單片機(jī)課后答案(3)

1、6-1簡(jiǎn)述中斷、中斷源、中斷嵌套及中斷優(yōu)先級(jí)的含義。答：中斷是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某一程序的過(guò)程中，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)、外的某種原因而必須 終止原程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去完成相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束之后再返回繼續(xù)執(zhí)行被終止原程序的過(guò)程。中斷源指向 CPU提出中斷申請(qǐng)的設(shè)備，包括中斷請(qǐng)求信號(hào)的產(chǎn)生及該信號(hào)怎樣被CPU有效地識(shí)別，要求中斷請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生一次，只能被 CPU接收處理一次，即不能一 次中斷申請(qǐng)被CPU多次響應(yīng)。當(dāng) CPU正在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，又有中斷優(yōu)先級(jí)更高的 中斷申請(qǐng)產(chǎn)生，CPU就會(huì)暫停原來(lái)的中斷處理程序而轉(zhuǎn)去處理優(yōu)先級(jí)更高的中斷請(qǐng)求，處 理完畢后再返回原低級(jí)中斷服務(wù)程序，這一過(guò)程稱為中斷嵌套中

2、斷優(yōu)先級(jí)指在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中往往有多個(gè)中斷源， 且中斷申請(qǐng)是隨機(jī)的， 有時(shí)還可能會(huì)有多個(gè)中斷源同時(shí)提出中斷申 請(qǐng)，但CPU 一次只能響應(yīng)一個(gè)中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)哪個(gè)中斷請(qǐng)求，就需要用軟件或硬件安排一個(gè)優(yōu)先順序，即中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)。6-2 MCS-51單片機(jī)提供了幾個(gè)中斷源？有幾級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)別？各中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的又 如何清除這些中斷標(biāo)志？各中斷源所對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址是多少？答：（1）MCS-51單片機(jī)提供了 5個(gè)中斷源：INTO、INT1、TO、T1、串行口。（2）MCS-51系列單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，每一個(gè)中斷請(qǐng)求源均可編程為高優(yōu)先級(jí)中 斷或低優(yōu)先級(jí)中斷，從而實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。（

3、3）外部中斷可以設(shè)置邊沿觸發(fā)或者電平觸發(fā)，靠軟件置位。邊沿觸發(fā)進(jìn)入中斷程序后硬件自動(dòng)清中斷標(biāo)志。 電平觸發(fā)需要軟件清除中斷標(biāo)志位，還需在中斷響應(yīng)后把中斷請(qǐng)求信號(hào)引腳從低電平強(qiáng)制改變?yōu)楦唠娖健＃?） 定時(shí)器TO、T1計(jì)數(shù)溢出產(chǎn)生中斷，進(jìn)入中斷程序后由硬件自動(dòng)清除標(biāo)志位TFO或TF1。（5） 串行口發(fā)送完成或者接收到數(shù)據(jù)就觸發(fā)中斷，由于是兩個(gè)中斷標(biāo)志共享一個(gè)中斷向量，所以需要在中斷程序里由軟件判斷是發(fā)送中斷還是接受中斷，并且只能由軟件清除中斷標(biāo)志位。使用軟件清除中斷標(biāo)志位的方法是：CLR TI ;清TI標(biāo)志位CLR RI ;清RI標(biāo)志位（6）各中斷源對(duì)應(yīng)的中斷矢量地址分別為：中斷源中斷矢量外部中斷

4、0 0003H定時(shí)器TO中斷OOOBH外部中斷1 OO13H定時(shí)器T1中斷OO1BH串行口中斷OO23H定時(shí)器中斷T2 （僅52系列有）OO2BH6-3外部中斷源有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種觸發(fā)方式，這兩種觸發(fā)方式所產(chǎn)生的中斷過(guò)程有何不同？怎樣設(shè)定？答：采用中斷電平觸發(fā)方式時(shí)，中斷請(qǐng)求標(biāo)志 ITO=O，CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間 采樣，一旦在P3.2（ INTO ）弓1腳上檢測(cè)到低電平，則有中斷申請(qǐng)，使IEO置位（置1），向CPU申請(qǐng)中斷。在電平觸發(fā)方式中，在中斷響應(yīng)后中斷標(biāo)志位IEO的清O由硬件自動(dòng)完成，但由于CPU對(duì)P3.2 （ INTO ）引腳沒(méi)有控制作用，使中斷請(qǐng)求信號(hào)的低電平可能

5、繼續(xù) 存在，在以后的機(jī)器周期采樣時(shí)又會(huì)把已清O的IEO標(biāo)志位重新置1,所以，在中斷響應(yīng)后必須采用其它方法撤消該引腳上的低電平，來(lái)撤除外部中斷請(qǐng)求信號(hào)，否則有可能再次中斷造成出錯(cuò)。 采用邊沿觸發(fā)方式時(shí)，ITO=1 , CPU在每個(gè)機(jī)器的S5P2期間采樣， 當(dāng)檢測(cè)到前一周期為高電平，后一周期為低電平時(shí)，使標(biāo)志IEO置1，向CPU申請(qǐng)中斷，此標(biāo)志位一直保持到 CPU響應(yīng)中斷后，才由硬件自動(dòng)清除。在邊沿觸發(fā)方式中，為保證CPU在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)檢測(cè)到由高到低的負(fù)跳變，高電平與低電平的持續(xù)時(shí)間不得少于一個(gè)機(jī)器周期的時(shí)間。6-5 MCS-51中斷響應(yīng)時(shí)間是否固定？為什么？答：MCS-51中斷響應(yīng)時(shí)間不固定。

6、對(duì)一個(gè)單一中斷系統(tǒng)，MCS-51單片機(jī)對(duì)外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間在38個(gè)機(jī)器周期。外部中斷的最短的響應(yīng)時(shí)間為3個(gè)機(jī)器周期，其中中斷請(qǐng)求標(biāo)志位查詢占1個(gè)機(jī)器周期，而這個(gè)機(jī)器周期恰好又是處于指令的最后一個(gè)機(jī)器周期， 該指令結(jié)束后中斷即被響應(yīng)，CPU接著執(zhí)行子程序調(diào)用指令 LCALL轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口，需2個(gè)機(jī)器周期，所以，外部中斷響應(yīng)最短時(shí)間為 3個(gè)機(jī)器周期。外部中斷響應(yīng) 的最長(zhǎng)時(shí)間為8個(gè)機(jī)器周期：發(fā)生在 CPU進(jìn)行中斷標(biāo)志查詢時(shí)，剛好是開(kāi)始執(zhí)行RETI或是訪問(wèn)IE或IP的指令，則需把當(dāng)前指令執(zhí)行完再繼續(xù)執(zhí)行一條指令后，才能響應(yīng)中斷，最 長(zhǎng)需2個(gè)機(jī)器周期。接著再執(zhí)行一條指令，按最長(zhǎng)指令(乘法

7、指令MUL和除法指令DIV)來(lái)算，也只有4個(gè)機(jī)器周期。加上硬件子程序調(diào)用指令LCALL的執(zhí)行，需要2個(gè)機(jī)器周期。所以，外部中斷響應(yīng)最長(zhǎng)時(shí)間為8個(gè)機(jī)器周期。對(duì)于多級(jí)中斷系統(tǒng)，響應(yīng)時(shí)間無(wú)法計(jì)算。7-1定時(shí)/計(jì)數(shù)器有哪些特殊功能寄存器，它們有幾種工作方式？如何設(shè)置？ 答：(1)定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器(TCON )、工作方式寄存器(TMOD )。(2)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1有四種不同的工作方式：方式 0、方式1、方式2、方式3。(3)4種工作方式由TMOD中的M1和M0兩位決定。當(dāng) TMOD 中 M1M0=00當(dāng) TMOD 中 M1M0=01當(dāng) TMOD 中 M1M0=10當(dāng) TMOD 中 M1M0=

8、11時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器選定方式0進(jìn)行工作。 時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器選定方式1進(jìn)行工作。 時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器選定方式2進(jìn)行工作。 時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器選定方式3進(jìn)行工作。7-2如果采用晶振的頻率為 3 MHz，在定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式0，1, 2下，其最大的定時(shí)時(shí)間分別為多少?答：晶振的頻率fOSC=3MHz時(shí)，機(jī)器周期為Tcy=12X (1/3MHz ) =4陽(yáng)。(1) 方式0為13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值 N = 213 -x = 8 192 X。計(jì)數(shù)初值x是由TH0和TL0 設(shè)定的初值。x = 0時(shí)為最大計(jì)數(shù)值8 192,即計(jì)數(shù)范圍為18 192 (213)。定時(shí)時(shí)間為Td =(8192 x) Xcy。最大

9、定時(shí)時(shí)間為 x=0 時(shí)，Td =32768 ps=32.768ms。(2) 方式1為16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值N = 216 -x = 65536 X。計(jì)數(shù)初值x是由TH0和TL0 設(shè)定的初值。x = 0時(shí)為最大計(jì)數(shù)值65 536，即計(jì)數(shù)范圍為165 536 (216)。定時(shí)時(shí)間為Td=(65536 x)河cy。最大定時(shí)時(shí)間為 x=0 時(shí)，Td =262144 Q=262.144ms。(3) 方式2為8位自動(dòng)重裝初值定時(shí)/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值N = 28 -x = 256 X。計(jì)數(shù)初值x是由TH0 和TL0設(shè)定的初值。x = 0時(shí)為最大計(jì)數(shù)值256，即計(jì)數(shù)范圍為1256 (28)。定時(shí)時(shí)間為Td=(

10、256 x)河cy。最大定時(shí)時(shí)間為 x=0 時(shí)，Td =1024 p=1.024ms。7-5采用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù) 100個(gè)脈沖后，T0轉(zhuǎn)為定時(shí)工作方 式。定時(shí)1 ms后，又轉(zhuǎn)為計(jì)數(shù)方式，如此循環(huán)不止。假定 MCS-51單片機(jī)的晶體振蕩器頻 率為6 MHz，請(qǐng)使用方式1實(shí)現(xiàn)，要求編寫(xiě)出程序。答：編寫(xiě)程序如下：ORG 0000HSTART: CLR TR0MOV TMOD, #05HMOV THO, #OFFHMOV TLO, #9CH；計(jì)數(shù)器初始化SO: JBC TFO, NEXTSJMP SONEXT: CLR TROMOV TMOD, #01HMOV THO, #0

11、F8HMOV TLO, #3OH；定時(shí)器初始化SETB TROS1: JBC TFO, STARTSJMP S1END8個(gè)指7-9利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器TO產(chǎn)生定時(shí)時(shí)鐘，由P1 口控制8個(gè)指示燈。編一個(gè)程序，使 示燈依次一個(gè)一個(gè)閃動(dòng)，閃動(dòng)頻率為20次/秒（ 8個(gè)燈依次亮一遍為一個(gè)周期）。答：采用晶體振蕩器頻率為 12MHz，每個(gè)燈的閃爍周期是50ms，采用工作方式1。ORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP TIMEOORG 0030HSTART: MOV SP, #5FHMOV R7, #OFEHMOV TMOD, #01H ;T0 在工作方式 1MOV THO, #3CH

12、MOV TLO, #0B0HSETB EASETB ETOSETB TROSO: AJMP SO ;此處放任意程序段TIMEO: PUSH ACCPUSH PSWMOV P1, R7MOV A, R7RL AMOV R7, AMOV THO, #3CHMOV TLO, #0B0HPOP PSWPOP ACCRETIEND7-12簡(jiǎn)述特殊功能寄存器 SCON，TCON，TMOD功能。答：（1） SCON是MCS-51的一個(gè)可位尋址的特殊功能寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制、監(jiān)視串行口的工作狀態(tài)。（2） TCON （定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器）是1個(gè)8位寄存器，它不僅參與定時(shí) /計(jì)數(shù)器控制， 還參與中斷

13、請(qǐng)求控制。（3） TMOD （工作方式寄存器）用來(lái)設(shè)定定時(shí)/計(jì)數(shù)器TO和T1的工作方式和選定定時(shí)還是 計(jì)數(shù)以及門控INTO非信號(hào)。7-19若晶體振蕩器為11.059 MHz，串行口工作于方式1，波特率為4 800 bps，寫(xiě)出用T1作為 波特率發(fā)生器的工作方式控制字和計(jì)數(shù)初值。答：（1）T1的工作方式控制字按照定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器 （TMOD ）定義，TMOD 的D7D4位是定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的工作方式控制位。T1作為波特率發(fā)生器時(shí)， 其工作方式應(yīng) 為定時(shí)器方式2（ 8位自動(dòng)再裝入方式）模式。即， TMOD的D7D4位設(shè)置應(yīng)為：D7位（GATE ）:應(yīng)為0。即T1定時(shí)/計(jì)數(shù)時(shí)間到（TR1=1 ）就可重新啟動(dòng)T1工作，與INT1無(wú) 關(guān)。D6位（C/T）:應(yīng)為0。將T1設(shè)為定時(shí)器功能。D5D4 位（M1M0）:應(yīng)為10。M1M0=10， T1工作在方式2,即8位自動(dòng)再裝入方式。因此，TMOD 的D7D4設(shè)置應(yīng)為：0010B。而TMOD 的D3D0位是定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的工 作方式控制位，與本題無(wú)關(guān)，設(shè)為：0000B。所以，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器 （TMOD） 控制字應(yīng)為：0010 0000 B，即：20H。（2）T1的計(jì)數(shù)初值依題意，晶體振蕩器為11.059 MHz，串行口工作于方式1，波特率為4 800bps。查表7-6知：T1作為波特率發(fā)生器，應(yīng)采用工作方式2,計(jì)數(shù)初