13.2.2　寄存器仿真

51系列单片机通过寄存器来实现硬件资源控制，因此KeilµVision3集成开发环境可以支持仿真单片机内部的各种寄存器。在程序执行的时候，每一个寄存器的值都可以随时查看，这样便于实时观察程序运行的正确性。不同的硬件资源由不同的寄存器来控制，除此之外，还包含一些通用的寄存器。这里介绍通用寄存器的仿真操作。

1.寄存器的仿真界面

在KeilµVision3集成开发环境中，通用寄存器的仿真界面如图13.16所示，其中实时显示了内部通用寄存器的当前状态和实时数值。下面分别对其中各项的含义进行介绍。

❑“r0”～“r7”：8个通用工作寄存器R0～R7。

❑“a”：累加器A，一般用作运算过程中的暂存寄存器。

❑“b”：寄存器B，可以作为一般寄存器或者运算的中间结果暂存器使用。

❑“sp”：堆栈指针寄存器，用来存放堆栈栈顶的地址。

❑“sp_max”：堆栈指针最大值，用来观察程序执行时是否产生堆栈溢出。

❑“dptr”：数据指针寄存器，用来存放单片机片内ROM的地址，也可以存放片外RAM和片外ROM的地址。

图　13.16　寄存器的仿真界面

❑“PC$”：程序计数器，用来存放下一条待执行指令的地址。

❑“states”：程序执行状态数。

❑“sec”：当前已运行的时间，单位是秒。

❑“psw”：程序状态寄存器，用来存放指令执行后的相关状态。其中，各个状态标志位的含义为：“p”为奇偶校验标志位，“f1”为保留位，“ov”为溢出标志位，“rs”为工作寄存器选择标志位，“f0”为用户标志位，“ac”为辅助进位标志位，“cy”为高位进位标志位。

2.寄存器的仿真

在汇编语言的单片机程序中，需要对这些寄存器进行操作。但是，在C51语言中，没有直接对这些寄存器的操作。但C51程序在编译时均被翻译为汇编代码，仍然需要操作这些寄存器，所以仍可以实时查看各个寄存器的值。

51系列单片机包含有4组通用工作寄存器，寄存器组0～3。每组通用工作寄存器包含8个寄存器R0～R7。在程序设计时，一般只能选择4组通用工作寄存器中的一组来存放程序的中间变量。在C51语言中，可对中断服务例程或者自定义函数指名所使用的通用工作寄存器组。这样，这些代码将固定使用某一组通用工作寄存器，从而避免了访问冲突并节省了寄存器组的切换时间。

在KeilµVision3集成开发环境中，通用工作寄存器的使用及仿真操作示例如下。

（1）按照前面的方法，新建一个工程。其中，选择Atmel公司的AT89S52单片机。

（2）选择“File”→“New”命令，新建一个程序文件并保存为*.C文件，在其中输入如下的程序源代码。

include＜reg51.h＞//头文件

include＜ctype.h＞//头文件

include＜stdio.h＞

void T0ISR（void）interrupt 1 using 2//定时器T0中断响应函数

{

int i；

bitb；

char*p；

for（i=0；i＜128；i++）//循环输出

{

b=isalpha（i）；//调用isalpha函数

if（b）

p=“YES”；

else

p=“No”；

printf（“isalpha（%c）=%s\n”，i，p）；//输出结果

}

TL0=0x0C；//重置计数初值

TH0=0x0F0；

}

void main（void）//主函数

{

TMOD=0x00；//设置定时器T0为模式0

TL0=0x0C；//初始化

TH0=0x0F0；

TR0=1；

ET0=1；

EA=1；//开中断

while（1）//主循环

{

}

}

在该程序中，使用了定时器T0的中断。在主函数中首先初始化定时器T0为工作模式0，接着打开相应的中断。在while主循环中不进行任何操作，CPU等待定时器中断的发生。当定时器溢出时将触发中断，程序进入中断服务例程T0ISR。此时首先输出字符的判断结果，然后重置计数初值进入下一次定时。程序中，T0的中断服务例程T0ISR由“using 2”指定使用通用工作寄存器组2。

（3）选择“Debug”→“Start/Stop Debug Session”命令，进入程序仿真调试模式。此时，在集成开发环境的左侧便可以看到寄存器的仿真界面。

（4）按F5键，开始执行程序。用户可以在反汇编窗口看到翻译后的汇编代码的执行，如图13.17所示。

（5）当执行到为通用寄存器赋值的指令时，可以看到寄存器仿真界面上对应的寄存器值改变。如图13.18所示。其中，程序状态寄存器PSW中的rs=2，表示当前使用的是通用工作寄存器组2。寄存器r0～r7为当前工作寄存器的值。

提示由于程序执行很快，因此要停止程序运行（不是停止调试状态）后才能看到PSW中的rs改变为2。

图　13.17　汇编代码

图　13.18　寄存器的仿真结果

（6）当仿真操作完毕后，可以选择“Debug”→“Start/Stop Debug Session”命令，退出程序仿真调试模式。