第4章 中断、定时计数器与串行口

单片机答案页脚第1章思考题及习题1参考笹案一、填空1.除了单片机这一名称之外.单片机还可称为_________ _________ :傲控创器・嵌入式控制器.2•单片机与普通徽型计算机的不词之处在于其将_______ . ________ .和 _________ 三部分.通述部________ 连接在一起，集咸于一块芯片上.蓉：CPU.存储器、I/O口、总我3.AT89S51单片机工作频率上限为______ MHz J?.ll.z.4.专用单片机巳使系统结构最简化.较硬件资涼利馬最优化，从而大大痒低和提高_______ 成本.可靠性.二、单遶1・单片机药敦据之所以用二进制形式表示.主要是A.为了编穆方便B.受器件的轲理性能限制C.为了通用性D•为了提高运算速度答：B2.在察用电号中便用单片机应厲于徽计算机的________ 。

A.辅助设计应用B.测量、控無应用C.数值计算应用D.数错处理应用蓉：B3.下面的哪一项应用，不矚于单片机的应席图。

A.工业控刮B.家爲电Sf的控制C.敦据库菅理D.汽车电子设备三.判新对错1.STC系列单片机是8051核的单片机。

丈2.AT89S52与AT89S51相比，片多出了 4KB的Flnsh程序存储舅、128B的RAM、1个中断源、1个定时器(且具有捕捉功能人对3•单片机是一种CPU,错4.AT89S52单片机是微处理裁•傑5.AT89S51片的Flash 序存储器可在釵写入(ISP),而AT89C52 9A不能。

对6.为AT89C51草片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换・对7.为AT89S51草片机设计的应用系挠板，可柠芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换.对8.单片机的功能创至于测量和控別.而复杂的我字佶号处理运算及商速的测控功能則是DSP的长处。

对笫2章思考题及习题2参考答案一、填空1.在AT89S51单片机中.如果采用6Mllz 一个机務周期为 ______ 。

《单片机原理及应用》课后习题习题11．单片机的基本含义和主要特点是什么？答：基本含义单片机是将计算机的四个基本部件，即运算器、控制器、存储器和输入输出接口微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机的全称为单片微型计算机，又称为微控制器。

主要特点 1）有优异的性能价格比。

于单片机的应用不断向高级应用和复杂应用扩展，因此，其性能越来越高，如速度越来越快，内存越来越大，处理字长越来越长等。

而大批量的生产和使用也使单片机的价格越来越低。

2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。

单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。

另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

3）控制功能强。

为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。

单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品，如手机等。

现在的单片机在功耗上已达到了极高的水平，不少芯片的功耗已达到微安级，在一粒纽扣电池供电的情况下就可长期运行。

25）外部总线增加了IC及SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。

6）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。

2．简述单片机的基本组成及各部分功能。

答：单片机芯片内部结构包括中央处理器CPU (Central Processing Unit)、程序存储器ROM、随机存储器RAM、I／O口、定时／计数器、中断系统以及将这些部分连接起来的总线，它们都分布在总线的两旁，并和它连通。

一切指令、数据、控制信号都可经内部总线传送。

1）中央处理器CPU——单片机的核心单元，运算器和控制器组成，控制整个单片机系统协调工作，决定了单片机的运算能力和处理速度。

2）程序存储器ROM——用于存放用户程序，只允许读操作，ROM的信息可在断电后长期保存。

中断请求标志1、TCON的中断标志IT0（TCON.0），外部中断0触发方式控制位。

当IT0=0时，为电平触发方式。

当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。

IE0（TCON.1），外部中断0中断请求标志位。

IT1（TCON.2），外部中断1触发方式控制位。

IE1（TCON.3），外部中断1中断请求标志位。

TF0（TCON.5），定时/计数器T0溢出中断请求标志位。

TF1（TCON.7），定时/计数器T1溢出中断请求标志位。

SCON的中断标志▪RI（SCON.0），串行口接收中断标志位。

当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。

注意，RI必须由软件清除。

▪TI（SCON.1），串行口发送中断标志位。

当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。

每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。

CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。

▪▪中断允许控制▪CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的。

▪EX0(IE.0)，外部中断0允许位；▪ET0(IE.1)，定时/计数器T0中断允许位；▪EX1(IE.2)，外部中断1允许位；▪ET1(IE.3)，定时/计数器T1中断允许位；▪ES（IE.4)，串行口中断允许位；▪EA (IE.7)，CPU中断允许（总允许）位。

中断响应条件▪中断源有中断请求；▪此中断源的中断允许位为1；▪CPU开中断（即EA=1）。

以上三条同时满足时，CPU才有可能响应中断。

1.2 单片机内部主要部件单片机内部电路比较复杂，MCS-51系列的8051型号单片机的内部电路根据功能可以分为CPU、RAM、ROM/EPROM、并行口、串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）等8个主要部件，如图1-2-1所示。

这些部件通过片内的单一总线相连，采用CPU加外围芯片的结构模式，各个功能单元都采用特殊功能寄存器集中控制的方式。

其他公司的51系列单片机与8051结构类似，只是根据用户需要增加了特殊的部件，如A/D转换器等。

在设计程序过程中，寄存器的使用非常频繁。

本节内容在了解单片机内部的组成机构基础上，重点介绍单片机内部常用的寄存器的作用。

图1-2-1 MCS-51架构1.2.1中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，主要功能是产生各种控制信号，根据程序中每一条指令的具体功能，控制寄存器和输入/输出端口的数据传送，进行数据的算术运算、逻辑运算以及位操作等处理。

MCS-51系列单片机的CPU字长是8位，能处理8位二进制数或代码，也可处理一位二进制数据。

单片机的CPU从功能上一般可以分为运算器和控制器两部分。

一、控制器控制器由程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、定时控制与条件转移逻辑电路等组成。

其功能是对来自存储器中的指令进行译码，通过定时电路，在规定的时刻发出各种操作所需的全部内部和外部的控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的功能。

各部分功能部件简述如下。

1．程序计数器PC（Program Counter）程序计数器是一个16位的专用寄存器，用来存放下一条指令的地址，具有自动加1的功能。

当CPU要取指令时，PC的内容送地址总线上，从存储器中去取出一个指令码后，PC 内容自动加1，指向下一个指令码，以保证程序按顺序执行。

PC是用来指示程序的执行位置，在顺序执行程序时，单片机每执行一条指令，PC就自动加1，以指示出下一条要取的指令的存储单元的16位地址。

也就是说，CPU总是把PC 的内容作为地址，根据该地址从存储器中取出指令码或包含在指令中的操作数。

定时、中断、串行口系统及应用一、判断题（）1．在MCS—51单片机内部结构中，TMOD为模式控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。

（）2．在MCS—51单片机内部结构中，TCON为控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。

（）3．MCS—51单片机的两个定时器的均有两种工作方式，即定时和计数工作方式。

（）4．MCS—51单片机的TMOD模式控制寄存器不能进行位寻址，只能用字节传送指令设置定时器的工作方式及操作模式。

（）5．MCS—51单片机系统复位时，TMOD模式控制寄存器所低4位均为0。

（）6．8051单片机5个中断源相应地在芯片上都有中断请求输入引脚。

（）7．启动定时器工作，可使用SETB Tri启动。

（）8．8051单片机对最高优先权的中断响应是无条件的。

（）9．中断初始化时，对中断控制器的状态设置，只可使用位操作指令，而不能使用字节操作指令。

（）10．MCS—51单片机系统复位后，中断请求标志TCON和SCON中各位均为0。

（）11．MCS—51单片机的中断允许寄存器的IE的作用是用来对各中断源进行开放或屏蔽的控制。

（）12．用户在编写中断服务程序应在中断入口矢量地址存放一条无条件转移地址，以防止中断服务程序容纳不下。

（）13．若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，应用软件关闭CPU中断，或屏蔽更高级中断源的中断，在中断返回时再开放中断。

（）14．串行口的中断，CPU响应中断后，必须在中断服务程序中，用软件清除相应的中断标志位，以撤消中断请求。

（）15．串行口数据缓冲器SBUF是可以直接寻址的专用寄存器。

（）16．如设外部中断0中断，应置中断允许寄存器IE的EA位和EX0位为1。

（）17．指令JNB TF0，LP的含义是：若定时器T0未计满数，就转LP。

（）18．若置8031的定时器/计数器T1于定时模式，工作于方式2，则工作方式字为20H。

（）19．若置8031的定时器/计数器T1于计数模式，工作于方式1，则工作方式字为50H。

《微机原理及接口技术》复习总结综合版——简答题第一篇：《微机原理及接口技术》复习总结综合版——简答题综合版—简答题欢迎使用KNKJ2012DXZY系统《微机原理及接口技术》学科复习综合版—简答题1、微型计算机由那些基本功能部件组成？微处理器、主存储器、系统总线、辅助存储器、输入/输出（I/O）接口和输入/输出设备2、什么是（计算机）总线？在计算机中，连接CPU与各个功能部件之间的一组公共线路，称为总线3、微型计算机系统的基本组成？微型计算机，系统软件，应用软件，输入输出设备4、简述冯.诺依曼型计算机基本组成。

冯.诺依曼型计算机是由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备组成的。

其中，运算器是对信息进行加工和运算的部件；控制器是整个计算机的控制中心，所以数值计算和信息的输入，输出都有是在控制器的统一指挥下进行的；存储器是用来存放数据和程序的部件，它由许多存储单元组成，每一个存储单元可以存放一个字节；输入设备是把人们编写好的程序和数据送入到计算机内部；输出设备是把运算结果告知用户。

5、什么是机器数？什么是机器数的真值？数在机器内的表示形式为机器数。

而机器数对应的数值称为机器数的真值。

6、8086与8088这两个微处理器在结构上有何相同点，有何主要区别？相同点：（1）内部均由EU、BIU两大部分组成，结构基本相同。

（2）用户编程使用的寄存器等功能部件均为16位。

（3）内部数据通路为16位。

区别 :（1）对外数据总线8086：16位，8088：8位。

（2）指令队列8086：6级，8088：4级。

7、8086CPU内部由哪两部分组成？各完成什么工作？在8086内部由BIU和EU两大部分组成，BIU主要负责和总线打交道，用于CPU与存储器和I/O接口之间进行数据交换；EU主要是将从指令队列中取得的指令加以执行。

8、简述8086内部分为EU和BIU两大功能的意义。

这两部分分开可以在执行指令的同时，从存储器中将将要执行的指令取到指令队列，使两部分并行工作，提高CPU的速度。

51 单片机的特殊功能寄存器（SFR）在51 单片机内部有一个CPU 用来运算、控制，有四个并行I/O 口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用来存放程序，有RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O 口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。

在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器(SFR)。

这样的特殊功能寄存器51 单片机共有21 个并且都是可寻址的列表如下：符号地址功能介绍BF0HB 寄存器ACCE0H累加器PSWD0H程序状态字IPB8H中断优先级控制寄存器P3B0HP3 口锁存器IEA8H中断允许控制寄存器P2A0HP2 口锁存器SBUF99H串行口锁存器SCON98H串行口控制寄存器P190HP1 口锁存器TH18DH定时器/计数器1（高8 位）TH08CH定时器/计数器1（低8 位）TL18BH定时器/计数器0（高8 位）TL08AH定时器/计数器0（低8 位）TMOD89H定时器/计数器方式控制寄存器TCON88H定时器/计数器控制寄存器DPH83H数据地址指针（高8 位）DPL82H数据地址指针（低8 位）SP81H堆栈指针P080HP0 口锁存器PCON87H电源控制寄存器分别说明如下：1、ACC---是累加器，通常用A 表示。

这是个什幺东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什幺给它这幺一个名字呢?或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC 中的缘故吧。

它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。

自身带有全零标志Z，若A=0 则Z=1;若A≠0 则z=0。

该标志常用作程序分枝转移的判断条件。

2、B--一个寄存器。

在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎幺用。

3、PSW-----程序状态字。

这是一个很重要的东西，里面放了CPU 工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU 的当前状态，并作出相应的处理。

第一章习题参考答案1-1：何谓单片机？与通用微机相比，两者在结构上有何异同？答：将构成计算机的基本单元电路如微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。

单片机与通用微机相比在结构上的异同：(1)两者都有CPU，但通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。

例如，现今微机的CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。

CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz)，字长普遍达到32位。

单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。

例如，现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算，CPU还采用串行工作方式，其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU，在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机，32位单片机产品目前应用得还不多。

(2) 两者都有存储器，但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。

现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB)，存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。

单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。

(3) 两者都有I/O接口，但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。

用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。

单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。

单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。

用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术。

《微机原理与接口技术》课程教学大纲英文名称：Principle and Interface Technology of Micro Computer课程编码：学时：60 学分：4课程性质：专业方向限选课课程类别：专业基础课先修课程：电工学；模拟电路与数字电子电路开课学期：大三秋冬学期适用专业：机械电子一、课程教学目的与要求微机原理与接口技术是一门综合型应用技术课程，通过讲授计算机的基础知识，使学生对微机的基本概念、结构原理和种类有所了解。

以MCS一51单片机为对象，重点讲授单片机结构、指令系统、汇编语言程序设计、并行接口P0～P3和中断系统、定时／计数器与串行接口、总线与存储器的扩展、系统功能扩展、典型外围接口技术、串行接口技术。

通过原理讲授和设计实例，使学生掌握单片机系统设计，接口扩展和应用程序设计的基本方法和技能。

掌握常用元器件的特性和应用设计。

能综合运用单片机的软、硬件技术分析实际问题，设计智能检测与控制系统，为今后从事机电装备的智能化技术工作打下坚实基础。

二、学时分配三、教学内容第0章绪论教学目的：了解计算机的系统结构、基本数制及其相互转换方法。

了解微机的分类，明确单片机是微机的一种，了解单片机技术的发展历史和现状，掌握单片机的定义、特点、基本组成等基本概念以及常用系列单片机的分类、产品型号及性能特点。

教学重点：1、微机、微处理器、单片机的概念。

2、基本数制。

3、单片机技术的发展历史和现状。

教学难点：微机的工作原理讲授要点：1、微机的发展概况，单片机的发展历史和现状。

2、微型计算机的组成。

3、MCS-51系列单片机第一章 MCS－51单片机的结构教学目的：掌握单片机的整个结构，引脚及其功能、存储器的组织结构、I/O器的基本工作原理和操作特点；掌握单片机的各种工作方式及其意义；明白单片机的基本时序，掌握51系列单片机各存储空间的地址分配，使用特点及数据操作方法。

教学重点：1、片机引脚及其功能。

《单片机原理及应用》试卷一一、填空题（16分，每题2分）1、单片机与普通计算机的不同之处在于其将（）、（）、I/O口(串口、并口等) 、ROM(程序存储器)集成于一块芯片上。

2、单片机工作方式除了正常的操作方式外，还具有掉电运行方式和（）运行方式，其掉电运行方式唤醒方法为（）。

3、当单片机复位时PSW＝（）H，SP=（）。

4、串行口方式3发送的第9位数据要事先写入( ）寄存器的（）位。

5、MCS-51的并行I/O口信息有（）和（）二种读取方法，读-改-写操作是针对并行I/O口内的锁存器进行的。

6、(A)= 85H,(R0)=20H,（20H）=AFH，执行指令：ADD A,@R0 结果为: Cy=1，Ac=（），OV=1，P=（）。

7、若（IP）=00010100B，则优先级最高者为（），最低者为（）。

（IP：——— PS PT1 PX1 PT0 PX0）8、总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器，（）为单向三态数据缓冲器，而（）为双向三态数据缓冲器。

二、判断对错，如对则在（）中写“√”，如错则在（）中写“×”。

（8分每题1分）1、MCS-51单片机可执行指令：MOV R2，@R1。

（错）2、MCS-51单片机可执行指令：MOVC A，@DPTR。

（对）3、多字节的指令不一定执行的指令周期长。

（）4、当向堆栈压入一个字节的数据后，SP中的内容减1。

（错）5、特殊功能寄存器可以用间接寻址方式寻址。

（）6、当P0口作为输出口使用时，必须外接上拉电阻才能有高电平输出。

（）7、同一时间同一级别的多中断请求，将形成阻塞，系统无法响应。

（）8、区分外部程序存储器和数据存储器的最可靠的方法是看其是被WR还是被PSEN信号连接。

（对）1、 8051与8052的区别是：（ D ）（A）有无内部程序存储器（B）内部数据存储器的类型不同（C）内部程序存储器的类型不同（D）内部数据存储单元数目的不同2、在CPU内部，反映程序运行状态或反映运算结果的特征寄存器是（A ）。

单片微型计算机原理与接口技术答案(第二版)高峰(总101页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--思考与练习题解析第2章【单片机的基本结构】【2-1】8()C51单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件各个逻辑部件的最主要功能是什么【答】80C51单片机在片内主要包含中央处理器CPU(算术逻辑单元ALU及控制器等)、只读存储器ROM、读／写存储器RAM、定时器／计数器、并行I／O 口Po～P3、串行口、中断系统以及定时控制逻辑电路等，各部分通过内部总线相连。

1．中央处理器(CPU)单片机中的中央处理器和通用微处理器基本相同，是单片机的最核心部分，主要完成运算和控制功能，又增设了“面向控制”的处理功能，增强了实时性。

80C51的CPU是一个字长为8位的中央处理单元。

2．内部程序存储器根据内部是否带有程序存储器而形成三种型号：内部没有程序存储器的称为80C31；内部带ROM的称为80c51，80c51共有4 KB掩膜ROM；内部以EPROM 代替RoM的称为87C51。

程序存储器用于存放程序和表格、原始数据等。

3．内部数据存储器(RAM)在单片机中，用读／写存储器(RAM)来存储程序在运行期间的工作变量和数据。

80C51中共有256个RAM单元。

4．I／O口单片机提供了功能强、使用灵活的I／O引脚，用于检测与控制。

有些I／O引脚还具有多种功能，比如可以作为数据总线的数据线、地址总线的地址线或控制总线的控制线等。

有的单片机I／0引脚的驱动能力增大。

5．串行I／O口目前高档8位单片机均设置了全双工串行I／0口，用以实现与某些终端设备进行串行通信，或与一些特殊功能的器件相连的能力，甚至用多个单片机相连构成多机系统。

有些型号的单片机内部还包含两个串行I／O口。

6·定时器／计数器80c51单片机内部共有两个16位定时器／计数器，80C52则有3个16位定时器／计数器。

第四章习题与思考答案4-3外设端口有哪两种编址方法？各有什么特点？答：微型计算机对 I/O 端口进行编址的方式有两种：单独编址和统一编址。

1．外设端口单独编址特点：(1) 需要专用 I/O 指令，实现 CPU 和外设间数据传送。

(2)I/O端口地址的独立。

2．外设端口与存储器统一编址特点： (1) 无需专用 I/O 指令(2)I/O端口地址是内存地址中的一部分。

4-4 I/O 数据有哪四种传送方式？各有什么特点？CPU 与外设之间的数据传送方式有无条件传输方式、查询方式、中断方式和 DMA 方式。

1．无条件传输方式无条件传送又称为同步传送或直接传送方式。

CPU 在与外设进行数据交换时，外设随时处于准备好的状态，这样 CPU 不必查询外设的状态，也不必等待，而是直接进行数据的输入输出。

2．查询传输方式查询传输方式也称为异步传输、条件传输方式。

采用查询方式时， CPU 每次与外设进行数据传输前，都要先读取状态端口的信息，查询外设是否准备就绪，只有在外设处于“就绪”状态时，才能向外设的数据端口发送数据或从其中读取数据，如果外设未就绪，就需要 CPU 原地循环等待外设完成准备工作，所以 CPU 的工作效率不高。

3．中断传输方式在中断传输方式中，以外设为主动方，每次外设准备好就可以向 CPU 发出一次中断请求，使 CPU 暂停当前正在执行的程序，转去与外设进行一次数据传输工作，当完成了本次数据的输入或输出后，再回到原先被打断的地方继续执行原来的程序。

中断方式可以大大提高 CPU 的效率和系统的实时性。

4． DMA 方式DMA 方式即直接存储器存取方式，是一种在DMA控制器的控制下实现的外设与存储器之间的直接数据传输方式。

在整个DMA 传输过程中，是不需要 CPU 参与的，完全是通过硬件逻辑电路用固定的顺序发地址和读写信号来实现的，数据不需要经过 CPU 而是在外设和存储器之间高速传输。

4-5 8051 内部的并行I/O 口有哪些？各有什么功能？1．P0 口P0 口的第一功能是作为通用I/O 口使用。