单片机原理及接口技术课后习题答案 - 李朝青 下载本文

入信号。

外部中断0请求信号,由P3.2脚输入。通过IT0来决定中断请求信号是低电平有效还是下跳变有效。一旦输入信号有效,则向CPU申请中断,并且使IE0=1。硬件复位。 外部中断1请求信号,功能与用法类似外部中断0 (2) 定时中断类

定时中断是为满足定时或计数溢出处理需要而设置的。当定时器/计数器中的计数结构发生计数溢出的,即表明定时时间到或计数值已满,这时就以计数溢出信号作为中断请求,去置位一个溢出标志位。这种中断请求是在单片机芯片内部发生的,无需在芯片上设置引入端,但在计数方式时,中断源可以由外部引入。

TF0:定时器T0溢出中断请求。当定时器T0产生溢出时,定时器T0请求标志TF0=1,请求中断处理。使用中断时由硬件复位,在查询方式下可由软件复位。 TF1:定时器T1溢出中断请求。功能与用法类似定时器T0 (3) 串行口中断类

串行口中断是为串行数据的传送需要而设置的。串行中断请求也是在单片机芯片内部发生的,但当串行口作为接收端时,必须有一完整的串行帧数据从RI端引入芯片,才可能引发中断。

RI或TI:串行口中断请求。当接收或发送一串帧数据时,使内部串行口中断请求标志RI或TI=1,并请求中断。响应后必须软件复位。 CPU响应中断时,中断入口地址如下: 中断源 入口地址 外部中断0 0003H 定时器T0中断 000BH 外部中断1 0013H 定时器T1中断 001BH 串行口中断 0023H

15、中断响应时间是否为确定不变的?为什么?

答:中断响应时间不是确定不变的。由于CPU不是在任何情况下对中断请求都予以响应的;此外,不同的情况对中断响应的时间也是不同的。下面以外部中断为例,说明中断响应的时间。

在每个机器周期的S5P2期间, 端的电平被所存到TCON的IE0位,CPU在下一个机器周期才会查询这些值。这时满足中断响应条件,下一条要执行的指令将是一条硬件长调用指令“LCALL”,使程序转入中断矢量入口。调用本身要用2个机器周期,这样,从外部中断请求有效到开始执行中断服务程序的第一条指令,至少需要3个机器周期,这是最短的响应时间。

如果遇到中断受阻的情况,这中断响应时间会更长一些。例如,当一个同级或更高级的中断服务程序正在进行,则附加的等待时间取决于正在进行的中断服务程序:如果正在执行的一条指令还没有进行到最后一个机器周期,附加的等待时间为1~3个机器周期;如果正在执行的是RETI指令或者访问IE或IP的指令,则附加的等待时间在5个机器

周期内。

若系统中只有一个中断源,则响应时间为3~8个机器周期。 16、中断响应过程中,为什么通常要保护现场?如何保护?

答:因为一般主程序和中断服务程序都可能会用到累加器,PSW寄存器及其他一些寄存器。CPU在进入中断服务程序后,用到上述寄存器时,就会破坏它原来存在寄存器中的内容;一旦中断返回,将会造成主程序的混乱。因而在进入中断服务程序后,一般要先保护现场,然后再执行中断处理程序,在返回主程序以前再恢复现场。

保护方法一般是把累加器、PSW寄存器及其他一些与主程序有关的寄存器压入堆栈。在保护现场和恢复现场时,为了不使现场受到破坏或者造成混乱,一般规定此时CPU不响应新的中断请求。这就要求在编写中断服务程序时,注意在保护现场之前要关中断,在恢复现场之后开中断。如果在中断处理时允许有更高级的中断打断它,则在保护现场之后再开中断,恢复现场之前关中断。

17、清叙述中断响应的CPU操作过程,为什么说中断操作是一个CPU的微查询过程? 答:在中断响应中,CPU要完成以下自主操作过程: a) 置位相应的优先级状态触发器,以标明所响应中断的优先级别 b) 中断源标志清零(TI、RI除外)

c) 中断断点地址装入堆栈保护(不保护PSW)

d) 中断入口地址装入PC,以便使程序转到中断入口地址处

在计算机内部,中断表现为CPU的微查询操作。89C51单片机中,CPU在每个机器周期的S6状态,查询中断源,并按优先级管理规则处理同时请求的中断源,且在下一个机器周期的S1状态中,响应最高级中断请求。 但是以下情况除外:

a) CPU正在处理相同或更高优先级中断

b)多机器周期指令中,还未执行到最后一个机器周期

c) 正在执行中断系统的SFR操作,如RETI指令及访问IE、IP等操作时,要延后一条指令

18、在中断请求有效并开中断状况下,能否保证立即响应中断?有什么条件?

答:在中断请求有效并开中断状况下,并不能保证立即响应中断。这是因为,在计算机内部,中断表现为CPU的微查询操作。89C51单片机中,CPU在每个机器周期的S6状态下,查询中断源,并按优先级管理规则处理同时请求的中断源,且在下一个机器周期的S1状态中,响应最高级中断请求。 在以下情况下,还需要有另外的等待: a) CPU正在处理相同或更高优先级中断

b) 多机器周期指令中,还未执行到最后一个机器周期

c)正在执行中断系统的SFR操作,如RETI指令及访问IE、IP等操作时,要延后一条指令

第6章习题答案

1、定时器模式2有什么特点?适用于什么场合?

答:(1)模式2把TL0(或TL1)配置成一个可以自动重装载的8位定时器/计数器。TL0计数溢出时不仅使溢出中断标志位TF0置1,而且还自动把TH0中的内容重新装载到TL0中。TL0用作8位计数器,TH0用以保存初值。

(2)用于定时工作方式时间(TF0溢出周期)为 ,用于计数工作方式时,最大计数长度(TH0初值=0)为28=256个外部脉冲。

这种工作方式可省去用户软件重装初值的语句,并可产生相当精确定时时间,特别适于作串行波特率发生器。

2、单片机内部定时方式产生频率为100KHZ等宽矩形波,假定单片机的晶振频率为12MHZ,请编程实现。 答:

T0低5位:1BH T0高8位:FFH

MOV TMOD,#00H ;设置定时器T0工作于模式0 MOV TL0,#1BH ;设置5ms定时初值 MOV TH0,#0FFH

SETB TR0 ;启动T0

LOOP:JBC TF0,L1;查询到定时时间到?时间到转L1 SJMP LOOP ;时间未到转LOOP,继续查询 L1:MOV TL0,#1BH;重新置入定时初值 MOV TH0,#0FFH

CPL P1.0 ;输出取反,形成等宽矩形波 SJMP LOOP ;重复循环

3、89C51定时器有哪几种工作模式?有何区别?

答:有四种工作模式:模式0,模式1,模式2,模式3

(1) 模式0:选择定时器的高8位和低5位组成一个13位定时器/计数器。TL低5位溢出时向TH进位,TH溢出时向中断标志位TF进位,并申请中断。

定时时间t=(213-初值)×振荡周期×12;计数长度位213=8192个外部脉冲

(2) 模式1:与模式0的唯一差别是寄存器TH和TL以全部16位参与操作。定时时间t=(216-初值)×振荡周期×12;计数长度位216=65536个外部脉冲

(3) 模式2:把TL0和TL1配置成一个自动重装载的8位定时器/计数器。TL用作8位计数器,TH用以保存初值。TL计数溢出时不仅使TF0置1,而且还自动将TH中的内容重新装载到TL中。

定时时间t=(28-初值)×振荡周期×12;计数长度位28=256个外部脉冲 (4) 模式3:对T0和T1不大相同

若设T0位模式3,TL0和TH0被分为两个相互独立的8位计数器。TL0为8位计数器,功能与模式0和模式1相同,可定时可计数。

TH0仅用作简单的内部定时功能,它占用了定时器T1的控制位TR1和中断标志位TF1,启动和关闭仅受TR1控制。

定时器T1无工作模式3,但T0在工作模式3时T1仍可设置为0~2。

4、89C51内部设有几个定时器/计数器?它们是由哪些特殊功能寄存器组成? 答:89C51单片机内有两个16位定时器/计数器,即T0和T1。

T0由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0组成;T1由TH1和TL1组成。

5、定时器用作定时器时,其定时时间与哪些因素有关?作计数器时,对外界计数频率有何限制?

答:定时时间与定时器的工作模式,初值及振荡周期有关。 作计数器时对外界计数频率要求最高为机器振荡频率的1/24。 6、简述定时器4种工作模式的特点,如何选择设定? 答:

(1) 模式0:选择定时器的高8位和低5位组成一个13位定时器/计数器。TL低5位溢出时向TH进位,TH溢出时向中断标志位TF进位,并申请中断。

定时时间t=(213-初值)×振荡周期×12;计数长度位213=8192个外部脉冲 置TMOD中的M1M0为00

(2) 模式1:与模式0的唯一差别是寄存器TH和TL以全部16位参与操作。定时时间t=(216-初值)×振荡周期×12;计数长度位216=65536个外部脉冲 置TMOD中的M1M0为01

(3) 模式2:把TL0和TL1配置成一个自动重装载的8位定时器/计数器。TL用作8位计数器,TH用以保存初值。TL计数溢出时不仅使TF0置1,而且还自动将TH中的内容重新装载到TL中。

定时时间t=(28-初值)×振荡周期×12;计数长度位28=256个外部脉冲 置TMOD中的M1M0为10

(4) 模式3:对T0和T1不大相同

若设T0位模式3,TL0和TH0被分为两个相互独立的8位计数器。TL0为8位计数器,功能与模式0和模式1相同,可定时可计数。

TH0仅用作简单的内部定时功能,它占用了定时器T1的控制位TR1和中断标志位TF1,启动和关闭仅受TR1控制。

定时器T1无工作模式3,但T0在工作模式3时T1仍可设置为0~2。 置TMOD中的M1M0为11

7、当T0用作模式3时,由于TR1已被T0占用,如何控制T1的开启和关闭?

答:用T1控制位C/T切换定时器或计数器工作方式就可以使T1运行。定时器T1无工作模式3,将T1设置为工作模式3,就会使T1立即停止计数,关闭。

8、以定时器/计数器1进行外部时间计数,每计数1000个脉冲后,定时器/计数器1转为定时工作方式,定时10ms后又转为计数方式,如此循环不止。假定 为6WHZ,用模式1编程。

解:T1为定时器时初值: T1为计数器时初值: 所以: