张毅刚主编,单片机原理及应用习题答案

“单片机原理及应用”课程习题与解答参考教材：张毅刚主编，单片机原理及应用，普通高等教育“十五”国家级规划教材，高等教育出版社，2004年1月第六章MCS-51的定时/计数器1．如果采用晶振的频率为3MHz，定时器/计数器工作方式0、1、2下，其最大的定时时间为多少？解答：因为机器周期)(410312126sfTOSCcy，所以定时器/计数器工作方式0下，其最大定时时间为)(192.81042261313msTTCMAX；同样可以求得方式1下的最大定时时间为262.144ms；方式2下的最大定时时间为1024ms。2．定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？答：定时/计数器作定时时，其计数脉冲由系统振荡器产生的内部时钟信号12分频后提供。定时时间与时钟频率和定时初值有关。3．定时/计数器用作定时器时，对外界计数频率有何限制？答：由于确认1次负跳变要花2个机器周期，即24个振荡周期，因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24。4．采用定时器/计数器T0对外部脉冲进行计数，每计数100个脉冲后，T0转为定时工作方式。定时1ms后，又转为计数方式，如此循环不止。假定MCS-51单片机的晶体振荡器的频率为6MHz，请使用方式1实现，要求编写出程序。解答：定时器/计数器T0在计数和定时工作完成后，均采用中断方式工作。除了第一次计数工作方式设置在主程序完成外，后面的定时或计数工作方式分别在中断程序完成，用一标志位识别下一轮定时器/计数器T0的工作方式。编写程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN:MOVTMOD,#06H；定时器/计数器T0为计数方式2MOVTL0,#156；计数100个脉冲的初值赋值MOVTH0,#156SETBGATE；打开计数门SETBTR0；启动T0，开始计数SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开中断CLRF0；设置下一轮为定时方式的标志位WAIT:AJMPWAITIT0P:CLREA；关中断JBF0,COUNT；F0=1，转计数方式设置MOVTMOD,#00H；定时器/计数器T0为定时方式0MOVTH0,#0FEH；定时1ms初值赋值MOVTL0,#0CHSETBEARETICOUNT:MOVTMOD,#06HMOVTL0,#156SETBEARETI5.定时器/计数器的工作方式2有什么特点？适用于哪些应用场合？答：定时器/计数器的工作方式2具有自动恢复初值的特点，适用于精确定时，比如波特率的产生。6.编写程序，要求使用T0，采用方式2定时，在P1.0输出周期为400μs，占空比为10:1的矩形脉冲。解答：根据题意，从P1.0输出的矩形脉冲的高低电平的时间为10:1，则高低电平的时间分别为363.63μs和36.37μs。如果系统采用6MHz晶振的话，sTcy2，因此高低电平输出取整，则约为364μs和36μs。编写程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN:MOVTMOD,#02H；定时器/计数器T0为定时方式2MOVTL0,#4AH；定时364μs初值赋值SETBTR0；启动T0，开始计数SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开中断SETBP1.0WAIT:AJMPWAITIT0P:CLREACLRP1.0；关中断MOVR0,#9DLY:DJNZR0,DLY；延时26μsMOVTL0,#4AH；定时364μs初值赋值SETBP1.0SETBEARETI7.一个定时器的定时时间有限，如何实现两个定时器的串行定时，来实现较长时间的定时？答：方式一，在第一个定时器的中断程序里关闭本定时器的中断程序，设置和打开另一个定时器；在另一个定时器的中断程序中关闭本定时中断，设置和打开另一个定时器。这种方式的定时时间为两个定时器定时时间的和。方式二，一个作为定时器，在定时中断后产生一个外部计数脉冲（比如由P1.0接INT0产生），另一个定时器工作在计数方式。这样两个定时器的定时时间为一个定时器的定时时间乘以另一个定时器的计数值。8.当定时器T0用于方式3时，应该如何控制定时器T1的启动和关闭？答：由T1(P3.5)口控制定时器T1的启动和关闭。9.定时器/计数器测量某正单脉冲的宽度，采用何种方式可得到最大量程？若时钟频率为6MHz，求允许测量的最大脉冲宽度是多少？答：采用方式1定时工作方式。最大脉冲宽度为131.072ms。10.编写一段程序，功能要求为：当P1.0引脚的电平正跳变时，对P1.1的输入脉冲进行计数；当P1.2引脚的电平负跳变时，停止计数，并将计数值写入R0、R1(高位存R1，低位存R0)。解答：将P1.1的输入脉冲接入INT0，即使用T0计数器完成对P1.1口的脉冲计数。编写程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN:JNBP1.0,MAINMOVTMOD,#05H；定时器/计数器T0为计数方式1SETBTR0；启动T0，开始计数SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开中断WAIT:JBP1.2,WAITCLREACLRTR0MOVR1,TH0MOVR0,TL0AJMP$IT0P:INCR2RETI11.THX与TLX(X=0,1)是普通寄存器还是计数器？其内容可以随时用指令更改吗？更改后的新值是立即刷新还是等当前计数器计满后才能刷新？答：THX与TLX(X=0,1)是由特殊功能寄存器构成的计数器，其内容可以随时用指令更改，更改后的新值是立即刷新。但在读THX、TLX的值时，应该先读THX值，后读TLX，再读THX。若两次读得THX相同，则可确定读得的内容正确。若前后两次读得的THX有变化，再重复上述过程。12.判断下列的说法是否正确？(1)特殊功能寄存器SCON，与定时器/计数器的控制无关。（对）(2)特殊功能寄存器TCON，与定时器/计数器的控制无关。（错）(3)特殊功能寄存器IE，与定时器/计数器的控制无关。（错）(4)特殊功能寄存器TMOD，与定时器/计数器的控制无关。（错）第七章MCS-51的串行口1．串行数据传送的主要优点和用途是什么？答：串行数据传送的主要优点是硬件接口简单，接口端口少（2个）。主要用于多个单片机系统之间的数据通信。2．简述串行口接收和发送数据的过程。答：以方式一为例。发送：数据位由TXT端输出，发送1帧信息为10为，当CPU执行1条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。发送开始时，内部发送控制信号/SEND变为有效，将起始位想TXD输出，此后，每经过1个TX时钟周期，便产生1个移位脉冲，并由TXD输出1个数据位。8位数据位全部完毕后，置1中断标志位TI，然后/SEND信号失效。接收：当检测到起始位的负跳变时，则开始接收。接受时，定时控制信号有2种，一种是位检测器采样脉冲，它的频率是RX时钟的16倍。也就是在1位数据期间，有16个采样脉冲，以波特率的16倍的速率采样RXD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。3．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式（1）。4．串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？答：串行口有3种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式；方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率，方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD/64×fosc方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率5．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验位，1个停止位，请画出传送字符“A”的帧格式。起始位01000000校验位停止位6．判断下列说法是否正确：（1）串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。（对）（2）发送数据的第9数据位的内容在SCON寄存器的TB8位预先准备好的。（对）（3）串行通讯发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF。（错）（4）串行通讯接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。（对）（5）串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出设定。（对）7．通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用：(选（3）)（1）MOVC指令（2）MOVX指令（3）MOV指令（4）XCHD指令8．为什么定时器/计数器T1用做串行口波特率发生器时，采用方式2？若已知时钟频率、通讯波特率，如何计算其初值？解答：因为定时器/计数器在方式2下，初值可以自动重装，这样在做串口波特率发生器设置时，就避免了重装参数的操作。已知时钟频率、通讯波特率，根据公式：)256(12322XfOSCSMOD波特率＝，计算出初值。9．串行口工作方式1的波特率是：（3）（1）固定的，为32/OSCf。（2）固定的，为16/OSCf。（3）可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。（4）固定的，为64/OSCf。10．在串行通讯中，收发双方对波特率的设定应该是（相等）的。11．若晶体振荡器为11.0592MHz，串行口工作于方式1，波特率为4800b/s，写出用T1作为波特率发生器的方式控制字和计数初值。解答：初值计算：查阅P148表7-2可得，FAH控制字：ANLTMOD,#0F0HORLTMOD,#20HMOVTH1,#0FAHMOVTL1,#0FAHMOVSCON,#40H12．简述利用串行口进行多机通讯的原理。解答：参考P146页。13．使用8031的串行口按工作方式1进行串行数据通讯，假定波特率为2400b/s，以中断方式传送数据，请编写全双工通讯程序。解答：略14．使用8031的串行口按工作方式3进行串行数据通讯，假定波特率为1200b/s，第9数据位作奇偶校验位，以中断方式传送数据，请编写通讯程序。解答：略15．某8031串行口，传送数据的帧格式为1个起始位（0），7个数据位，1个偶校验位和1个停止位（1）组成。当该串行口每分钟传送1800个字符时，试计算出波特率。解答：串口每秒钟传送的字符为：1800/60=30个字符/秒所以波特率为：30个字符/秒×10位/个字符=300b/s16．为什么MCS-51串行口的方式0帧格式没有起始位（0）和停止位（1）？解答：串行口的方式0为同步移位寄存器输入输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口，一般不用于两个MCS-51之间的串行通信。该方式以fosc/12的固定波特率从低为位到高位发送或接受数据。第八章习题解答1.单片机存储器的主要功能是存储（程序）和（数据）。2.试编写一个程序（例如将05H和06H拼为56H），设原始数据放在片外数据区2001H单元和2002H单元中，按顺序拼装后的单字节数放入2002H。解：本题主要考察了对外部存储器的读、写操作，同学们只要记住正确使用MOVX指令就可以了。编程思路：首先读取2001H的值，保存在寄存器A中，将寄存器A的高四位和低四位互换，再屏蔽掉低四位然后将寄存器A的值保存到30H中，然后再读取2002H的值，保存在寄存器A中，屏蔽掉高四位，然后将寄存器A的值与30H进行或运算，将运算后的结果保存在2002H中。ORG0000HMAIN：MOVDPTR，#2001H；设置数据指针的初值MOVXA，@DPTR；读取2001H的值SWAPAANLA，#0F0H；屏蔽掉低四位MOV30H，A；保存AINCDPTR；指针指向下一个MOVXA，@DPTR；读取2002H的值ANLA，#0FH；屏蔽掉高四位ORLA，30H；进行拼装MOVX@DPTR，A；保存到2002HEND3.假设外部数据存储器2000H单元的内容为80H，执行下列指令后：MOVP2，#20HMOVR0，#00HMOVXA，@R0累加器A中的内容为（80H