单片微机原理及应用 徐春辉第9章习题答案资料.docx

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单片微机原理及应用徐春辉第9章习题答案资料

练习与思考题9

参考答案

1．AT89S51单片机中与定时器/计数器相关的特殊功能寄存器有哪几个？

它们的功能各是什么？

答：

AT89S51单片机中与定时器/计数器相关的特殊功能寄存器有TMOD、TCON、IE、IP、TH0、TL0、TH1、TL1等8个。

TMOD用于设定定时器/计数器的工作模式与工作方式；TCON用于提供定时器/计数器启动或停止的软开关，另外还提供定时器/计数器的溢出标志位；IE、IP提供对定时器/计数器的溢出中断进行管理的控制位；TH0、TL0、TH1、TL1用于对定时器/计数器的初始值进行设定并实现对输入的计数信号进行计数的功能。

2．AT89S51单片机内设有几个可编程的定时器/计数器？

它们可以有哪几种工作模式？

哪几种工作方式？

如何选择和设定？

各有什么特点？

答：

AT89S51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1

它们可以有定时和计数两种工作模式，由TMOD中的C/

位设定。

C/

=0为定时器模式，C/

=1为计数器模式。

每种工作模式下又有如下表所示的四种工作方式。

定时器/计数器四种工作方式由TMOD中的M1M0两位确定，如下表所示。

M1M0

方式

特点

00

0

13位定时器/计数器

01

1

16位定时器/计数器

10

2

自动装入时间常数的8位定时器/计数器

11

3

对T0分为两个8位独立计数器；对T1置方式3时停止工作

3．如果采用晶振的频率为3MHz，定时器/计数器工作在方式0、1、2下，其最大的定时时间为多少？

答：

因为机器周期

，

所以定时器/计数器工作方式0下，其最大定时时间为

；

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。

4．AT89S51单片机内的定时器/计数器T0、T1工作在方式3时，有何不同？

答：

方式3对定时器T0和定时器T1是不相同的。

若T1设置为方式3，则停止工作。

方式3只适用于T0。

当T0设置为方式3时，将使TL0和TH0成为两个相互独立的8位计数器，TL0利用了T0本身的一些控制方式，它的操作与方式0和方式1类似。

而TH0被规定为用作定时器功能，对机器周期计数，并借用了T1的控制位TR1和TF1。

在这种情况下TH0控制了T1的中断。

5．定时器/计数器用做定时器时，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。

6.定时器/计数器用做计数器模式时，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。

7．AT89S51单片机的晶振频率为6MHz，若要求定时值分别为0.1ms和10ms，定时器0工作在方式0、方式1和方式2，其定时器初值各应是多少？

答：

（1）0.1ms

方式0：

0.1×10-3=（213-X）×12/（6×106）

所以：

X=8142=1111111001110B

T0低5位01110B=0EH

T0高8位：

11111110B=FEH

方式1：

0.1×10-3=（216-X）×12/（6×106）

所以：

X=65486=FFCEH

方式2：

0.1×10-3=（28-X）×12/（6×106）

所以：

X=206=CEH

（2）10ms

方式0：

10×10-3=（213-X）×12/（6×106）

所以：

X=3192=110001111000B

T0低5位11000B=18H

T0高8位：

01100011B=63H

方式1：

10×10-3=（216-X）×12/（6×106）

所以：

X=60536=EC78H

方式2：

在此情况下最长定时为512μs，无法一次实现定时10ms，可用0.1ms定时循环100次

8．定时器/计数器的工作方式2有什么特点？

适用于什么应用场合？

答：

方式2把TL0配置成一个可以自动恢复初值的8位计数器，TH0作为常数缓冲器，TH0由软件预置初值。

当TL0产生溢出时，一方面使溢出标志TF0置1，同时把TH0中的8位数据重新装入TL0中。

方式2常用于定时控制，或用作串行口波特率发生器。

9．要求定时器/计数器的运行控制完全由TR1、TR0确定或完全由

、

高、低电平控制时，其初始化编程应做何处理？

答：

TMOD中GATE的值不同：

完全由TR1、TR0确定时GATE为0；完全由

、

高低电平控制时GATE为1且TR0、TR1也要设置为1。

10．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。

答：

采用方式1可得到最大量程。

最大脉宽=2us×65536

11．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．定时器/计数器作为外部中断源使用时，需要如何初始化？

以T0为例通过程序说明。

答：

初始化程序：

MOVTMOD,#06H

MOVTL0,#0FFH

MOVTH0,#0FEH

SETBTR0

SETBEA

SETBET0

13．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AT89S51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。

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：

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPIT0P

MAIN:

MOVTMOD,#06H；定时器/计数器T0为计数方式2

MOVTL0,#156；计数100个脉冲的初值赋值

MOVTH0,#156

SETBGATE；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:

AJMPWAIT

IT0P:

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0

MOVTH0,#0FEH；定时1ms初值赋值

MOVTL0,#0CH

SETBEA

RETI

COUNT:

MOVTMOD,#06H

MOVTL0,#156

SETBEA

RETI

14．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。

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，

，因此高低电平输出取整，则约为364μs和36μs。

编写程序如下：

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPIT0P

MAIN:

MOVTMOD,#02H；定时器/计数器T0为定时方式2

MOVTL0,#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

SETBP1.0

WAIT:

AJMPWAIT

IT0P:

CLREA

CLRP1.0；关中断

MOVR0,#9

DLY:

DJNZR0,DLY；延时26μs

MOVTL0,#4AH；定时364μs初值赋值

SETBP1.0

SETBEA

RETI

15．已知单片机时钟振荡频率为6MHz，利用T0定时器，在P1.1引脚上输出连续方波，波形如图9-23所示。

图9-23题15波形图

解：

首先计算定时常数：

100us方式0Tc=FE0EH；方式1Tc=FFCEH；方式2Tc=CEH

150us方式0Tc=FD15H；方式1Tc=FFB5H；方式2Tc=B5H

方法一：

采用方式一，定时器中断。

流程图：

源程序：

ORG0000H

LJMPSTART

ORG000BH

LJMPTINT0

ORG0100H

START:

MOVTMOD,#01H

MOVTL0,#0CEH

MOVTH0,#0FFH

SETBTR0

SETBEA

SETBET0

SETB20H.0

SETBP1.1

SJMP$

TINT0:

JNB20H.0,NEXT

MOVTL0,#0B5H

MOVTH0,#0FFH

CLRP1.1

CPL20H.0

SJMPLAST

NEXT:

MOVTL0,#0CEH

MOVTH0,#0FFH

SETBP1.1

CPL20H.0

LAST:

RETI

方法二：

采用方式2定时器中断加延时程序

流程图：

源程序：

ORG0000H

LJMPSTART

ORG000BH

LJMPTINT0

ORG0100H

START:

MOVTMOD,#02H

MOVTL0,#0CEH

MOVTH0,#0CEH

SETBTR0

SETBEA

SETBET0

SETB20H.0

SETBP1.1

SJMP$

TINT0:

JNB20H.0,NEXT

CLRTR0

CLRP1.1

LCALLDELAY

CPL20H.0

SETBTR0

SJMPLAST

NEXT:

SETBP1.1

CPL20H.0

LAST:

RETI

DELAY:

MOVR7,#8

DELAY1:

DJNZR7,DELAY1

RET

16．一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。

17．当定时器/计数器T0用做方式3时，定时器/计数器T1可以工作在何种方式下？

如何控制T1的开启和关闭？

答：

T0用作方式3时，T1可以工作在方式0、1和2。

T1的开启由TR1控制，即TR1＝1时，T1开始工作；TR1＝0时或者定时/计数器工作在方式3时，T1停止工作。

18．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）。

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：

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPIT0P

MAIN:

JNBP1.0,MAIN

MOVTMOD,#05H；定时器/计数器T0为计数方式1

SETBTR0；启动T0，开始计数

SETBET0；允许T0中断

SETBEA；CPU开中断

WAIT:

JBP1.2,WAIT

CLREA

CLRTR0

MOVR1,TH0

MOVR0,TL0

AJMP$

IT0P:

INCR2

RETI

19．利用定时器/计数器T0产生定时时钟，由P1口控制8个指示灯。

编一个程序，使8个指示灯依次闪动，闪动频率为1次/秒（即亮1秒后熄灭并点亮下一个）。

答：

采用定时20ms，计数50次实现1秒定时。

编制1秒延时子程序，由主程序调用。

a、T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置：

M1M0=01，GATE=0，C/

=0，可取方式控制字为01H；

b、计算计数初值X：

晶振为12MHz，所以机器周期Tcy为1

。

N＝t/Tcy＝20×10－3/1×10－6＝20000

X＝216－N＝65536－20000＝45536＝4E20H

即应将4EH送入TH1中，20H送入TL1中。

c、实现程序如下：

ORG0000H

AJMPMAIN;跳转到主程序

ORG0030H

MAIN:

CLRC

MOVA,#01H

LP0:

MOVP1,A

ACALLDL1S

RLA

AJMPLP0

DL1S:

MOVR7,#50;计数50次

MOVTMOD,#01H

DL:

MOVTH0,#4EH

MOVTL0,#20H

SETBTR0

JNBTF0,$

CLRTR0

CLRTF0

DJNZR7,DL

RET

END