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=(2^13-初值)×振荡周期×12;计数长度位2^13=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=(2^16-初值)×振荡周期×12;计数长度位2^16=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=(256-初值)×振荡周期×12;计数长度位2^8=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:
L1:MOV TMOD,#50H ;设置T1为计数方式且工作模式为1 o1010000 MOV TH1,#0FCH ;置入计数初值 MOV TL1,#18H
SETB TR1 ;启动T1计数器
LOOP1:JBC TF1,L2 ;查询计数溢出?有溢出(计数满1000个)转L2 SJMP LOOP1 ;无溢出转LOOP1,继续查询 L2:CLR TR1 ;关闭T1
MOV TMOD,#10H ;设置T1为定时方式且工作与模式1 MOV TH1,#0ECH ;置入定时10ms初值 MOV TL1,#78H
SETB TR1 ;启动T1定时
LOOP2:JBC TF1,L1 ;查询10ms时间到?时间到,转L1
SJMP LOOP2 ;时间未到,转LOOP2,继续查询
9、一个定时器定时时间有限,如何实现两个定时器的串行定时以满足较长定时时间的要求? 答:当一个定时器溢出时,设置另一个定时器的初值为0开始定时。 10、使用一个定时器,如何通过软硬件结合方法实现较长时间的定时?
答:设定好定时器的定时时间,采用中断方式用软件设置计数次数,进行溢出次数累计,从而得到较长的时间。
11、89C51定时器作定时和计数时其计数脉冲分别由谁提供?
答:作定时器时计数脉冲由89C51片内振荡器输出经12分频后的脉冲提供,作计数时计数脉冲由外部信号通过引脚P3.4和P3.5提供。
12、89C51定时器的门控信号GATE设置为1时定时器如何启动?
答:只有 (或 )引脚为高电平且由软件使TR0(或TR1)置1时,才能启动定时器工作。
13、已知89C51单片机的fosc=6MHz, 请利用T0和P1.0输出矩形波。矩形波高电平宽50μs,低电平宽300μs。
解:T0采用模式2作为50μs定时时的初值: 所以 作300μs定时时的初值:
MOV TMOD,#02H ;设置定时器T0工作于模式2 L2:CLR P1.0 ;P1.0输出低电平 MOV TH0,#6AH ;置入定时300μs初值 MOV TL0,#6AH
SETB TR0 ;启动T0
LOOP1:JBC TF0,L1;查询300μs时间到?时间到,转L1 SJMP LOOP1 ;时间未到,转LOOP1,继续查询 L1:SETB P1.0 ;P1.0输出高电平 CLR TR0 ;关闭T0
MOV TH0,#0E7H ;置入定时300μs初值 MOV TL0,# 0E7H
SETB TR0 ; 启动T0
LOOP2:JBC TF0,L2 ;查询50μs时间到?时间到,转L2 SJMP LOOP2 ;时间未到,转LOOP2,继续查询
14、已知89C51单片机的fosc=12MHz, 用T1定时。试编程由P1.0和P1.1引脚分别输出周期为 2ms和500μs的方波。
解:采用模式0作 定时初值:
所以 MOV R2,#04H ;R2为“250μs”计数器,置入初值4 CLR P1.0 ;P1.0输出低电平 CLR P1.1 ;P1.1输出低电平 MOV TMOD,#00H
L2:MOV TH1,#0F8H ;置入定时250μs初值 MOV TL1,#06H