单片机原理及应用- 习题及答案 庄俊华 【ch06】单片机的功能部件

第6章单片机的功能部件

1.什么是中断?什么是中断源？

(1)中断是指CPU在正常执行序时，由于内外部时间或程序预先安排引起CPU暂时终止

执行现行程序，转而去执行中断服务子程序,执行完毕能自动返回到被中断的程序维续执行。

(2)中断源是能引起中断的外部设备或内部原因

2.什么是中断优先级?什么是中断嵌套？

中断响应的优先次序是中断优先级。当一个中断处理的过程中又响应了更高优先级的中

断是中断嵌套。处理中断优先级的原则是先高级中断,后低级中断。同级的按自然优先级排

序。

3.单片机引用中断技术后，有些什么优点？

中断系统是指为实现中断而设置的各种硬件与软件,包括中断控制逻辑及相应管理中断

的指令。中断系统具有下列功能。(1)能响应中断、处理中断与从中断返回。(2)能实

现优先权排队。(3)高级中断源能中断低级的中断处理。中断技术除了能解决快速CPU与

中、慢速外设速度不匹配的矛盾以提高主机的工作效率之外，在实现分时操作、实时处理、

故障处理、多机连接以及人机联系等方面均有广泛的应用。

4.简述中断处理流程。

(1)中断请求。当中断源需要CPU对它进行服务时，就会产生一个中断请求信号。对外

部中断源,这个信号加至CPU的中断请求输入引脚,形成对CPU的中断请求;对内部中断源，

则将CPU内部特定事件的发生或特定指令的执行作为对CPU的中断请求。

(2)中断响应。CPU接受中断请求就称为中断响应。当CPU执行到每条指令的最后一个

时钟周期时，就去检测是否有中断请求。如果有中断请求，对内部中断源，CPU会无条件响

应;对外部中断源，只有在满足响应条件时，CPU才会响应其中断请求。

(3)断点保护。当CPU响应某个中断时，就会转到相应中断源的服务程序上。为了使CPU

在完成中断服务后能返回原程序继续执行，需要将原程序被中断处的相关信息保存到堆栈

中。对8086(88)CPU,断点处的IP、CS和标志寄存器内容由硬件进行自动保护，其他信息

的保护则由中断服务程序来完成。

(4)中断源识别。在计算机系统中，往往有多个中断源，当有中断请求时，CPU就需要

确定具体的中断源，以便对其进行相应的服务。在8086(88)中断系统中，由中断源自身提

供其编码，供CPU进行识别。

(5)中断服务。一般地，每一个中断源都有其相应的服务程序，即中断程序。当CPU识

别中断源后，就会取得其中断程序的入口地址，并转入该中断程序，进行相应的中断服务。

中断服务是整个中断处理的核心。

(6)断点恢复。当CPU完成相应的中断服务后，利用中断服务程序，将原来在中断程序

中用软件保存的断点信息从堆栈弹出，恢复为中断前的内容。

(7)中断返回。在中断程序的最后，通过执行一条中断返回指令，将IP、CS及标志寄

存器的内容从堆栈中弹出，使CPU返回到中断前的程序，并从断点处继续执行。

5.MCS-5单片机允许有哪几个中断源?各中断源的中断程序入口地址分别是什么?

答:8051单片机一共有5个中断源。外部中断两个INTO和INT,当其为低电平时向CPU

提出中断请求,有两种触发方式：电平触发和边沿触发［2］。两个定时/计数器［3］T0和T1,当

计数满或定时时间到了可向CPU提出中断请求，由软件设置开启和关闭这两个中断。串行口

的发送/接收时数据完成后，(置位TI/RD，向CPU提出中断请求。各中断程序的入口地址

是:MCS-51系列单H机共有5个中断源及入口地址表:外部中断0定时计数器中断0外部中

断1定时计数器中断1串行口中断0003H000BH0013H001BH0023Ho

6.MCS-51单片机有几个优先级?如何设置优先级？

MCS-51系列单片机有5个中断源，分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器

1、串行口。它们的优先级别通过寄存器IP实现。

7.若采用INT1,下降沿触发，中断优先级为最高级，试写出相关程序。

以下是一个采用INT1中断，下降沿触发的程序，其中中断优先级设置为最高级：

、'C

#include<stdio.h>

#include<reg51.h>

//定义中断优先级

^defineINT1_PRIORITY0

voidINT1」SR()_interrupt(INTl-VECTOR)_using(0){

//在这里处理INTI中断

//...

)

voidmain(){

//设置INTI中断为下降沿触发方式

IT1=0;//INTI的类型控制位，设为0表示下降沿触发

EX1=1;//使能INT1中断

//设置中断优先级

IP-(IP&'0x02)|(INT1_PRIORITY«1);//中断优先级最高为0,次高为1

EA=1;//全局中断使能

while(1){

//主程序的其他操作

//...

}

)

注意，以上程序是用C语言写的，假设你的目标平台是基于805：单片机的。具体的硬

件连接和功能实现可能因平台而异，请根据实际情况进行调整和修改。

8.在晶振频率为12MHz,采用12分频方式，LED每隔1s闪烁4次，试写出

相关程序，使用中断技术，TO定时，在方式1下实现。

以下是一种在方式1下使用中断技术实现LED每隔1秒闪坏4次的程序示例：

'c

#include<reg51.h>

//定义晶振频率

^defineFREQ12000000UL

//定义分频系数

^defineDIV_FACTOR12

//定义计数器初值

^defineINIT_VALUE(65536-(FREQ/DIV_FACTOR/12))

//定义闪烁次数和闪烁间隔

^defineBLINK.TIMES4

^defineBLINK_INTERVAL1030//以亳秒为单位

//定义中断计数器

volatileunsignedintinterrupt_counter=0;

中断服务函数

voidtimerO_interrupt0interrupt1using1

(

THO=INIT.VALUE»8;//重新加载初值的高8位

TLO=INIT_VALUE&OxFF;//重新加载初值的低8位

interruptcounter++;//计数器递增

if(interrupt_counter==BLINK_TIMES*2){

interruptcounter=0;//复位计数器

//控制LED状态，每隔1秒闪烁4次

if(Pl&0x01){

Pl&=OxFE;//将Pl.0引脚置低

}else{

Pl|=0x01;//将Pl.0引脚置高

}

)

)

voidmain()

//初始化定时器0

TMOD=0x01;//设置定时器0为方式1

TH0=IN1T_VALUE»8;//设置初值的高8位

TL0=INIT_VALUE&OxFF;//设置初值的低8位

TRO=1;〃启动定时器0

ETO=1;//允许定时器。中断

EA=1;〃打开总中断开关

while(1){

//主循环中可以进行其他操作

)

)

请注意，以上代码是基于8051系列单片机的，使用的是C语言进行编程。程序中使用

了定时器0的方式1来产生中断，并通过中断计数器来控制LED的闪烁次数和闪烁间隔。具

体实现中涉及的端口和引脚可根据实际硬件进行修改。

9.使用中断的方法，设计1个秒脉冲发生器。

定时50ms；此时T0的初始俏X为，

(65536—X)X1X10"=50X10'

X=65536-50000=15536=3CB0H

TO的中断服务程序入口地址为OOOBH.

源程序：

ORG0000H

UMPMAIN

TO的中断服务程序：

ORGOOOBH

AJMP70H

ORG70H

MOVTl-O.lIOBOH，质赋初值

MOVTH0.»3CH

DJNZ50H.L,2，未到1s继续M环

MOV50H.i120

SETBPLOi发“秒”脉冲

NOP

CLRPLO

DJNZ51H.L2「未到1min维续循环

MOV51H.W；60

SETBPl.l।发“分”脉冲

NOP

CLRPl.1

L2»SETBTRO

RETI

MAIN,MOVTMOD,#01H，设定时器0为方式1

MOV50H.c20:定时1秒循环次数

MOV51H.#60，定时】分循环次数

MOVTH0.fi3cH•定时器。赋初值

MOVTL0.力OBOH

MOV】E•恭82H1PU开中断,T0开中断

SETBTRO1府动T0

HERE,SJMPHERE；循环等待定时到

10.MCS-51单片机内部有哪几个定时/计数器？

89c51内部有2个定时器/计数器，定时器0有4种工作方式，定时器1有3种工作方式。

11.单片机定时/计数器有哪两种功能?当其作为计数器使用时，对外部计数脉冲

有何要求？

定时时间和晶振频率和定时常数TH和TL有关。

外部计数脉冲的最高频率为晶振的"24。

12.TMOD的各位控制功能是什么？

略。

13.TCON的高4位控制功能是什么？

TCON(TimingController)是用于液晶显示器的一种芯片，它主要负责控制像素点的

刷新和显示时间序列。关于'高4位控制功能、这一术语，可能根据具体的背景和上下文有不

同的含义。但是--般来说，TCON芯片的高4位控制功能通常指的是其在控制显示器时所具

备的4个高位控制信号。

这些高位控制信号的功能可以根据具体的设计和需求而不同，常见的功能包括：

1.亮度调节：通过调节高4位控制信号，控制显示器的整体亮度，以达到合适的显示

效果。

2.对比度控制：高4位控制信号中的某几位可能用于控制显示器的对比度，以调整图

像的清晰度和色彩饱和度。

3.色温调节：通过高4位控制信号的不同组合，可以调节显示器的色温，使得显示的

图像具有合适的色彩效果。

4.背光控制：高4位控制信号有时也用于控制显示器背光灯的亮度和开关，以实现节

能和调节显示器整体亮度的目的。

需要注意的是，具体的高4位控制功能会因不同型号和设计而有所不同。因此，在使用

任何特定的TCON芯片时，请参考相关文档和规格说明，以了解具体的高4位控制功能及其

应用方式。

14.在晶振频率为12MHz时，采用12分频，要求在P1.0引脚输出周期为150us

的方波；P1.1引脚输出周期为1ms的方波，其占空比为1:2(高电平时间短，

低电平时间长)，试用定时器的方式0、方式1编程。

周期为1ms的对男:方修鬟求定时时间为周期为2nM不对林占中比为h3

的方波要求定时时间为2Xl/4-0.5m»・定时II计数初值为，X-2w-O.5XlO,/l-45536

-500-65036=FEOCH.采用R2计数的不财体力波程序如F,

()RGOOOOH

IJMPMAIN

C)RG.OOOBH(Tot*

IJMP1NTT0

()RG0I00H।中・处HIV声

!NTT0tMOVTLO.IBOCH

MOVTHO.HOFEH

CPLPI.0

DfNZR2.T0,I

MOVR2.S4

SETBPl.lI■由2a不用»方版*电f

RET1

T0.I.cutP1.I।・由2■不**方我做电子

RET1

()RG0M0H

MAIN,MOVTMOn.HOlH.TogHiXl

MOVTHO.SOFEH

MOVTL0.90CH

M()VR2.H4

SETBETO

SETBTRO

SETBEA

SIMPt

15.在晶振频率为12MHz,采用12分频方式，要求定时1min,试编写将TO和T1

合用实现定时1min的程序。

以下是使用TO和T1合用实现定时1分钟的程序代码：

^include<8051.h>

voidmain(){

TMOD=0x05;//设置TO为模式1,T1为模式0

THO=OxOB;//设置TO计数初值

TLO=OxDC;//设置TO计数初值,定时1ms

TH1=0x3C;//设置口计数初值

TL1=OxBO;//设置口计数初值，定时Is

TRO=1;//启动TO

TRI=1;//启动T1

while(1){

while(TFO!=1){}//等待TO定时完成

TFO=0;//清除TO溢出标志

THO=OxOB;//重新加载TO计数初值

TLO=OxDC;//重新加载TO计数初值，定时1ms

while(TF1!=1){}//等待T1定时完成

TF1=0;//清除T1溢出标志

Till=0x3C;//重新加载T1计数初值

TL1=OxBO;//重新加载T1计数初值，定时1s

//在这里执行定时1分钟后要执行的操作

这段代码使用了8051单片机的T0和T1计时器来实现定时1分钟的功能。T0采用12

分频方式来进行计时，每个循环定时ImsoT1则在TO计时器循环10次后才溢出，实现1s

的定时。通过在主循环中不断检测T0和T1的溢出标志来实现定时1分钟的功能。

16.串行通信有什么特点？

它是在一根线上以数据位(bit)为单位与1/0设备或通信设备之间传送信息，在这根传

输线上既传输数据信息，又传输联络控制信息,数据都占据一个固定的时间长度通信双方要

约定相同的波特率才能实现通信，由于受波特率上限的约束，串行通信的速度是有限度的。串

行通信具有通信电路简单,成本低,适用于远距离通信。

17.异步通信与同步通信的主要区别是什么？

同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序,

统一的传输冏期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟，没有固

定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互

锁方式通信双方没有相互制约关系：半互锁方式通信双方有简单的制约关系：全互锁方式通

信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。

18.何谓单工、半双工、全双工？

根据通信双方的分工和信号传输方向可将通信分为三种方式:单工、半双工与全双工在

计算机网络11］中主要采用双工方式，其中:局域网12］采用半双工方式，城域网3］和广域

网4采用全双年方式。

1.单工(Simplex)方式：通信双方设备中发送器与接收器分工明确，只能在由发送器向

接收器的单一固定方向上传送数据

采用单工通信的典型发送设备如早期计算机的读卡器，典型的接收设备如打印机。2.半

双工(HalfDuplex)方式:通信双方设备既是发送器，也是接收器，两台设备可以相互传送数

据，但某一时刻则只能向一个方向传送数据。例如，步话机是半双工设备，因为在一个时刻

只能有•方说话。

3全双工(FullDuplex)方式：通信双方设备既是发送器，也是接收器，两台设备可以

同时在两个方向上传送数据。

例如，电话是全双工设备，因为双方可同时说话。

19.MCS-51单片机的串行接口内部结构是怎样的？

MCS-51单片机的存储器组织采用哈佛结构，即分为相互独立的程序存储器和数据存储

器两大空间结构。程序存储器空间由内部ROM存储器和外部ROM存储器组成。数据存储器也

分为内部RAM存储器和外部RAM存储器。内部RAM存储器又可划分为工作寄存器区、位寻址

区和一般数据RAM区,MCS-51单片机的特殊功能寄存器也实现在内部RAM区。

20.串行通信主要由哪几个功能寄存器控制？

串行通信通常需要使用几个功能寄存器来进行控制。常见的功能寄存器包括：

1.数据寄存器(DataRegister)：用于存储要发送或接收的数据。

2.状态寄存器(StatusRegister)；用于记录通信状态信息，如传输完成标志、错误标志

等。

3.控制寄存器(ControlRegister)：用于设置和控制通信参数，例如波特率、数据位数、

校验位等。

4.时钟寄存器(ClockRegister)：用于存储通信时钟频率，以确保通信的数据传输速度。

这些功能寄存器在串行通信中起到了重要的作用，通过对这些寄存器的设置和读取，可

以实现数据的传输和控制。

21.MCS-51单片机串行接口有哪几种工作方式?对应的帧格式是怎样的？

答:有4种工作方式。

工作方式0为同步移位寄存器［2］方式该方式以8位数据为一帧，没有起始位和停止位,

先发送或接收最低位。

工作方式1为8位异步通信［3］方式适合于点对点的异步通信。这种方式规定发送或接

收一帧信息为10位,即1个起始位(0),8个数据位,1个停止位(1),先发送或接收最低位。

数据传输率［4］可以改变工作方式2和3为9位异步通信方式。每帧数据均为11位1位起

始位08位数据位（先低位）1位可程控的第9位数据和1位停止位。

22.MCS-51单片机串行接口在不同的工作方式下，如何确定波特率?

1.方式0的波特率

串行口工作在方式。时，波特率由振荡器的频率

fosc所确定：

fosc

波特率=勺升

2.方式2的波特率

串行口工作在方式2时，波特率由振荡器的频率

%6C和所确定：

ySMOD

波特率二一Xfosc

64

若则所选波特率为功./64;若

SMODH,则波特率为fosc/32。

3.方式1或3的波特率

串行口工作在方式1或