Thanh ghi chức năng đặc biệt, viết tắt là SFR (Special Function Register), là một loại thanh ghi được sử dụng trong các hệ thống nhúng và vi điều khiển để điều khiển và giám sát hoạt động của các thiết bị ngoại vi và các chức năng phần cứng cụ thể. Không giống như các thanh ghi đa dụng (General Purpose Register) được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và thực hiện các phép tính toán học, SFR có các chức năng được xác định trước và được ánh xạ tới các địa chỉ bộ nhớ cụ thể.
Việc truy cập và thao tác với SFR cho phép lập trình viên tương tác trực tiếp với phần cứng của hệ thống. Ví dụ, SFR có thể được sử dụng để cấu hình tốc độ baud của cổng giao tiếp nối tiếp, điều khiển chế độ hoạt động của timer/counter, đọc dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ, hoặc điều khiển trạng thái của các chân GPIO. Mỗi SFR thường có một tập hợp các bit riêng biệt, mỗi bit đại diện cho một chức năng hoặc một cài đặt cụ thể. Bằng cách thay đổi giá trị của các bit này, lập trình viên có thể điều khiển hoạt động của phần cứng tương ứng.
SFR đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các ứng dụng nhúng và hệ thống điều khiển thời gian thực. Việc hiểu rõ về chức năng và cách sử dụng SFR là điều cần thiết để lập trình viên có thể khai thác tối đa khả năng của phần cứng và xây dựng các ứng dụng hiệu quả. Sự khác biệt giữa SFR và các thanh ghi đa dụng nằm ở mục đích sử dụng và khả năng truy cập. SFR được thiết kế để thực hiện các tác vụ cụ thể liên quan đến phần cứng, trong khi các thanh ghi đa dụng được sử dụng cho các phép toán và lưu trữ dữ liệu chung.
SFR thường được tổ chức thành các nhóm hoặc các module, mỗi module phụ trách một nhóm chức năng phần cứng cụ thể. Ví dụ, module GPIO sẽ chứa các SFR để điều khiển các chân GPIO, module ADC sẽ chứa các SFR để điều khiển bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số, và module UART sẽ chứa các SFR để điều khiển cổng giao tiếp nối tiếp. Việc phân chia SFR thành các module giúp cho việc quản lý và sử dụng SFR trở nên dễ dàng hơn.
Việc lập trình SFR thường được thực hiện bằng cách sử dụng ngôn ngữ assembly hoặc ngôn ngữ C. Các trình biên dịch và các thư viện phần cứng cung cấp các macro và các hàm để đơn giản hóa việc truy cập và thao tác với SFR. Sử dụng đúng SFR là chìa khóa để tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo tính ổn định của hệ thống nhúng.
