(精品論文)單片機原理及接口技術(李朝青)課后習題答案——第六章

1、定時器模式2有什么特點？適用于什么場合？答：（1） 模式2把TL0(或TL1)配置成一個可以自動重裝載的8位定時器/計數(shù)器。TL0計數(shù)溢出時不僅使溢出中斷標志位TF0置1，而且還自動把TH0中的內容重新裝載到TL0中。TL0用作8位計數(shù)器，TH0用以保存初值。（2） 用于定時工作方式時間（TF0溢出周期）為 ，用于計數(shù)工作方式時，最大計數(shù)長度（TH0初值=0）為28=256個外部脈沖。這種工作方式可省去用戶軟件重裝初值的語句，并可產生相當精確定時時間，特別適于作串行波特率發(fā)生器。2、單片機內部定時方式產生頻率為100KHZ等寬矩形波，假定單片機的晶振頻率為12MHZ，請編程實現(xiàn)。答： T0低5位:1BHT0高8位：FFHMOV TMOD,#00H ;設置定時器T0工作于模式0MOV TL0,#1BH ；設置5ms定時初值MOV TH0,#0FFHSETB TR0 ；啟動T0LOOP:JBC TF0,L1 ；查詢到定時時間到？時間到轉L1SJMP LOOP ；時間未到轉LOOP，繼續(xù)查詢L1：MOV TL0,#1BH ;重新置入定時初值MOV TH0,#0FFHCPL P1.0 ;輸出取反，形成等寬矩形波SJMP LOOP ；重復循環(huán)3、89C51定時器有哪幾種工作模式？有何區(qū)別？答：有四種工作模式：模式0，模式1，模式2，模式3（1） 模式0：選擇定時器的高8位和低5位組成一個13位定時器/計數(shù)器。TL低5位溢出時向TH進位，TH溢出時向中斷標志位TF進位，并申請中斷。定時時間t=(213-初值)振蕩周期12；計數(shù)長度位213=8192個外部脈沖（2） 模式1：與模式0的唯一差別是寄存器TH和TL以全部16位參與操作。定時時間t=(216-初值)振蕩周期12；計數(shù)長度位216=65536個外部脈沖（3） 模式2：把TL0和TL1配置成一個自動重裝載的8位定時器/計數(shù)器。TL用作8位計數(shù)器，TH用以保存初值。TL計數(shù)溢出時不僅使TF0置1，而且還自動將TH中的內容重新裝載到TL中。定時時間t=(28-初值)振蕩周期12；計數(shù)長度位28=256個外部脈沖（4） 模式3：對T0和T1不大相同若設T0位模式3，TL0和TH0被分為兩個相互獨立的8位計數(shù)器。TL0為8位計數(shù)器，功能與模式0和模式1相同，可定時可計數(shù)。TH0僅用作簡單的內部定時功能，它占用了定時器T1的控制位TR1和中斷標志位TF1，啟動和關閉僅受TR1控制。定時器T1無工作模式3，但T0在工作模式3時T1仍可設置為02。4、89C51內部設有幾個定時器/計數(shù)器？它們是由哪些特殊功能寄存器組成？答：89C51單片機內有兩個16位定時器/計數(shù)器，即T0和T1。T0由兩個8位特殊功能寄存器TH0和TL0組成；T1由TH1和TL1組成。5、定時器用作定時器時，其定時時間與哪些因素有關？作計數(shù)器時，對外界計數(shù)頻率有何限制？答：定時時間與定時器的工作模式，初值及振蕩周期有關。作計數(shù)器時對外界計數(shù)頻率要求最高為機器振蕩頻率的1/24。6、簡述定時器4種工作模式的特點，如何選擇設定？答：（1） 模式0：選擇定時器的高8位和低5位組成一個13位定時器/計數(shù)器。TL低5位溢出時向TH進位，TH溢出時向中斷標志位TF進位，并申請中斷。定時時間t=(213-初值)振蕩周期12；計數(shù)長度位213=8192個外部脈沖置TMOD中的M1M0為00（2） 模式1：與模式0的唯一差別是寄存器TH和TL以全部16位參與操作。定時時間t=(216-初值)振蕩周期12；計數(shù)長度位216=65536個外部脈沖置TMOD中的M1M0為01（3） 模式2：把TL0和TL1配置成一個自動重裝載的8位定時器/計數(shù)器。TL用作8位計數(shù)器，TH用以保存初值。TL計數(shù)溢出時不僅使TF0置1，而且還自動將TH中的內容重新裝載到TL中。定時時間t=(28-初值)振蕩周期12；計數(shù)長度位28=256個外部脈沖置TMOD中的M1M0為10（4） 模式3：對T0和T1不大相同若設T0位模式3，TL0和TH0被分為兩個相互獨立的8位計數(shù)器。TL0為8位計數(shù)器，功能與模式0和模式1相同，可定時可計數(shù)。TH0僅用作簡單的內部定時功能，它占用了定時器T1的控制位TR1和中斷標志位TF1，啟動和關閉僅受TR1控制。定時器T1無工作模式3，但T0在工作模式3時T1仍可設置為02。置TMOD中的M1M0為117、當T0用作模式3時，由于TR1已被T0占用，如何控制T1的開啟和關閉？答：用T1控制位C/T切換定時器或計數(shù)器工作方式就可以使T1運行。定時器T1無工作模式3，將T1設置為工作模式3，就會使T1立即停止計數(shù)，關閉。8、以定時器/計數(shù)器1進行外部時間計數(shù)，每計數(shù)1000個脈沖后，定時器/計數(shù)器1轉為定時工作方式，定時10ms后又轉為計數(shù)方式，如此循環(huán)不止。假定 為6WHZ,用模式1編程。解：T1為定時器時初值：T1為計數(shù)器時初值：所以：L1:MOV TMOD,#50H ;設置T1為計數(shù)方式且工作模式為1MOV TH1,#0FCH ;置入計數(shù)初值MOV TL1，#18HSETB TR1 ;啟動T1計數(shù)器LOOP1:JBC TF1,L2 ;查詢計數(shù)溢出？有溢出（計數(shù)滿1000個）轉L2SJMP LOOP1 ;無溢出轉LOOP1,繼續(xù)查詢L2:CLR TR1 ;關閉T1MOV TMOD,#10H ;設置T1為定時方式且工作與模式1MOV TH1,#0ECH ;置入定時10ms初值MOV TL1，#78HSETB TR1 ;啟動T1定時LOOP2:JBC TF1,L1 ;查詢10ms時間到？時間到，轉L1 SJMP LOOP2 ;時間未到，轉LOOP2，繼續(xù)查詢9、一個定時器定時時間有限，如何實現(xiàn)兩個定時器的串行定時以滿足較長定時時間的要求？答：當一個定時器溢出時，設置另一個定時器的初值為0開始定時。10、使用一個定時器，如何通過軟硬件結合方法實現(xiàn)較長時間的定時？答：設定好定時器的定時時間，采用中斷方式用軟件設置計數(shù)次數(shù)，進行溢出次數(shù)累計，從而得到較長的時間。11、89C51定時器作定時和計數(shù)時其計數(shù)脈沖分別由誰提供？答：作定時器時計數(shù)脈沖由89C51片內振蕩器輸出經(jīng)12分頻后的脈沖提供，作計數(shù)時計數(shù)脈沖由外部信號通過引腳P3.4和P3.5提供。12、89C51定時器的門控信號GATE設置為1時定時器如何啟動？答：只有 (或 )引腳為高電平且由軟件使TR0（或TR1）置1時，才能啟動定時器工作。13、已知89C51單片機的fosc=6MHz, 請利用T0和P1.0輸出矩形波。矩形波高電平寬50s，低電平寬300s。解：T0采用模式2作為50s定時時的初值：所以 作300s定時時的初值：所以MOV TMOD,#02H ;設置定時器T0工作于模式2L2:CLR P1.0 ;P1.0輸出低電平MOV TH0,#6AH ;置入定時300s初值MOV TL0,#6AHSETB TR0 ;啟動T0LOOP1:JBC TF0,L1 ;查詢300s時間到？時間到，轉L1SJMP LOOP1 ;時間未到，轉LOOP1，繼續(xù)查詢L1:SETB P1.0 ;P1.0輸出高電平CLR TR0 ;關閉T0MOV TH0,#0E7H ;置入定時300s初值MOV TL0,# 0E7HSETB TR0 ; 啟動T0LOOP2:JBC TF0,L2 ;查詢50s時間到？時間到，轉L2SJMP LOOP2 ;時間未到，轉LOOP2，繼續(xù)查詢14、已知89C51單片機的fosc=12MHz, 用T1定時。試編程由P1.0和P1.1引腳分別輸出周期為 2ms和500s的方波。解：采用模式0作 定時初值：所以 MOV R2,#04H ;R2為“250s”計數(shù)器，置入初值4CLR P1.0 ;P1.0輸出低電平CLR P1.1 ;P1.1輸出低電平MOV TMOD,#00HL2:MOV TH1,#0F8H ;置入定時250s初值MOV TL1,#06HSETB TR1 ;啟動T1LOOP:JBC TF1,L1 ;查詢250s時間到？時間到，轉L1SJMP LOOP ;時間未到，轉LOOP，繼續(xù)查詢L1:CPL P1.1 ;P1.1輸出取反，形成周期為500sCLR TR1 ;關閉T1DJNZ R2,L2 ;“250s”計數(shù)器減1，到1ms嗎？未到轉L2CPL P1.0 ;P1.0輸出取反，形成周期為2ms方波MOV R2,#04H ;重置“250s”計數(shù)器初值4LJMP L2 ;重復循環(huán)15、單片機8031的時鐘頻率為6MHz,若要求定時值分別為0.1ms,1ms,10ms,定時器0工作在模式0、模式1和模式2時，其定時器初值各應是多少？解：（1） 0.1ms模式0： T0低5位01110B=0EHT0高8位：11111110B=FEH模式1： 模式2： （2） 1ms模式0： T0低5位01100B=0CHT0高8位：11110000B=F0H模式1： 模式2： 在此情況下最長定時為512s，無法一次實現(xiàn)定時1ms，可用0.1ms循環(huán)10次（3） 10ms模式0： T0低5位11000B=18HT0高8位：01100011B=63H模式1： 模式2：在此情況下最長定時為512s，無法一次實現(xiàn)定時10ms，可用0.1ms循環(huán)100次16、89C51單片機的定時器在何種設置下可提供三個8位計數(shù)器定時器？這時，定時器1可作為串行口波特率發(fā)生器。若波特率按9600b/s,4800b/s,2400b/s,1200b/s,600b/s,100b/s來考慮，則此時可選用的波特率是多少（允許存在一定誤差）？設fosc=12MHz。解：當T0為模式3，T1為模式2時，可提供3個8位定時器。可選100b/s17、試編制一段程序，功能為：當P1.2引腳的電平上跳時，對P1.1的輸入脈沖進行計數(shù)；當P1.2引腳的電平下跳時，停止計數(shù)，并將計數(shù)值寫入R6，R7。解：MOV TMOD,#05H ;T0為計數(shù)方式且工作于模式1JNB P1.2,$ ;等待P1.2引腳電平上跳MOV TH0,#00H ; P1.2電平上跳，置入計數(shù)初值MOV TL0,#00HSETB TR0 ;啟動T0JB P1.2,$ ;等待P1.2引腳電平下跳CLR TR0 ;電平下跳，關閉T0MOV R7,TH0 ;計數(shù)初值寫入R7,R6MOV R6,TL018、 設fosc=12MHz。試編制一段程序，功能為：對定時器T0初始化，使之工作在模式2，產生200s定時，并用查詢T0溢出標志的方法，控制 P1.0輸出周期為2ms的方波。解：T0作定時器時初值： 所以 程序1：CLR P1.0 ;P1.0輸出低電平MOV R2,#05H ;R2為“200s”計數(shù)器，置入初值5，計1msMOV TMOD,#02H ;設定時器T0工作于模式2L2:MOV TH0,#38H ;置入定時初值MOV TL0,#38HSETB TR0 ;啟動T0LOOP:JBC TF0,L1 ;查詢200s時間到？時間到，轉L1SJMP LOOP ;時間未到，轉LOOP，繼續(xù)查詢L1:CLR TR0 ;關閉T0DJNZ R2,L2 ;“200s”計數(shù)器減1，到1ms嗎？未到，轉L2CPL P1.0 ；到1ms，P1.0取反，形成周期為2ms的方波MOV R2,#05H ;重置“200s”計數(shù)器初值LJMP L2 ;重復循環(huán)程序2：MAIN:MOV TMOD,#02H ;設定時器T0工作于模式2CLR P1.0 ;P1.0輸出低電平LOOP1:MOV R2,#05H ;R2為“200s”計數(shù)器，置入初值5，計1msLOOP:MOV TH0,#38H ;置入定時初值MOV TL0,#38HSETB TR0 ;啟動T0JNB TF0,$ ;查詢200s時間到？時間到，繼續(xù)查詢CLR TR0 ;關閉T0DJNZ R2,LOOP ;“200s”計數(shù)器減1，到1ms嗎？未到，轉LOOPCPL P1.0 ；到1ms，P1.0取反，形成周期為2ms的方波SJMP LOOP1 ;重復循環(huán)19、以中斷方法設計單片機秒、分脈沖發(fā)生器。假定P1.0每秒產生1個機器周期的正脈沖，P1.1每分產生1個周期的正脈沖。參考書上例題6-6第七章第7章 習題1、什么是串行異步通信，它有哪些作用？答：在異步串行通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀（包括一個字符代碼或一字節(jié)數(shù)據(jù)）傳送的，每一幀的數(shù)據(jù)格式參考書。通信采用幀格式，無需同步字符。存在空閑位也是異步通信的特征之一。2、89C51單片機的串行口由哪些功能部件組成？各有什么作用？答：89C51單片機的串行接口由發(fā)送緩沖期SBUF，接收緩沖期SBUF、輸入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定時器T1構成的波特率發(fā)生器等部件組成。由發(fā)送緩沖期SBUF發(fā)送數(shù)據(jù)，接收緩沖期SBUF接收數(shù)據(jù)。串行接口通信的工作方式選擇、接收和發(fā)送控制及狀態(tài)等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。定時器T1產生串行通信所需的波特率。3、簡述串行口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。答：串行接口的接收和發(fā)送是對同一地址（99H）兩個物理空間的特殊功能寄存器SBUF進行讀和寫的。當向SBUF發(fā)“寫”命令時（執(zhí)行“MOV SBUF,A”），即向緩沖期SBUF裝載并開始TXD引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，發(fā)送完便使發(fā)送中斷標志位TI=1。在滿足串行接口接收中斷標志位RI（SCON.0）=0的條件下，置允許接收位REN（SCON.4）=1,就會接收一幀數(shù)據(jù)進入移位寄存器，并裝載到接收SBUF中，同時使RI=1。當發(fā)讀SBUF命令時（執(zhí)行“MOV A, SBUF”），便由接收緩沖期SBUF取出信息通過89C51內部總線送CPU。4、89C51串行口有幾種工作方式？有幾種幀格式？各工作方式的波特率如何確定？答：89C51串行口有4種工作方式：方式0（8位同步移位寄存器），方式1（10位異步收發(fā)），方式2（11位異步收發(fā)），方式3（11位異步收發(fā)）。有2種幀格式：10位，11位方式0：方式0的波特率fosc/12(波特率固定為振蕩頻率1/12)方式2：方式2波特率2SMOD/64fosc方式1和方式3：方式1和方式3波特率2SMOD/32(T1溢出速率)如果T1采用模式2則：5、若異步通信接口按方式3傳送，已知其每分鐘傳送3600個字符，其波特率是多少？答：已知每分鐘傳送3600個字符，方式3每個字符11位，則：波特率=（11b/字符）（3600字符/60s）=660b/s6、89C51中SCON的SM2，TB8，RB8有何作用？答：89c51SCON的SM2是多機通信控制位，主要用于方式2和方式3.若置SM2=1，則允許多機通信。TB8是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位，在方式2或方式3中，根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的需要由軟件置位或復位。它在許多通信協(xié)議中可用作奇偶校驗位；在多機通信中作為發(fā)送地址幀或數(shù)據(jù)幀的標志位。RB8是接收數(shù)據(jù)的第9位，在方式2或方式3中接收到的第9位數(shù)據(jù)放在RB8位。它或是約定的奇偶校驗位，或是約定的地址/數(shù)據(jù)標示位。7、設fosc11.059MHz，試編寫一段程序，其功能為對串行口初始化，使之工作與方式1，波特率為1200b/s；并用查詢串行口狀態(tài)的方法，讀出接收緩沖器的數(shù)據(jù)并回送到發(fā)送緩沖器。解：START:MOV SCON,#40H ;串行接口工作于方式1MOV TMOD,#20H ;定時器T1工作于模式2MOV TH1,#0E8H ;賦定時器計數(shù)初值MOV TL1,#0E8HSETB TR1 ;啟動定時器T1MOV A,SBUF ;讀出接收緩沖器數(shù)據(jù)MOV SBUF,A ;啟動發(fā)送過程JNB TI,$ ;等待發(fā)送完CLR TI ;清TI標志SJMP $ ;結束8、若晶振為11.0592MHz，串行口工作與方式1，波特率為4800b/s。寫出用T1作為波特率發(fā)生器的方式字和計數(shù)初值。解：MOV TMOD,#20H ;定時器T1工作于模式2MOV TH1,#0FAH ;賦定時器計數(shù)初值MOV TL1,#0FAH9、為什么定時器T1用作串行口波特率發(fā)生器時，常選用工作模式2？若已知系統(tǒng)時鐘頻率和通信用的波特率，如何計算其初值？答：因為工作模式2是自動重裝初值定時器，編程時無需重裝時間參數(shù)（計數(shù)初值），比較使用。若選用工作模式0或工作模式1，當定時器T1溢出時，需在中斷服務程序中重裝初值。已知系統(tǒng)時鐘頻率fosc和通信用的波特率fbaud，可得出定時器T1模式2的初值10、若定時器T1設置成模式2作波特率發(fā)生器，已知fosc6MHz。求可能產生的最高和最低的波特率。解：最高波特率為T1定時最小值時，此時初值為255，并且SMOD=1，有：最高波特率為T1定時最大值時，此時初值為0，并且SMOD=0，有：11、串行通信的總線標準是什么？有哪些內容？答：美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）正式公布的串行總線接口標準有RS-232C,RS-422,RS-423和RS-485等。在異步串行通信中應用最廣的標準總線是RD-232C。它包括了按位串行傳輸?shù)碾姎夂蜋C械方面的規(guī)定，如適用范圍、信號特性、接口信號及引腳說明等，適用于短距離（15m）或帶調制解調的通信場合。采用RS-422, RS-485標準時，通信距離可達1000m。12、簡述單片幾多機通信的原理。答：當一片89C51（主機）與多片89C51（從機）通信時，所有從機的SM2位都置1.主機首先發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)為地址，即某從機機號，其中第9位為1，所有的從機接收到數(shù)據(jù)后，將其中第9位裝入RB8中。各從機根據(jù)收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8中）的值來決定從機可否再接收主機的信息。若（RB8）=0，說明是數(shù)據(jù)幀，則使接收中斷標志位RI=0，信息丟失；若（RB8）=1說明是地址幀，數(shù)據(jù)裝入SBUF并置RI=1，中斷所有從機，只有被尋址的目標從機清除SM2（SM2=0），以接收主機發(fā)來的一幀數(shù)據(jù)（點對點通信）。其他從機仍然保持SM2=1.13、當89C51串行口按工作方式1進行串行數(shù)據(jù)通信時。假定波特率為1200b/s，以中斷方式傳送數(shù)據(jù)。請編寫全雙工通信程序。解：設系統(tǒng)時鐘頻率fosc=6.0MHZ。查教材表9-2可知，可取SMOD=0,T1的計數(shù)初值為F3H。程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;上電，轉向主程序 ORG 0023H ;串行口的中斷入口地址 AJMP SERVE ;轉向中斷服務程序 ORG 0040H ;主程序MAIN: MOV SP,#60H ;設置堆棧指針 MOV SCON ,#50H MOV PCON ,#00HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0F3HMOV TL1,#0F3H SETB TR1 MOV R0 ,#20H ;置發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首地址MOV R1 ,#40H ；置接收數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV R7 ,#10H ；置發(fā)送字節(jié)長度MOV R6 ,#10H ；置接收字節(jié)長度 SETB ES ;允許串行口中斷 SETB EA ;CPU允許中斷 MOV A ,R0 ；取第一個數(shù)據(jù)發(fā)送 MOV SBUF ,A ;發(fā)送第一個數(shù)據(jù) SJMP $ ；等待中斷SERVE: JNB RI ,SEND ;TI=1,為發(fā)送中斷CLR RI MOV A ,SBUF ;讀出接收緩沖區(qū)內容 MOV R1 ,A ;讀入接收緩沖區(qū)DJNZ R6 ,L1 ;判斷數(shù)據(jù)塊發(fā)送完否SJMP L2 ;數(shù)據(jù)塊接收完，轉L2L1:INC R1 ;修改數(shù)據(jù)區(qū)指針L2:RETI ;中斷返回SEND: CLR TI ;清除發(fā)送中斷標志DJNZ R7 ,L3 ;判斷數(shù)據(jù)塊發(fā)送完否SJMP L4 ;數(shù)據(jù)塊接收完，轉L4L3: MOV A ,R0 ;取數(shù)據(jù)發(fā)送MOV SBUF ,A ;發(fā)送數(shù)據(jù) INC R0 ;修改數(shù)據(jù)地址L4: RETI ;中斷返回 END14、以89C51串行口按工作方式3進行串行數(shù)據(jù)通信。假定波特率為1200b/s，第9數(shù)據(jù)位作奇偶校驗位，以中斷方式傳送數(shù)據(jù)。請編寫通信程序。解：ORG 0000H AJMP MAIN ;上電，轉向主程序 ORG 0023H ;串行口的中斷入口地址 AJMP STOP ;轉向中斷服務程序 ORG 0040H ;主程序MAIN: MOV SP,#60HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0E8HMOV TL1,#0E8H SETB T