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第5章 答案 单片机
第五章复习思考题答案
一、 基础题
1.B 2.A 3.B 4.C 5.B 6.C 7.B 8.A 9.A 10.C 二、 思考题与编程题
1. 简述MCS-51单片机的定时器/计数器的结构和工作原理。
答：MCS-51单片机的定时器/计数器的结构：MCS-51单片机有2个定时器/计数器，被称为定时器/计数器T0和定时器/计数器T1。定时器/计数器T0的计数器由2个8位的特殊功能寄存器TL0和TH0构成；定时器/计数器T1的计数器由特殊功能寄存器TL1和TH1构成，T0和T1有多种工作方式，由定时器/计数器方式寄存器TMOD设置。T0和T1的启动和停止由定时器/计数器控制寄存器TCON控制。
工作原理：
定时器/计数器工作在计数模式时，计数器对外部脉冲进行计数，脉冲信号发生1到0负跳变，计数器自动加1；
定时器/计数器工作在定时模式时，计数脉冲信号来自单片机的内部，每个机器周期产生一个计数脉冲，计数器自动加1，也就是每个机器周期计数器加1。
计数器计满后，再计一次，计数器溢出，溢出标志被置1。 2. MCS-51单片机的定时器/计数器T0中有哪几种工作方式？作为计数器和定时器使用时，它们的计数信号有什么不同？其最大计数和定时时间分别是多少？
答：T0有4种工作方式，方式0：13位定时器/计数器，方式1：16位定时器/计数器，方式2：8位常数自动装入的定时器/计数器，方式3：2个8位的定时器/计数器
作为计数器，计数信号由外部脉冲提供，作为定时器，计数信号由单片机内部提供； 计数模式时，方式0的最大计数次数为8192，方式1的最大计数次数为65536，方式2和方式3的最大计数次数为256。
设单片机的机器周期为最大定时为，定时模式时，方式0的最大定时为8192TM，方式1的最大定时为65536TM，方式2和方式3的最大定时为256TM。
3. 设置工作方式寄存器TMOD时，GATE位对定时器/计数器的工作有什么影响？定时器/计数器工作在方式2时，与其他几种方式有什么区别？当设置为方式3时，定时器/计数器T1将如何工作？
答：当GATE=0时，只要TR0被置1时，定时器/计数器T0启动开始计数。 当GATE=1时，定时器/计数器T0启动受INT0引脚的外部信号控制。只有当TR0被置1，且INT0引脚输入信号为高电平时，定时器/计数器T0才开始计数。
定时器/计数器工作在方式2时，与其他几种方式的区别在于当计数器TL0溢出时，TF0被置1，同时把TH0的内容装载到TL0，计数器便以该值为初始值重新开始计数，而其他几种方式计数器将清零。
当设置为方式3时，定时器/计数器T1将停止工作。
4.用内部定时方法产生10kHz的等宽脉冲并从P1.1输出，设晶振频率为12MHz。 等宽方波的高、低电平的持续时间相同。10kHz的等宽方波脉冲信号的周期为0.1ms，因此，只需在P1.1引脚输出持续时间为50μs的高低电平交替变化的信号即可，则定时时
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1 12 1 8KB 13 8 512KB 19 8 4MB 22 8 19 4 5-8 要在单片机片外扩展 16KB 数据存储器, 选择其地址为 0000~3FFFH。 如选用 6264 为存储器芯片,74...单片机答案第5章 高峰版 思考与练习题解析【5―1】什么是中断? 【答】单片机在程序执行过程中,允许外部或内部“事件’’通过硬件打断程序的执行.,使其转向执行处...第5章 MCS - 51单片机的中断 作业: 4、5、8 第5章 MCS - 51单片机的中断 4 4、简述MCS-51单片机的中断响应过程。答:单片机一旦响应中断请求, 就由硬件...单片机第五章习题答案 1:MOV R0,#40H MOV DPTR,#3000H MOV R2,#21H LL1: MOV A,@R0 MOVX @DPTR,A INC R0 INC DPTR DJNZ R2,LL1 SJMP $ 2: 1)...单片机第五章作业答案_工学_高等教育_教育专区。5. 试编制一个子程序将字符串 ‘MCS-51 Microcomputer’ 装入外部 RAM8000H 开始的显 示缓冲区。 ORG 0000H ...第五章习题 本次作业采用纸质提交 1、 什么是 MCS-51 单片机的最小系统?所谓最小系统,是指一个真正可用的单片机的最小配置系统。对于单片机内部资源已 能够满足...51单片机第5章作业答案清华大学出版社_理学_高等教育_教育专区。51单片机第5章作业答案 清华大学出版社 万福君7. 在晶振主频为 12MHz 时,要求 P1.0 输出周期为...单片机第五章习题答案_理学_高等教育_教育专区。第五章习题答案 5-1 什么是中断系统?中断系统的功能是什么? 实现中断功能的硬件和软件称为中断系统. 中断系统功能...单片机原理及应用课后习题答案第5章作业_互联网_IT/计算机_专业资料。第五章 中断系统作业 1. 外部中断 1 所对应的中断入口地址为( )H。 2. 对中断进行查询...第五章习题参考答案一、填空题: 1、工作方式 1。 2、工作方式 0。 3、单...编制程序将 MCS-51 单片机片内 RAM30H～ 3FH 的数据通过串行口传送到乙机片...第5章《单片机原理与C51基础》赵丽清(课后习题及答案)_理学_高等教育_教育专区。思考题: 【5-1】51 系列单片机的内部设有几个定时/计数器? 有几个特殊功能...一、MCS-51单片机的定时器/计数器概念
单片机中的定时器和计数器其实是同一个物理的,只不过计数器记录的是单片机外部发生的事情(接受的是外部脉冲),而定时器则是由单片机自身提供的一个非常稳定的计数器,这个稳定的计数器就是单片机上连接的晶振部件;MCS-51单片机的晶振经过12分频之后提供给单片机的只有1MHZ的稳定脉冲;晶振的频率是非常准确的,所以单片机的计数脉冲之间的时间间隔也是非常准确的,这个准确的时间间隔是1微秒;
MCS-51单片机外接的是12MHZ的晶振(实际上是11.0592MHZ),所以,MCS-51单片机内部的工作频率(时钟脉冲频率)是12MHZ/12=1MHZ=1000000次/秒=1000000条指令/秒=1000000次/1000000微秒=1次/微秒=1条指令/微秒;也就是说,晶振振荡一次,就会给单片机提供一个时钟脉冲,花费的时间是1微秒,此时,CPU会执行一条指令,经历一个机器周期;即:1个时钟脉冲=1个机器周期=1微秒=1条指令;
注:个人PC机上的CPU主频是晶振经过倍频之后的频率,这一点恰好与MCS-51单片机的相反,MCS-51单片机的主频是晶振经过分频之后的频率;
总之:MCS-51单片机中的时间概念就是通过计数脉冲的个数来测量出来的;1个脉冲=1微秒=1条指令=1个机器周期;
MCS-51单片机定时器/计数器的简单结构图:
8051系列单片机有两个定时器:T0和T1,分别称为定时器和定时器T1,这两个定时器都是16位的定时器/计数器;8052系列单片机增加了第三个定时器/计数器T2;它们都有定时或事件计数功能,常用于时间控制、延时、对外部时间计数和检测等场合;
二、定时器/计数器的结构
8051单片机的两个定时器T0和T1分别都由两个特殊功能寄存器组成;T0由特殊功能寄存器TH0和TL0构成,而T1则是由TH1和TL1构成;
作为定时器使用时,定时器计数8051单片机片内振荡器输出经过12分频后的脉冲个数,即:每个机器周期使定时器T0/T1的寄存器值自动累加1,直到溢出,溢出后继续从0开始循环计数;所以,定时器的分辨率是时钟振荡频率的1/12;
作为计数器使用时,通过引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)对外部脉冲信号进行计数,当输入的外部脉冲信号发生从1到0的负跳变时,计数器的值就自动加1;计数器的最高频率一般是时钟振荡频率的1/24;
由此可知,不论是定时器还是计数器工作方式,定时器T0和T1均不占用CPU的时间,除非定时器/计数器T0和T1溢出,才可能引起CPU中断,转而去执行中断处理程序;所以说,定时器/计数器是单片机中效率高而工作灵活的部件;
三、定时器/计数器的工作模式
除了可选择定时器和计数器的这两种工作方式外,每个定时器/计数器都有4种工作模式;
在模式0、1和2时,T0和T1的工作模式相同;在模式3时,两个定时器/计数器的工作模式不同;
工作模式0:
由TL0的低5位和TH0的全部8位共同构成一个13位的定时器/计数器;定时器/计数器启动后,定时或计数脉冲个数加到TL0上,从预先设置的初值(时间常数)开始累加,不断递增1;当 TL0计满后,向TH0进位,直到13位寄存器计满溢出;溢出时,定时器/计数器硬件会自动地把13位的寄存器值清0,中断标记TF0置1;如果需要进一步定时/计数,需要使用相关指令重置时间常数,并把定时器/计数器的中断标记TF0置0;工作模式0的结构如下图:
工作模式1:
模式1与模式0几乎完全相同,唯一的区别就是,模式1中的寄存器TH0和TL0共同构成的是一个16位定时器/计数器来参与操作,因此比模式0中的定时/计数范围更大;工作模式1的结构如下图:
工作模式2:
这种模式又称为自动再装入预置数模式;当定时器/计数器的寄存器TH0/TL0的值溢出时,定时器/计数器硬件设备会自动把寄存器TH0/TL0的值清0,以重新开始操作;但是有时候,我们的定时/计数操作是需要多次重复定时/计数的,如果溢出时不做任何处理,那么,在第二轮定时/计数时就是从0开始定时/计数了,而这并不是我们想要的;所以,要保证每次溢出之后,在重新开始定时/计数的操作是我们想要的,那就要把预置数(时间常数)重新装入某个地方;而重新装入预置数的操作是硬件设备自动完成的,不需要人工干预所以,这种工作模式就叫自动再装入预置数方式;既然需要重新装入预置数,那么预置数就必须要存放在某个地方,才能保证重装操作成功;在工作模式2中,把自动重装入的预置数存放在定时器/计数器的寄存器的高8位中,也就是存放在TH0中,而只留下TL0参与定时/计数操作;显然,定时/计数的方位小了很多;
注:这个工作模式常用于波特率发生器(串口通讯),T1工作在串口模式2;用于这种方式时,定时器就是为了提供一个时间基准;计数溢出之后,不需要做太多的事情,只做一件事就可以,就是重新装入预置数,再开始重新计数,而且中间不需要任何延时;工作模式2的结构如下图:
工作模式3:
由于定时器/计数器T1没有工作模式3,如果把定时器/计数器T0设置为工作模式3,那么TL0和TH0将被分割成两个相互独立的8位定时器/计数器;工作模式3的结构如下图:
四、定时器/计数器的定时/计数范围
工作方式0——13位定时器 / 计数器 工作 模式,最多可计数2的13次方 次,即:8192次,[0,8191];
工作方式1——16位定时器/计数器 工作 模式,最多可计数2的16次方 次,即:65536次,[0,65535];
工作方式2——8位定时器/计数器工作模式，计算次数最多为2^8,即256，,[0,255];
工作方式3——8位定时器/计数器工作模式 ，计算次数最多为2^8,即256，,[0,255];
预置数的计算公式:预置数=最大值-需要计数的次数;
五、定时器/计数器的控制寄存器
8051单片机设计了两个8位的特殊功能寄存器来控制定时器/计数器的工作状态;这两个特殊功能寄存器分别是TMOD和TCON;它俩都在特殊功能寄存器区;
1、工作模式控制寄存器TMOD(89h):
2、工作状态控制寄存器TCON(88H):
六、定时器/计数器的初始化
注:由于8051单片机的定时器/计数器使用的时钟脉冲是外部晶振(12MHZ)经过12分频(12MHZ/12=1MHZ)之后的频率,所以,一个时钟脉冲就是1微秒;所以,8192个脉冲=8192微秒=8.192毫秒; 65536个脉冲=65536微秒=65.536毫秒;
256个脉冲=256微秒=0.256毫秒;
1、设置定时器/计数器的工作模式TMOD(常用的是模式1:TMOD=0x01);
2、装入预置数到THx和TLx中(THx=TLx=MAX(/256)-计数次数);
3、如果工作在中断方式,则需要开定时器/计数器的中断TCON中的标志位:TF0/TF1=0/1;
4、启动定时器/计数器:TR0/TR1=1;
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