发布时间 : 星期一 文章单片机课后习题答案[1]1更新完毕开始阅读552798096c85ec3a87c2c51f
定时控制寄存器（TCON）和工作方式控制寄存器（TMOD）； 有4种工作方式，分别是： 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：初值自动重新装入的8位定时器／计数器
方式3：仅适用于T0，将其分为两个8位计数器。对T1停止计数
7．80C51 定时器/计数器方式 0 的 13 位计数器初值如何计算？已有方式 1 的 16 位计数为何还需要13位的计数方式？
答： 当TMOD中M1M0 = 00 时，定时器/计数器选定方式 0 进行工作。不妨以定时器/计数器
T0 为例解释。图 6.7 所示为T0 工作在方式 0 下的逻辑结构图（定时器/计数器 1 与其完全一致）。在该工作方式下，TH0的全部8位和TL0的低5位构成13位的加1计数器，计数器的最大值为213
= 8192，而TL0的高3位处于闲置状态，这是出于与MCS-48单片机兼容性的考 虑，因为MCS-48单片机的加1计数器是13位的。 图6.7 定时器/计数器0的工作方式0电路逻辑结构 计数器初值为： N = 8192 - x
计数初值x是TH0、 TL0设定的初值。 x = 8191时为最小计数值l， x = 0时为最大计数值8192，
即计数范围为1～8192（213 ）。
8．定时器/计数器作定时用时，定时时间与哪些因素有关？作为计数用时，对外界计数 频率有何限制？
答： 当 80C5l 内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式时，计数输入信号是内部时钟脉冲，此当需要高分辨率的定时，应尽量选用频率较高的晶振（80C5l最高为40 MHz）。 当定时器/计数器用作计数器时，计数脉冲来自外部输入引脚T0 或T1。当输入信号产生 由 1 至 0 的跳变（即负跳变）时，计数器的值增l。每个机器周期的S5P2 期间，对外部输入进行采样。如在第一个周期中采得的值为1，而在下一个周期中采得的值为0，则在紧跟着的再下一个周期S3P1 的期间，计数器加 1。由于确认一次下跳变需要花 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振荡器频率的1/24.例如，选用6MHZ频率的晶体，允许输入的脉冲频率为250kHz， 如果选用12MHz频率的晶体，则可输入500kHz 的外部脉冲。对于外部输入信号的占空比并没有什么限制，但为了确保某一给定的电平在变 化之前能被采样一次，则这个电平至少要保持一个机器周期。
9．定时器 T0 为方式 3 时，由于 TR1 位已经被 T0 占用，如何控制定时器 T1 的开启和关闭？ 答： 在工作方式3下，定时器/计数器T0被拆成两个独立的8位计数器TL0和TH0。其中， TL0既可以计数使用，又可以定时使用，定时器/计数器T0的控制位和引脚信号全归它使用。 其功能和操作与方式0或方式1完全相同，而且逻辑电路结构也极其类似，如图6.10所示。 图6.10 工作方式3下定时器/计数器T0被分成两个8位计数器的逻辑结构
与 TL0 的情况相反，对于 T0 的另一半 TH0，则只能作为简单的定时器使用。而且由于 T0 的控制位已被 TL0 独占，因此只好借用定时器/计数器 T1 的控制位 TR1 和 TF1，以计数
溢出去置位TF1，而定时的启动和停止则受TR1的状态控制。
由于 TL0 既能做定时器使用，也能做计数器使用，而 TH0 只能做定时器使用却不能做 计数器使用，因此在工作方式 3 下，定时器/计数器 0 可以构成 2 个定时器或 1 个定时器、1个计数器。 如果定时器/计数器T0已工作在工作方式3下，则定时器/计数器T1只能工作在方式0、方式1或方式2下，它的运行控制位TR1及计数溢出标识位TF1已被定时器/计数器0借用，
图6.11 定时器/计数器方式3的T1结构
在这种情况下定时器/计数器1通常是作为串行口的波特率发生器使用，以确定串行通信 的速率。因为已没有计数溢出标识位TF1可供使用，因此只能把计数溢出直接送给串行口。 当作为波特率发生器使用时，只需设置好工作方式，便可自动运行。如果要停止工作，只需 送入一个把它设置为方式3的方式控制字就可以了， 因为定时器/计数器1不能在方式3下使用，如果硬把它设置为方式3，则停止工作。
10．用80C51的定时器测量某正单脉冲的宽度，采用何种方式可以得到最大量程？若单 片机晶振频率为12MHz，求允许测量的最大脉冲宽度是多少？
答： 当80C5l内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式时，计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲位，计数器增 l。将定时器 0 或 1 设置为工作方式 1，即 16位定时器方式，并且计数初值设置为0x0000，计满65536定时脉冲后溢出，此时可以得到最大量程。
当采用12MHz频率的晶体时，每个机器周期为1μs， 测量的最大脉冲宽度也是65536μs。 11．80C51 单片机系统中，已知单片机晶振频率为 6MHz，选用定时器 0 以方式 3 产生 周期为400μs的等宽正方波连续脉冲，请编写由P1.1口输出此方波的程序。 解： 示例程序如下： #include \ sbit rect_wave=P1^1; void time_over(void); void main(void){ TMOD=0x03; TL0=160; IE=0x00; TR0=1; for(;;){
if(TF0)time_over(); } }
void time_over(void) {
TF0=0; TL0=160;
rect_wave=!rect_wave; }
12．串行通信操作模式有哪几种?各有什么特点?
答： 串行通信操作模式有2种，异步串行通信和同步串行通信。
异步串行通信（以下简称为异步通信）所传输的数据格式（也称为串行帧）由1个起始 位、7 个或 8 个数据位、1～2 个停止位（含 1.5 个停止位）和 1 个校验位组成。起始位
约定为0，空闲位约定为1。在异步通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作是非同步的。图6.17所示为异步通信方式和异步通信数据格式示意图，数据格式是1个起始位、8个数据位、1个停止位，所传输的数据是35H（00110101）。 图6.17 异步通信方式和异步通信数据格式示意图
异步通信的实质是指通信双方采用独立的时钟，每个数据均以起始位开始、停止位结束， 起始位触发甲乙双方同步时钟。每个异步串行帧中的1位彼此严格同步，位周期相同。所谓 异步是指发送、接收双方的数据帧与帧之间不要求同步，也不必同步。
同步串行通信（以下简称为同步通信）中，发送器和接收器由同一个时钟源控制。而在 异步通信中，每传输一帧字符都必须加上起始位和停止位，占用了传输时间，在要求传送数 据量较大的场合，速度就会慢得多。同步传输方式去掉了这些起始位和停止位，只在传输数 据块时先送出一个同步头（字符）标识即可。图6.18所示为同步通信方式和同步通信数据格式示意图。由图6.18可知，同步通信所传输的数据格式（也称同步串帧）是由多个数据构成的，每帧有2个同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据。空闲位需发送同步字符。因此，同步是指发送、接收双方的数据帧与帧之间严格同步，而不只是位与位之间严格同步。
图6.18 同步通信方式和同步通信数据格式示意图
同步传输方式比异步传输方式速度快，这是它的优势。但同步传输方式也有其缺点，即 它必须要用一个时钟来协调收发器的工作，所以它的设备也较复杂。
由上所述可以得到推论：异步通信比较灵活，适用于数据的随机发送/接收，而同步通信 则是成批数据传送的。异步传输一批数据，因为每个字节均有起始位和停止位控制而使发送/接收速度有所降低，一般适用于每秒50～19200位， 而同步传输速度较快，可达每秒80万位。
13．异步串行通信时，通信双方应遵守哪些协定？一帧信息包含哪些内容?
答： 异步串行通信（以下简称为异步通信）所传输的数据格式（也称为串行帧）由1个起始位、7 个或 8 个数据位、1～2 个停止位（含 1.5 个停止位）和 1 个校验位组成。起始位约定为0，空闲位约定为1。在异步通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作非同步的。
图6.17所示为异步通信方式和异步通信数据格式示意图，数据格式是1个起始位、8个 数据位、1个停止位，所传输的数据是35H（00110101）。 图6.17 异步通信方式和异步通信数据格式示意图
14．串行通信时会出现哪些错误?用什么方法检查这些错误?
答： 异步通信时可能会出现帧格式错、超时错等传输错误。在具有串行口的单片机的开发中，应考虑在通信过程中对数据差错进行校验，因为差错校验是保证准确无误通信的关键。 常用差错校验方法有奇偶校验（80C51系列单片机编程采用此法）、和校验及循环冗余码 校验。
15．80C51 串行通信有哪几种工作方式？当并行口不够用时，如何实现串行口作并行口 使用？
答： 80C51串行通信有4工作方式，方式0～方式3
方式0下，串行口作为同步移位寄存器使用。这时用RXD（P3.0）引脚作为数据移位的 入口和出口，而由TXD（P3.1）引脚提供移位脉冲。移位数据的发送和接收以8位为一帧， 不设起始位和停止位，低位在前高位在后，利用这一特点，当并行口不够用时，可以通过串 行口扩展并行口。具体方法见主教材P214～P215。
16．什么是波特率？如何计算和设置80C51串行通信的波特率。
答： 波特率是串行通信中一个重要概念。波特率BR是单位时间传输的数据位数，即单位
bps（bit per second），1bps = 1bit/s。波特率的倒数即为每位传输所需的时间。由上面介绍的异步串行通信原理可知，互相通信甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成功的完成数 据通信。发送和接收数据是由同步时钟触发发送器和接收器而实现的。发送/接收时钟频率与波特率有关，即： fT/R = n×BRT/R
式中，fT/R为发/收时钟频率，单位为Hz；BRT/R为发/收波特率，单位为bps；n为波特率因子。 同步通信n = 1。异步通信n可取1、16或64。也就是说，同步通信中数据传输的波特率即为同步时钟频率，而异步通信中，时钟频率可为波特率的整数倍。
① 方式0时波特率是固定的，为单片机晶振频率的1/12，即BR = fosc/12。如果晶振频率 用fosc表示，按此波特率也就是一个机器周期进行一次移位。当fosc = 6MHz时，波特率为500kbps，即2μs移位一次；当fosc = 12MHz时，波特率为1Mbps，即1μs移位一次。 ② 方式 2 的波特率也是固定的，且有两种：一种是晶振频率的 1/32，另一种是晶振频 率的1/64，即fosc/32和fosc/64。例如，用公式表示为： BR = 2SMOD×fosc/64 式中，SMOD为PCON寄存器最高位的值，SMOD = 1表示波特率加倍。
③ 方式 1 和方式 3 的波特率是可变的，其波特率由定时器 1 的计数溢出（对 80C52 来 说，也可以使用定时器2的计数溢出）决定，公式为： BR = (2SMOD×Td) /32 式中，SMOD 为 PCON 寄存器最高位的值，SMOD = 1 表示波特率加倍。而定时器 1 溢出率计算公式为： T = fosc/[12×(256-TH1)]
使用定时器1的计数溢出，方式1和方式3的常用波特率如表6.16所示。 表6.16 方式1和方式3的常用波特率
fosc=6MHz fosc=12MHz fosc=11.0592MHz 串行口工 作方式 波 特 率
SMOD TMOD TH1 SMOD TMOD TH1 SMOD TMOD TH1 57600 1 20 FFH 方式1或方式3 28800 1 20 FEH 19200 1 20 FDH 9600 0 20 FDH
4800 1 20 F3H 0 20 FAH
2400 1 20 F3H 0 20 F3H 0 20 F4H 1200 1 20 E6H 0 20 E6H 0 20 E8H 600 1 20 CCH 0 20 CCH 0 20 D0H 300 0 20 CCH 0 20 98H 0 20 A0H
从表6.16中可以看出，当选择晶振fosc=11.0592MHz时， 波特率最为齐全， 如无特别要求，通常在80C51单片机系统中选择晶振频率为11.0592MHz。
设置定时器 2 为波特率发生器工作方式，定时器 2 的溢出脉冲经 16 分频后作为串行口 发送脉冲、接收脉冲。发送脉冲、接收脉冲的频率称为波特率。其计算公式如下： osc BR
32 [65536 (RCAP2H,RCAP2L)] f = ×?
17．串行口控制寄存器SCON中TB8、RB8起什么作用？在什么方式下使用？