式选择位，提供4种工作方式（1和2最重要）。方式2是自动重载。常用于计算晶振操作，这里需要各自找题练习即可。

1.4 IE（中断允许控制寄存器）

地址：A8H
作用：控制中断是否开放。

EA：总中断，EA=0，禁止所有中断，EA=1，开放中断。相当于看门狗。
ET0:允许或禁止定时器/计数器0溢出中断，0禁止，1允许。
ET1:允许或禁止定时器/计数器1溢出中断，0禁止，1允许。
EX0:允许或禁止外部中断0（INT0）中断，0禁止，1允许。
EX1:允许或禁止外部中断1（INT1）中断，0禁止，1允许。

1.5 IP（中断优先级控制寄存器）

作用：设置中断源优先级。

中断优先级判断：
1.中断申请源的中断优先级的高低，由中断优先级控制寄存器IP的各位控制，IP的各位由用户指令来设定。
2.复位操作后IP=××000000B，即各中断源均设为低优先级中断。
3.若多个中断源同时申请中断，则级别高的优先级先服务
4.若同时收到几个同一级别的中断请求，中断服务取决于系统内部辅助优先顺序。

1.5 SCON（串行口控制寄存器）

SM1、SM0：这里与TCON的M0、M1正好相反，但又很相似。这里要高分可以研究。

REN：允许串行接受位。软件置1为允许，软件清0为禁止。
TI:发送中断标志位，方式0发送完8位后，由硬件置位1，其他方式在发送前必须清0，发送完成后置1.
RI:接收中断标志位，方式0接收完8位后，由硬件置位1，其他方式在接收停止时必须清0。

2、中断总结

2.1 外部中断

概念补充：
中断：单片机的CPU执行时，外部有一些事件变化，如数据采集结束、电平变化、定时器/计数器溢出等，要求CPU处理。CPU停止当前程序去处理中断请求；处理后再回到原来所执行程序的地址，继续执行原来的程序。
中断源：发出中断请求信号的设备。引起中断的原因。
中断请求：要求中断处理发出的标志信号。
中断处理程序（中断服务）：中断后转向执行的程序。
断点：主程序被断开的地址。
中断系统：实现中断功能的硬件系统与软件系统。
中断嵌套与多级中断系统：最多两次中断（细节点）

中断的作用：消除CPU在查询方式中的等待现象，大大提高CPU工作效率，改善计算机性能。
剩下要点在书籍P114中详细列举。

51系列单片机有5个中断源：

外部中断相关寄存器如下：TCON、SCON、IE、IP四种。
外部中断相关寄存器：
TCON（定时器控制寄存器）：外部中断典型标志位有：IT0、IT1、IE0、IE1、TR0、TR1。
SCON（串行口控制寄存器）：TI（串行口发送中断标志位）、RI（串行口接收中断标志位）。
IE（中断允许控制寄存器）：EA、ES、ET0、ET1、EX0、EX1。
IP（中断优先级控制寄存器）：PS、PT0、PT1、PX0、PX1。不常用，了解即可。

我们知道中断优先级是由IP寄存器的各位控制，于是就有了以下优先级顺序。

中断顺序注意：
1.低优先级中断可以被高级中断系统中断，反之不能。
2.当多个中断源同时发出申请时，级别高的先服务；先按高低优先级区分，再按辅助优先级区分。

2.2 定时器/计数器中断

第一种方式：
定时器/计数寄存器T0、T1:这里我们记住即可。
T0:TL0（低8位）与TH0（高8位）
T1:TL1（低8位）与TH1（高8位）

第二种方式：
利用TMOD确定定时器/计数器的工作方式，再根据TCON控制T0、T1的启动与停止计数，以及中断申请，同时锁存T0、T1的状态。
定时器/计数器寄存器：
TMOD（定时器方式控制寄存器）：整个寄存器最重要的就是M1、M0对应的工作方式，上面提及过，可以回看。
TCON（定时器控制寄存器）：与定时器相关的位有TF0,TF1,TR0,TR1记住即可，了解作用即可，可回上方回看。

2.3 串行口中断：51单片机为全双工异步通信

通信方式分类：
CPU与外界信息交换称为通信。通常分为串行与并行两种方式，下面列举各自优缺点（51单片机为串行）：

串行通信：传输速率低、成本低、抗干扰能力强、传输距离远。
并行通信：传输速率高、成本高、抗干扰能力弱、传输距离短。
在串行通信中每秒传输的数据位称为波特率。波特率衡量数据传输速率。

串行通信分为以下三种传输方式（51单片机为全双工）：
单工：仅仅沿一个方向传输，不可反向传输。如广播。
半双工：数据可以沿两个方向传输，但需要分时进行。如对讲机。
全双工：数据可以同时双向传输，同时发送和接收数据。如电话、手机。

异步通信与同步通信的区别（51单片机为异步通信）：
异步通信：无独立时钟线，依靠约定波特率配合起止位实现同步，数据可间断发送。发送与接收各自频率。
同步通信：配有专门时钟线，按统一时钟节拍连续传输数据，无额外帧位。相同时钟信号。

串行口中断寄存器：
SCON（串行口控制寄存器）、PCON（电源管理寄存器）、IE、IP。
SCON（串行口控制寄存器）

SM1、SM0：这里与TCON的M0、M1正好相反，但又很相似。这里要高分可以研究。

REN：允许串行接受位。软件置1为允许，软件清0为禁止。
TI:发送中断标志位，方式0发送完8位后，由硬件置位1，其他方式在发送前必须清0，发送完成后置1.
RI:接收中断标志位，方式0接收完8位后，由硬件置位1，其他方式在接收停止时必须清0。
这里我们引入一段程序题来解惑使用场景。
主程序如下：

题目中我们需要补充5个空。
首先允许串行口=>REN=1；
一般我们是使用方式1=>SM0=0； SM1=01；
后面的if判断语句明显是要去判断是否收到数据，于是引入RI位。
if（RI）//判断是否接收到数据
RI==0；手动清0接收标志位
这里就是整个使用过程，建议多试试同类程序。

PCON（电源管理寄存器）

这里我们只需要了解主要的一位即可：
SMOD：为0时，波特率不倍增，为1时，波特率提高一倍。

2.4 中断经典案例

下面我们配合一段程序实战加深记忆：
此题晶振为：11.0592MHz，定时时间为50ms。

TMOD这里0x01对应了定时器0的工作方式一，此时M=65536
由于晶振是11.0592MHz=机器周期1.09us。由50ms=50000us/1.09us推导＝45872个，于是推出下面两行代码。
第二行代码：高八位
第三行代码：低八位
EA是总中断开关，属于IE寄存器。这里代表允许中断。
ET0是允许或禁止定时器/计数器0溢出中断，为了对应定时器0而引入。属于IE寄存器，这里是允许。
TR0是定时器/计数器运行控制位，也是对应定时器0，这里是允许运行。属于TCON寄存器。

3、IO端口总结

3.1 I/O概述

单片机通过I/O端口实现对外部控制与信息交换。
51单片机有4个8位的并行I/O端口，属于特殊寄存器，按字节或寻址输入/输出，便于实现位控功能。我们先跟据图片对4个端口有个大致分类了解，便于区分思想。

我们先看51单片机把1与3端口放在左边，0与2端口在右边。只需要记得即可。
P0-P3端口地址：80H、90H、A0H、B0H。正好相差16位。各自地址占0-7。
图片中发现P3口对应了很多中断引脚，这代表P3功能最为广袤，需要引起重视，还是以第一性原理下手，理解会应用即可。

3.2 P0位与P2概述

P0口（32-39）：双向8位三态I/O口，地址位80H，位地址范围80H-87H。双功能口。输出低8位地址。
功能一：是作为单片机系统的复用地址/数据总线使用
功能二：外接上拉电阻，支持输入输出，实现真正双向。
P2口（21-28）：双功能口，地址为A0H，位地址范围A0H-A7H。输出高8位地址。
功能一：作为通用I/O口使用。
功能二：作地址总线。输出高8位配合P0输出的低8位一起构成16位地址线。

3.3 P1位与P3概述

P1口（1-8）：准双向口，地址90H,位地址为90H-97H。作为I/O口使用，可读引脚与读锁存器。输入时先写入FFH。由一个数据输出锁存器、两个数据输入缓冲器和输出驱动电路组成。
工作原理：
作为输出口时：CPU输出1，输出高电平，CPU输出0，输出低电平。
作为输入口时：分为读锁存器与读引脚。读锁存器时，想锁存器写1。

P3口（10-17）：地址为B0H，位地址范围B0H-B7H。
功能一：了解即可，是逻辑电路的拓展思维。
功能二：了解引脚功能即可。

51 单片机的 P3 口采用引脚复用设计，前 6 个功能（串口收发、外部中断、定时器计数）是工程开发中最常用的外设接口，使用时不仅要对应物理引脚，还需要配置对应的控制寄存器来启用功能、设置模式。这种复用设计是早期引脚资源受限下的折中方案，也体现了 51 架构的资源局限性，因此在高需求场景下，才催生了外设更丰富、性能更强的 STM32 等单片机。