单片机原理及接口技术课后答案(李全利版第五章)

章 5 80C51 的中断系统及定时/计数器 1.80C51 有几个中断源？各中断标志是如何产生的？又是如何复位的？CPU 响应各中断时，其中断入 口地址是多少？ 答：5 个中断源，分别为外中断 和 、T0 和 T1 溢出中断、串口中断。INT01 电平方式触发的外中断标志与引脚信号一致；边沿方式触发的外中断响应中断后由硬件自动复位。 T0 和 T1，CPU 响应中断时，由硬件自动复位。 RI 和 TI，由硬件置位。必须由软件复位。 另外，所有能产生中断的标志位均可由软件置位或复位。 各中断入口地址： 0003H，T0000BH， 0013H，T1001BH，RI 和 TI0023H。I0I1 2.某系统有三个外部中断源 1、2、3，当某一中断源变低电平时便要求 CPU 处理，它们的优先处理次 序由高到低为 3、2、1，处理程序的入口地址分别为 2000H、2100H、2200H。试编写主程序及中断服务程序 （转至相应的入口即可） 。 答：将 3 个中断信号经电阻线或，接 。INT ORG 0000H LJMP MAIN ORG 00013H LJMP ZDFZ ORG 0040H MAIN：SETB EA SETB EX1 SJMP $ 0RG 0200H ZDFZ:PUSH PSW PUSH ACC JB P1.0,DV0 JB P1.1,DV1 JB P1.2,DV2 INRET:POP ACC POP PSW RETI ORG 2000H DV0:- - 1 - JMP INRET ORG 2100H DV1:- JMP INRET ORG 2200H DV2:- JMP INRET 3.外部中断源有电平触发和边沿触发两种触发方式，这两种触发方式所产生的中断过程有何不同？怎 样设定？ 答：当 IT0=0 时， 为电平触发方式。电平触发方式时，CPU 在每个机器周期的 S5P2 采样INT0 引脚电平，当采样到低电平时，置 IE0向 CPU 请求中断；采样到高电平时，将 IE0 清 0。在电平INT0 触发方式下，CPU 响应中断时，不能自动清除 IE0 标志。 电平触发方式时，外部中断源的有效低电平必须保持到请求获得响应时为止，不然就会漏掉；在中断 服务结束之前，中断源的有效的低电平必须撤除，否则中断返回之后将再次产生中断。该方式适合于外部中 断输入为低电平，且在中断服务程序中能清除外部中断请求源的情况。 当 IT0=1 时， 为边沿触发方式。边沿触发方式时，CPU 在每个机器周期的 S5P2 采样 引脚I0 INT0 电平，如果在连续的两个机器周期检测到 引脚由高电平变为低电平，即第一个周期采样到 =1，INT0 第二个周期采样到 =0，则置 IE01，产生中断请求。在边沿触发方式下，CPU 响应中断时，能由硬T 件自动清除 IE0 标志。 边沿触发方式时，在相继两次采样中，先采样到外部中断输入为高电平，下一个周期采样到为低电平， 则在 IE0 或 IE1 中将锁存一个逻辑 1。若 CPU 暂时不能响应，中断申请标志也不会丢失，直到 CPU 响应此 中断时才清 0。另外，为了保证下降沿能够被可靠地采样到， 和 引脚上的负脉冲宽度至少要保IT0N1 持一个机器周期（若晶振频率为 12MHz，为 1 微秒） 。边沿触发方式适合于以负脉冲形式输入的外部中断请 求。 4.定时/计数器工作于定时和计数方式时有何异同点？ 答：定时/计数器实质是加 1 计数器。 不同点：设置为定时器模式时，加 1 计数器是对内部机器周期计数（1 个机器周期等于 12 个振荡周期， 即计数频率为晶振频率的 1/12） 。计数值乘以机器周期就是定时时间。设置为计数器模式时，外部事件计数 脉冲由 T0 或 T1 引脚输入到计数器。在每个机器周期的 S5P2 期间采样 T0、T1 引脚电平。当某周期采样到 一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加 1，更新的计数值在下一个机器周期的 S3P1 期间装入计数器。 相同点：它们的工作原理相同，它们都有 4 种工作方式，由 TMOD 中的 M1M0 设定，即 方式 0：13 位计数器； 方式 1：16 位计数器； 方式 2：具有自动重装初值功能的 8 位计数 器； - 2 - 方式 3：T0 分为两个独立的 8 位计数器，T1 停止工作。 5.定时/计数器的 4 种工作方式各有何特点？ 答：方式 0 位 13 位计数器，由 TL0 的低 5 位（高 3 位未用）和 TH0 的 8 位组成。TL0 的低 5 位溢出 时向 TH0 进位，TH0 溢出时，置位 TCON 中的 TF0 标志，向 CPU 发出中断请求。 计数初值计算的公式为： X2 13N 方式 1 的计数位数是 16 位，由 TL0 作为低 8 位、TH0 作为高 8 位，组成了 16 位加 1 计数器。计数个 数与计数初值的关系为： X2 16N 方式 2 为自动重装初值的 8 位计数方式。TH0 为 8 位初值寄存器。当 TL0 计满溢出时，由硬件使 TF0 置 1，向 CPU 发出中断请求，并将 TH0 中的计数初值自动送入 TL0。TL0 从初值重新进行加 1 计数。周而 复始，直至 TR0=0 才会停止。计数个数与计数初值的关系为： X2 8N 方式 3 只适用于定时/计数器 T0，定时器 T1 处于方式 3 时相当于 TR10，停止计数。方式 3 时，T0 分成为两个独立的 8 位计数器 TL0 和 TH0，TL0 使用 T0 的所有控制位。当 TL0 计数溢出时，由硬件使 TF0 置 1，向 CPU 发出中断请求。而 TH0 固定为定时方式（不能进行外部计数） ，并且借用了 T1 的控制位 TR1、TF1 。因此，TH0 的启、停受 TR1 控制，TH0 的溢出将置位 TF1。 6.要求定时/计数器的运行控制完全由 TR1、TR0 确定和完全由 、 高低电平控制时，其初INT01 始化编程应作何处理？ 答：TMOD 中 GATE 的值不同：完全由 TR1、TR0 确定时 GATE 为 0；完全由 、 高低电INT 平控制时 GATE 为 1。 7.当定时/计数器 T0 用作方式 3 时，定时/计数器 T1 可以工作在何种方式下？如何控制 T1 的开启和关 闭？ 答：T0 用作方式 3 时，T1 可以工作在方式 0、1 和 2。T1 的开启由 TR1 控制，即 TR11 时，T1 开始 工作；TR10 时或者定时/计数器工作在方式 3 时，T1 停止工作。 8.利用定时/计数器 T0 从 P1.0 输出周期为 1s，脉宽为 20ms 的正脉冲信号，晶振频率为 12MHz。试设 计程序。 答：采用定时 20ms，然后再计数 1、49 次的方法实现。 a、T0 工作在定时方式 1 时，控制字 TMOD 配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为 01H；T b、计算计数初值 X： 晶振为 12 MHz，所以机器周期 Tcy 为 1 。s Nt/ Tcy 20 103 /1106 20000 X2 16N6553620000455364E20H - 3 - 即应将 4EH 送入 TH1 中，20H 送入 TL1 中。 c、实现程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#01H ;设 T1 工作于方式 2 MOV TH0,# 4EH ;装入循环计数初值 MOV TL0,#20H ;首次计数值 LP0:SETB P1.0 ACALL NT0 CLR P1.0 MOV R7,#49 ;计数 49 次 LP1:ACALL NT0 DJNZ R7,LP1 AJMP LP0 NT0:MOV TH0,# 4EH MOV TL0,#20H SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 RET END 9.要求从 P1.1 引脚输出 1000Hz 方波，晶振频率为 12MHz。试设计程序。 答：采用 T0 实现 a、T0 工作在定时方式 1 时，控制字 TMOD 配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为 01H；T b、计算计数初值 X： 晶振为 12 MHz，所以机器周期 Tcy 为 1 。1/1000=110 3s Nt/ Tcy 0.5 103 /1106 500 X2 16N6553650065036FE0CH 即应将 FEH 送入 TH0 中，0CH 送入 TL0 中。 c、实现程序如下： ORG 0000H - 4 - AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 000BH ;T0 的中断入口地址 LJMP DVT0 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#01H ;设 T0 工作于方式 2 MOV TH0,# 0FEH ;装入循环计数初值 MOV TL0,#0CH ;首次计数值 SETB ET0 ;T0 开中断 SETB EA ;CPU 开中断 SETB TR0 ;启动 T0 SJMP $ ;等待中断 DVT0:CPL P1.1 MOV TH0,# 0FEH MOV TL0,# 0CH SETB TR0 RETI END 10.试用定时/计数器 T1 对外部事件计数。要求每计数 100，就将 T1 改成定时方式，控制 P1.7 输出一 个脉宽为 10ms 的正脉冲，然后又转为计数方式，如此反复循环。设晶振频率为 12MHz。 答：a 、T1 工作在计数方式 2 时，控制字 TMOD 配置： M1M0=10，GATE=0，C/ =1，可取方式控制字为 60H；T T1 工作在定时方式 1 时，控制字 TMOD 配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为 10H； b、计算初值 X： 定时 10ms 时： 晶振为 12 MHz，所以机器周期 Tcy 为 1 。s Nt/ Tcy 10 103 /1106 10000 X2 16N655361000055536D8F0H 即应将 D8H 送入 TH1 中，F0H 送入 TL1 中。 计数 100 时： N100 X2 8N2561001569CH c、实现程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序 - 5 - ORG 001BH ;T1 的中断入口地址 LJMP DVT1 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#60H ;T1 工作于计数方式 2 MOV TH1,#9CH ;装入计数初值 MOV TL1,#9CH ; CLR P1.7 SETB ET1 ;T1 开中断 SETB EA ;CPU 开中断 SETB TR1 ;启动 T1 SJMP $ ;等待中断 DVT1:SETB P1.7 CLR ET1 CLR TR1 MOV TMOD,#10H ;T1 工作于定时方式 1 MOV TH1,#0D8H ;装初值 MOV TL1,#0F0H SETB TR1 JNB TF1,$ ;查询等待 10ms CLR TF1 CLR TR1 CLR P1.7 MOV TMOD,#60H ;T1 工作于计数方式 2 MOV TH1,#9CH ;装初值 MOV TL1,#9CH ; SETB ET1 ;T1 开中断 SETB TR1 ;启动 T1 RETI END 11.利用定时/计数器 T0 产生定时时钟,由 P1 口控制 8 个指示灯。编一个程序,使 8 个指示灯依次闪动， 闪动频率为 1 次/秒（即，亮 1 秒后熄灭并点亮下一个，-） 。 答：采用定时 20ms，计数 50 次实现 1 秒定时。编制 1 秒延时子程序，由主程序调用。 a、T0 工作在定时方式 1 时，控制字 TMOD 配置： - 6 - M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为 01H；T b、计算计数初值 X： 晶振为 12 MHz，所以机器周期 Tcy 为 1 。s Nt/ Tcy 20 103 /1106 20000 X2 16N6553620000455364E2