单片机课后答案

6-1 简述中断、中断源、中断嵌套及中断优先级的含义。

答：中断是指计算机在执行某一程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因而必须终止原程序的执行，转去完成相应的处理程序，待处理结束之后再返回继续执行被终止原程序的过程。中断源指向CPU 提出中断申请的设备，包括中断请求信号的产生及该信号怎样被CPU 有效地识别，要求中断请求信号产生一次，只能被CPU 接收处理一次，即不能一次中断申请被CPU 多次响应。当CPU 正在执行中断服务程序时，又有中断优先级更高的中断申请产生，CPU 就会暂停原来的中断处理程序而转去处理优先级更高的中断请求，处理完毕后再返回原低级中断服务程序，这一过程称为中断嵌套.中断优先级指在实际应用系统中往往有多个中断源，且中断申请是随机的，有时还可能会有多个中断源同时提出中断申请，但CPU 一次只能响应一个中断源发出的中断请求，CPU 响应哪个中断请求，就需要用软件或硬件安排一个优先顺序，即中断优先级排队。

6-2 MCS-51 单片机提供了几个中断源？有几级中断优先级别？各中断标志是如何产生的又如何清除这些中断标志？各中断源所对应的中断矢量地址是多少？

答：（1）MCS-51 单片机提供了5 个中断源：INT0 、INT1 、T0、T1、串行口。

（2）MCS-51 系列单片机有两个中断优先级，每一个中断请求源均可编程为高优先级中

断或低优先级中断，从而实现两级中断嵌套。

（3）外部中断可以设置边沿触发或者电平触发，靠软件置位。边沿触发进入中断程序后硬件自动清中断标志。电平触发需要软件清除中断标志位，还需在中断响应后把中断请求信号引脚从低电平强制改变为高电平。

（4）定时器T0、T1 计数溢出产生中断，进入中断程序后由硬件自动清除标志位TF0 或TF1。（5）串行口发送完成或者接收到数据就触发中断，由于是两个中断标志共享一个中断向量，所以需要在中断程序里由软件判断是发送中断还是接受中断，并且只能由软件清除中断标志位。使用软件清除中断标志位的方法是：

CLR TI ;清TI 标志位

CLR RI ;清RI 标志位

（6）各中断源对应的中断矢量地址分别为：

中断源中断矢量

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

定时器中断T2（仅52 系列有）002BH

6-3 外部中断源有电平触发和边沿触发两种触发方式，这两种触发方式所产生的中断过程有何不同？怎样设定？

答：采用中断电平触发方式时，中断请求标志IT0=0，CPU 在每个机器周期的S5P2 期间采样，一旦在P3.2（INT0 ）引脚上检测到低电平，则有中断申请，使IE0 置位（置1），向CPU 申请中断。在电平触发方式中，在中断响应后中断标志位IE0 的清0 由硬件自动完成，但由于CPU 对P3.2（INT0 ）引脚没有控制作用，使中断请求信号的低电平可能继续存在，在以后的机器周期采样时又会把已清0 的IE0 标志位重新置1，所以，

在中断响应后必须采用其它方法撤消该引脚上的低电平，来撤除外部中断请求信号，否则有可能再次中断造成出错。采用边沿触发方式时，IT0=1，CPU 在每个机器的S5P2 期间采样，当检测到前一周期为高电平，后一周期为低电平时，使标志

IE0 置1，向CPU 申请中断，此标志位一直保持到CPU 响应中断后，才由硬件自动清除。在边沿触发方式中，为保证CPU 在两个机器周期内检测到由高到低的负跳变，高电平与低电平的持续时间不得少于一个机器周期的时间。

6-5 MCS-51 中断响应时间是否固定？为什么？

答：MCS-51 中断响应时间不固定。对一个单一中断系统，MCS-51 单片机对外部中断请求的响应时间在3—8 个机器周期。外部中断的最短的响应时间为3 个机器周期，其中中断请求标志位查询占1 个机器周期，而这个机器周期恰好又是处于指令的最后一个机器周期，该指令结束后中断即被响应，CPU 接着执行子程序调用指令LCALL 转到相应的中断服务程序入口，需2 个机器周期，所以，外部中断响应最短时间为3 个机器周期。外部中断响应的最长时间为8 个机器周期：发生在CPU 进行中断标志查询时，刚好是开始执行RETI 或是访问IE 或IP 的指令，则需把当前指令执行完再继续执行一条指令后，才能响应中断，最长需2 个机器周期。接着再执行一条指令，按最长指令（乘法指令MUL和除法指令DIV）来算，也只有4个机器周期。加上硬件子程序调用指令LCALL的执行，需要2 个机器周期。所以，外部中断响应最长时间为8 个机器周期。对于多级中断系统，响应时间无法计算。

7-1 定时/计数器有哪些特殊功能寄存器，它们有几种工作方式？如何设置？

答：（1）定时/计数器控制寄存器（TCON）、工作方式寄存器（TMOD）。

（2）定时/计数器T0 和T1 有四种不同的工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3。（3）4 种工作方式由TMOD 中的M1 和M0 两位决定。

当TMOD 中M1M0=00 时，定时/计数器选定方式0 进行工作。

当TMOD 中M1M0=01 时，定时/计数器选定方式1 进行工作。

当TMOD 中M1M0=10 时，定时/计数器选定方式2 进行工作。

当TMOD 中M1M0=11 时，定时/计数器选定方式3 进行工作。

7-2 如果采用晶振的频率为3 MHz，在定时/计数器工作方式0，1，2 下，其最大的定时时间分别为多少？

答：晶振的频率f OSC=3MHz时，机器周期为T cy=12×（1/3MHz）=4μs。

（1）方式0 为13 位定时/计数器，计数值N = 213 –x = 8 192 x。计数初值x是由TH0 和TL0设定的初值。x = 0 时为最大计数值8 192，即计数范围为1~8 192（213）。定时时间为T d =(8 192 x) × T cy。最大定时时间为x=0 时，T d =32768μs=32.768ms。

（2）方式1 为16 位定时/计数器，计数值N = 216 –x = 65536 x。计数初值x是由TH0 和TL0设定的初值。x = 0 时为最大计数值65 536，即计数范围为1~65 536（216）。定时时间为T d = (65536 x) × T cy。最大定时时间为x=0 时，T d =262144μs=262.144ms。

（3）方式2 为8 位自动重装初值定时/计数器，计数值N = 28 –x = 256 x。计数初值x是由TH0 和TL0 设定的初值。x = 0 时为最大计数值256，即计数范围为1~256（28）。定时时间为T d = (256 x) × T cy。最大定时时间为x=0 时，T d =1024μs=1.024ms。

7-5 采用定时/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1 ms 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频率为6 MHz，请使用方式1 实现，要求编写出程序。

答：编写程序如下：

ORG 0000H

START: CLR TR0

MOV TMOD, #05H

MOV TH0, #0FFH