89c51單片機(jī)李朝青版課后習(xí)題答案五

1、單片機(jī)原理及接口技術(shù)課后習(xí)題答案 李朝青第五章1、什么是中斷和中斷系統(tǒng)？其主要功能是什么？答：當(dāng)cpu正在處理某件事情的時(shí)候，外部發(fā)生的某一件事件請求cpu迅速去處理，于是，cpu暫時(shí)中止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件，中斷服務(wù)處理完該事件以后，再回到原來被終止的地方，繼續(xù)原來的工作。這種過程稱為中斷，實(shí)現(xiàn)這種功能的部件稱為中斷系統(tǒng)。功能：（1） 使計(jì)算機(jī)具有實(shí)時(shí)處理能力，能對外界異步發(fā)生的事件作出及時(shí)的處理（2） 完全消除了cpu在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大提高了cpu的工作效率（3） 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制2、試編寫一段對中斷系統(tǒng)初始化的程序，使之允許int0，int1，to，串行口中斷，且使t0

2、中斷為高優(yōu)先級中斷。解：mov ie,#097h mov ip,#02h3、在單片機(jī)中，中斷能實(shí)現(xiàn)哪些功能？答：有三種功能：分時(shí)操作，實(shí)時(shí)處理，故障處理4、89c51共有哪些中斷源？對其中端請求如何進(jìn)行控制？答：（1）89c51有如下中斷源:外部中斷0請求，低電平有效:外部中斷1請求，低電平有效t0：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器0溢出中斷請求t1：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器1溢出中斷請求tx/rx：串行接口中斷請求（2）通過對特殊功能寄存器tcon、scon、ie、ip的各位進(jìn)行置位或復(fù)位等操作，可實(shí)現(xiàn)各種中斷控制功能5、什么是中斷優(yōu)先級？中斷優(yōu)先處理的原則是什么？答：中斷優(yōu)先級是cpu相應(yīng)中斷的先后順序。原則：（1）

3、 先響應(yīng)優(yōu)先級高的中斷請求，再響應(yīng)優(yōu)先級低的（2） 如果一個(gè)中斷請求已經(jīng)被響應(yīng)，同級的其它中斷請求將被禁止（3） 如果同級的多個(gè)請求同時(shí)出現(xiàn)，則cpu通過內(nèi)部硬件查詢電路，按查詢順序確定應(yīng)該響應(yīng)哪個(gè)中斷請求查詢順序：外部中斷0定時(shí)器0中斷外部中斷1定時(shí)器1中斷串行接口中斷6、說明外部中斷請求的查詢和響應(yīng)過程。答：當(dāng)cpu執(zhí)行主程序第k條指令，外設(shè)向cpu發(fā)出中斷請求，cpu接到中斷請求信號并在本條指令執(zhí)行完后，中斷主程序的執(zhí)行并保存斷點(diǎn)地址，然后轉(zhuǎn)去響應(yīng)中斷。cpu在每個(gè)s5p2期間順序采樣每個(gè)中斷源，cpu在下一個(gè)機(jī)器周期s6期間按優(yōu)先級順序查詢中斷標(biāo)志，如果查詢到某個(gè)中斷標(biāo)志為1，將在接下

4、來的機(jī)器周期s1期間按優(yōu)先級進(jìn)行中斷處理，中斷系統(tǒng)通過硬件自動(dòng)將相應(yīng)的中斷矢量地址裝入pc，以便進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)完畢后，cpu返回到主程序第k+1條指令繼續(xù)執(zhí)行。7、89c51在什么條件下可響應(yīng)中斷？答：（1） 有中斷源發(fā)出中斷請求（2） 中斷中允許位ea=1.即cpu開中斷（3） 申請中斷的中斷源的中斷允許位為1，即中斷沒有被屏蔽（4） 無同級或更高級中斷正在服務(wù)（5） 當(dāng)前指令周期已經(jīng)結(jié)束（6） 若現(xiàn)行指令為reti或訪問ie或ip指令時(shí)，該指令以及緊接著的另一條指令已執(zhí)行完畢8、簡述89c51單片機(jī)的中斷響應(yīng)過程。答：cpu在每個(gè)機(jī)器周期s5p2期間順序采樣每個(gè)中斷源，c

5、pu在下一個(gè)機(jī)器周期s6期間按優(yōu)先級順序查詢中斷標(biāo)志，如查詢到某個(gè)中斷標(biāo)志為1，將在接下來的機(jī)器周期s1期間按優(yōu)先級進(jìn)行中斷處理，中斷系統(tǒng)通過硬件自動(dòng)將相應(yīng)的中斷矢量地址裝入pc，以便進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。一旦響應(yīng)中斷，89c51首先置位相應(yīng)的中斷“優(yōu)先級生效”觸發(fā)器，然后由硬件執(zhí)行一條長調(diào)用指令，把當(dāng)前的pc值壓入堆棧，以保護(hù)斷點(diǎn)，再將相應(yīng)的中斷服務(wù)的入口地址送入pc，于是cpu接著從中斷服務(wù)程序的入口處開始執(zhí)行。對于有些中斷源，cpu在響應(yīng)中斷后會(huì)自動(dòng)清除中斷標(biāo)志。9、在89c51內(nèi)存中，應(yīng)如何安排程序區(qū)？答：主程序一般從0030h開始，主程序后一般是子程序及中斷服務(wù)程序。在這個(gè)大家還要

6、清除各個(gè)中斷的中斷矢量地址。10、試述中斷的作用及中斷的全過程。答：作用：對外部異步發(fā)生的事件作出及時(shí)的處理 過程：中斷請求，中斷響應(yīng)，中斷處理，中斷返回11、當(dāng)正在執(zhí)行某一個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序時(shí)，如果有新的中斷請求出現(xiàn)，試問在什么情況下可響應(yīng)新的中斷請求？在什么情況下不能響應(yīng)新的中斷請求？答：（1）符合以下6個(gè)條件可響應(yīng)新的中斷請求：a) 有中斷源發(fā)出中斷請求b) 中斷允許位ea=1，即cpu開中斷c) 申請中斷的中斷源的中斷允許位為1，即中斷沒有被屏蔽d) 無同級或更高級中斷正在被服務(wù)e) 當(dāng)前的指令周期已結(jié)束f) 若現(xiàn)行指令為reti或訪問ie或ip指令時(shí)，該指令以及緊接著的另一條指令

7、已被執(zhí)行完12、89c51單片機(jī)外部中斷源有幾種觸發(fā)中斷請求的方法？如何實(shí)現(xiàn)中斷請求？答：有兩種方式：電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)電平觸發(fā)方式：cpu在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2期間采樣外部中斷引腳的輸入電平。若為低電平，使ie1(ie0)置“1”，申請中斷；若為高電平，則ie1(ie0)清零。邊沿觸發(fā)方式：cpu在每個(gè)機(jī)器周期s5p2期間采樣外部中斷請求引腳的輸入電平。如果在相繼的兩個(gè)機(jī)器周期采樣過程中，一個(gè)機(jī)器周期采樣到外部中斷請求為高電平，接著下一個(gè)機(jī)器周期采樣到外部中斷請求為低電平，則使ie1(ie0)置“1”申請中斷；否則，ie1(ie0)置0。13、89c51單片機(jī)有五個(gè)中斷源，但只能設(shè)置兩個(gè)中

8、斷優(yōu)先級，因此，在中斷優(yōu)先級安排上受到一定的限制。試問以下幾種中斷優(yōu)先順序的安排（級別由高到低）是否可能：若可能，則應(yīng)如何設(shè)置中斷源的中斷級別：否則，請簡述不可能的理由。 定時(shí)器0，定時(shí)器1，外中斷0，外中斷1，串行口中斷。 可以，mov ip,#0ah 串行口中斷，外中斷0，定時(shí)器0，外中斷1，定時(shí)器1。 可以，mov ip,#10h 外中斷0，定時(shí)器1，外中斷1，定時(shí)器0，串行口中斷。 不可以，只能設(shè)置一級高級優(yōu)先級，如果將int0,t1設(shè)置為高級，而t0級別高于int1. 外中斷0，外中斷1，串行口中斷，定時(shí)器0，定時(shí)器1。 可以，mov ip,#15h 串行口中斷，定時(shí)器0，外中斷0，

9、外中斷1，定時(shí)器1。不可以 外中斷0，外中斷1，定時(shí)器0，串行口中斷，定時(shí)器1。不可以 外中斷0，定時(shí)器1，定時(shí)器0，外中斷1，串行口中斷?？梢裕琺ov ip,#09h14、89c51各中斷源的中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的？又是如何清0的？cpu響應(yīng)中斷時(shí)，中斷入口地址各是多少？答：各中斷標(biāo)志的產(chǎn)生和清“0”如下：（1） 外部中斷類外部中斷是由外部原因引起的，可以通過兩個(gè)固定引腳，即外部中斷0和外部中斷1輸入信號。外部中斷0請求信號，由p3.2腳輸入。通過it0來決定中斷請求信號是低電平有效還是下跳變有效。一旦輸入信號有效，則向cpu申請中斷，并且使ie0=1。硬件復(fù)位。外部中斷1請求信號，功能與用法

10、類似外部中斷0（2） 定時(shí)中斷類定時(shí)中斷是為滿足定時(shí)或計(jì)數(shù)溢出處理需要而設(shè)置的。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)發(fā)生計(jì)數(shù)溢出的，即表明定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)值已滿，這時(shí)就以計(jì)數(shù)溢出信號作為中斷請求，去置位一個(gè)溢出標(biāo)志位。這種中斷請求是在單片機(jī)芯片內(nèi)部發(fā)生的，無需在芯片上設(shè)置引入端，但在計(jì)數(shù)方式時(shí)，中斷源可以由外部引入。tf0：定時(shí)器t0溢出中斷請求。當(dāng)定時(shí)器t0產(chǎn)生溢出時(shí)，定時(shí)器t0請求標(biāo)志tf0=1，請求中斷處理。使用中斷時(shí)由硬件復(fù)位，在查詢方式下可由軟件復(fù)位。tf1：定時(shí)器t1溢出中斷請求。功能與用法類似定時(shí)器t0（3） 串行口中斷類串行口中斷是為串行數(shù)據(jù)的傳送需要而設(shè)置的。串行中斷請求也是在單片機(jī)

11、芯片內(nèi)部發(fā)生的，但當(dāng)串行口作為接收端時(shí)，必須有一完整的串行幀數(shù)據(jù)從ri端引入芯片，才可能引發(fā)中斷。ri或ti：串行口中斷請求。當(dāng)接收或發(fā)送一串幀數(shù)據(jù)時(shí)，使內(nèi)部串行口中斷請求標(biāo)志ri或ti=1，并請求中斷。響應(yīng)后必須軟件復(fù)位。 cpu響應(yīng)中斷時(shí)，中斷入口地址如下： 中斷源 入口地址外部中斷0 0003h定時(shí)器t0中斷000bh外部中斷1 0013h定時(shí)器t1中斷001bh串行口中斷 0023h15、中斷響應(yīng)時(shí)間是否為確定不變的？為什么？答：中斷響應(yīng)時(shí)間不是確定不變的。由于cpu不是在任何情況下對中斷請求都予以響應(yīng)的；此外，不同的情況對中斷響應(yīng)的時(shí)間也是不同的。下面以外部中斷為例，說明中斷響應(yīng)的時(shí)

12、間。在每個(gè)機(jī)器周期的s5p2期間，端的電平被所存到tcon的ie0位，cpu在下一個(gè)機(jī)器周期才會(huì)查詢這些值。這時(shí)滿足中斷響應(yīng)條件，下一條要執(zhí)行的指令將是一條硬件長調(diào)用指令“l(fā)call”，使程序轉(zhuǎn)入中斷矢量入口。調(diào)用本身要用2個(gè)機(jī)器周期，這樣，從外部中斷請求有效到開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第一條指令，至少需要3個(gè)機(jī)器周期，這是最短的響應(yīng)時(shí)間。如果遇到中斷受阻的情況，這中斷響應(yīng)時(shí)間會(huì)更長一些。例如，當(dāng)一個(gè)同級或更高級的中斷服務(wù)程序正在進(jìn)行，則附加的等待時(shí)間取決于正在進(jìn)行的中斷服務(wù)程序：如果正在執(zhí)行的一條指令還沒有進(jìn)行到最后一個(gè)機(jī)器周期，附加的等待時(shí)間為13個(gè)機(jī)器周期；如果正在執(zhí)行的是reti指令或者訪

13、問ie或ip的指令，則附加的等待時(shí)間在5個(gè)機(jī)器周期內(nèi)。若系統(tǒng)中只有一個(gè)中斷源，則響應(yīng)時(shí)間為38個(gè)機(jī)器周期。16、中斷響應(yīng)過程中，為什么通常要保護(hù)現(xiàn)場？如何保護(hù)？答：因?yàn)橐话阒鞒绦蚝椭袛喾?wù)程序都可能會(huì)用到累加器，psw寄存器及其他一些寄存器。cpu在進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，用到上述寄存器時(shí)，就會(huì)破壞它原來存在寄存器中的內(nèi)容；一旦中斷返回，將會(huì)造成主程序的混亂。因而在進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，一般要先保護(hù)現(xiàn)場，然后再執(zhí)行中斷處理程序，在返回主程序以前再恢復(fù)現(xiàn)場。保護(hù)方法一般是把累加器、psw寄存器及其他一些與主程序有關(guān)的寄存器壓入堆棧。在保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場時(shí)，為了不使現(xiàn)場受到破壞或者造成混亂，一般規(guī)定此時(shí)

14、cpu不響應(yīng)新的中斷請求。這就要求在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，注意在保護(hù)現(xiàn)場之前要關(guān)中斷，在恢復(fù)現(xiàn)場之后開中斷。如果在中斷處理時(shí)允許有更高級的中斷打斷它，則在保護(hù)現(xiàn)場之后再開中斷，恢復(fù)現(xiàn)場之前關(guān)中斷。17、清敘述中斷響應(yīng)的cpu操作過程，為什么說中斷操作是一個(gè)cpu的微查詢過程？答：在中斷響應(yīng)中，cpu要完成以下自主操作過程：a) 置位相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，以標(biāo)明所響應(yīng)中斷的優(yōu)先級別b) 中斷源標(biāo)志清零（ti、ri除外）c) 中斷斷點(diǎn)地址裝入堆棧保護(hù)（不保護(hù)psw）d) 中斷入口地址裝入pc，以便使程序轉(zhuǎn)到中斷入口地址處在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，中斷表現(xiàn)為cpu的微查詢操作。89c51單片機(jī)中，cpu在每個(gè)機(jī)器周期的s6狀態(tài)，查詢中斷源，并按優(yōu)先級管理規(guī)則處理同時(shí)請求的中斷源，且在下一個(gè)機(jī)器周期的s1狀態(tài)中，響應(yīng)最高級中斷請求。但是以下情況除外：a) cpu正在處理相同或更高優(yōu)先級中斷b) 多機(jī)器周期指令中，還未執(zhí)行到最后一個(gè)機(jī)器周期c) 正在執(zhí)行中斷系統(tǒng)的sfr操作，如reti指令及訪問ie、ip等操作時(shí)，要延后一條指令18、在中斷請求有效并開中斷狀況下，能否保證立即響應(yīng)中斷？有什么條件？答：在中斷請求有效并開