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單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程(微課版)習(xí)題答案項(xiàng)目四4-1填空題(1)10ms(2)5,2,中斷允許寄存器IE,中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP,外部中斷0()(3)0003H,001BH(4)電平觸發(fā)方式,邊沿觸發(fā)方式4-2選擇題(1)C(2)A(3)B(4)C(5)B4-3什么叫中斷?中斷有什么優(yōu)點(diǎn)?(1)當(dāng)CPU正在執(zhí)行某個(gè)程序時(shí),由計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部的原因引起的緊急事件向CPU發(fā)出請(qǐng)求處理的信號(hào),CPU在允許的情況下響應(yīng)請(qǐng)求處理信號(hào),暫時(shí)停止正在執(zhí)行的程序,保護(hù)好斷點(diǎn)處的現(xiàn)場(chǎng),轉(zhuǎn)向執(zhí)行一個(gè)用于處理該緊急事件的程序,處理完后又返回被中止的程序斷點(diǎn)處,繼續(xù)執(zhí)行原程序,這一過程就稱為中斷。(2)能大大地提高計(jì)算機(jī)處理事件的能力,提高效率,增強(qiáng)實(shí)時(shí)性。4-4什么叫中斷源?MCS-51系列單片機(jī)有幾個(gè)中斷源,各中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的,又如何清0的?CPU響應(yīng)中斷時(shí),它們的中斷矢量地址分別是多少?(1)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源,或引起中斷的原因稱為中斷源。(2)MCS-51系列單片機(jī)有5個(gè)中斷源,它們的中斷標(biāo)志是由硬件自動(dòng)置“1”,其中只有串口的發(fā)送中斷標(biāo)志位TI(串口的接收中斷標(biāo)志位RI)是由軟件清0的,其它中斷標(biāo)志是(3)CPU響應(yīng)中斷時(shí),它們的中斷矢量地址如下表所示:中斷源中斷入口地址外部中斷00003H定時(shí)器T0中斷000BH外部中斷10013H定時(shí)器T1中斷001BH串行口中斷0023H4-5外部中斷有哪兩種觸發(fā)方式?對(duì)觸發(fā)脈沖或電平有什么要求?如何選擇和設(shè)定?(1)外部中斷有電平觸發(fā)方式和邊沿觸發(fā)方式兩種觸發(fā)方式。(2)在電平觸發(fā)方式下,CPU響應(yīng)中斷后硬件不能自動(dòng)使IE1清0,也不能由軟件使IE1清0,所以在中斷返回前必須撤消引腳上的低電平,使IE1置0,否則將產(chǎn)生另一次中斷請(qǐng)求,造成出錯(cuò);在邊沿觸發(fā)方式下,為保證CPU在兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)檢測(cè)到先高后低的負(fù)跳變,輸入高低電平的持續(xù)時(shí)間至少要保持12個(gè)時(shí)鐘周期。(3)設(shè)置IT0(IT1)為0時(shí),表示外部中斷為電平觸發(fā)方式;設(shè)置IT0(IT1)為1時(shí),表示外部中斷為邊沿觸發(fā)方式。4-6MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中有幾個(gè)優(yōu)先級(jí)?如何設(shè)定?(1)MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中有2個(gè)優(yōu)先級(jí),分別為高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)。(2)中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的作用是設(shè)定各中斷源的優(yōu)先級(jí)別,IP的每一位均可以由軟件來(lái)置1或清0,置1是高優(yōu)先級(jí),清0是低優(yōu)先級(jí)。4-7CPU響應(yīng)中斷有哪些條件?在什么情況下中斷響應(yīng)會(huì)受阻?1)有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求。2)總中斷開啟,即中斷總允許位EA=1。3)申請(qǐng)中斷的中斷源的中斷允許位為1。在滿足以上條件的基礎(chǔ)上,CPU一般會(huì)響應(yīng)中斷。(2)有下列任何一種情況存在,中斷響應(yīng)都會(huì)受到阻斷:1)CPU正在響應(yīng)一個(gè)同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的中斷。2)當(dāng)前指令尚未執(zhí)行完。3)正在執(zhí)行中斷返回或訪問專用寄存器IE、IP的指令。CPU在執(zhí)行完上述指令之后,要再執(zhí)行一條指令才能響應(yīng)中斷請(qǐng)求。4-8MCS-51單片機(jī)中斷處理的過程如何描述?中斷處理過程可以分為三個(gè)階段:中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回。(1)中斷響應(yīng)是CPU對(duì)中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求進(jìn)行的響應(yīng),包括保護(hù)斷點(diǎn)和把程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)函數(shù)的入口地址。(2)中斷處理就是執(zhí)行中斷服務(wù)函數(shù)。中斷服務(wù)函數(shù)從中斷入口地址開始執(zhí)行,直到函數(shù)結(jié)束為止。(3)中斷返回是指中斷服務(wù)完成后,CPU返回到原來(lái)程序的斷點(diǎn)(即原來(lái)斷開的位置),繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。4-9機(jī)械式按鍵組成的鍵盤,如何消除按鍵抖動(dòng)?獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵分別有什么特點(diǎn)?實(shí)用于什么場(chǎng)合?(1)消除抖動(dòng)常用的方法有下列兩種:硬件去抖和軟件去抖。在鍵數(shù)較少時(shí),可采用硬件去抖;當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí),采用軟件去抖。(2)獨(dú)立式按鍵的特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線,每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其他I/O線的狀態(tài);矩陣式按鍵的特點(diǎn)是由行線和列線組成,按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上,節(jié)省了很多I/O口。(3)在鍵數(shù)較少時(shí),可采用獨(dú)立式按鍵;在在鍵數(shù)較少時(shí),可采用矩陣式按鍵。4-10如何使用C語(yǔ)言書寫定時(shí)器1中斷的中斷服務(wù)程序的首部?要求使用寄存器組2。代碼如下:voidt1(void)interrupt3using2項(xiàng)目五5-1填空題(1)機(jī)器周期,外部的事件(2)定時(shí)器(3)工作方式控制寄存器TMOD,控制寄存器TCON(4)10H,15H5-2選擇題(1)C(2)C(3)B(4)D5-3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有哪幾種工作方式?各有什么特點(diǎn)?(1)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有方式0、方式1、方式2和方式3四種工作方式。(2)方式0是13位計(jì)數(shù)器;方式1是16位計(jì)數(shù)器;方式2是自動(dòng)重裝初值8位計(jì)數(shù)器;方式3的定時(shí)器0分為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器,方式3的定時(shí)器1無(wú)中斷的計(jì)數(shù)器。5-4控制寄存器TMOD和TCON各位的定義是什么?怎樣確定各定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式?(1)TMOD(地址為89H)的作用是設(shè)置T0、T1的工作方式。低4位用于控制T0,高4位用于控制T1;TCON(地址為88H)的作用是控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止,并保存T0、T1的溢出和中斷標(biāo)志。(2)是通過工作方式控制位M0和M1,來(lái)確定各定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式的,如下表所示:M1M0工作方式00方式001方式110方式211方式35-5在工作方式3中,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的應(yīng)用有什么不同?定時(shí)器0分為兩個(gè)獨(dú)立的8位加1計(jì)數(shù)器TH0和TL0。TL0既可用于定時(shí),也能用于計(jì)數(shù);TH0只能用于定時(shí)。定時(shí)器1不能工作在方式3下。5-6定時(shí)器/計(jì)數(shù)器作定時(shí)器用時(shí),其定時(shí)時(shí)間與哪些因素有關(guān)?作計(jì)數(shù)器時(shí),對(duì)外界計(jì)數(shù)頻率有何限制?(1)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)時(shí)鐘周期,所以計(jì)數(shù)頻率應(yīng)為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的1/12(即機(jī)器周期)。如晶振頻率為12MHz,則機(jī)器周期為1ms。通過改變定時(shí)器的定時(shí)初值,并適當(dāng)選擇定時(shí)器的長(zhǎng)度(8位、13位或16位),以調(diào)整定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短。(2)外部計(jì)數(shù)脈沖的頻率不能高于晶振頻率的1/24。5-7當(dāng)定時(shí)器T0工作于方式3時(shí),如何使運(yùn)行中的定時(shí)器T1停止下來(lái)?當(dāng)定時(shí)器T0工作于方式3時(shí),T1的控制位TR1、TF1和中斷源都被T0占用了。這時(shí)若要使運(yùn)行中的定時(shí)器T1停止下來(lái),可將T1設(shè)為方式3。5-8晶振fosc=6MHz,T0工作在方式1,最大定時(shí)等于多少?最大定時(shí)時(shí)間等于131.072ms。5-9已知單片機(jī)時(shí)鐘頻率fosc=12MHz,當(dāng)要求定時(shí)時(shí)間為50ms和25ms時(shí),試編寫定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化程序。(1)定時(shí)時(shí)間為50ms時(shí),定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化程序:TMOD=0x01; //T0方式1計(jì)時(shí)50ms TH0=(65536-50000)/256; //定時(shí)器T0的高8位 TL0=(65536-50000)%256;EA=1; //允許所有中斷ET0=1; //允許T0中斷 TR0=1;(2)定時(shí)時(shí)間為25ms時(shí),定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化程序:TMOD=0x01; //T0方式1計(jì)時(shí)25ms TH0=(65536-25000)/256; //定時(shí)器T0的高8位 TL0=(65536-25000)%256;EA=1; //允許所有中斷ET0=1; //允許T0中斷 TR0=1;5-10已知STC89C52時(shí)鐘頻率fosc=6MHz,試?yán)枚〞r(shí)器編寫程序,使P1.0輸出一個(gè)占空比為1/4的脈沖波。假設(shè),脈沖周期是100ms。占空比為1/4時(shí):高電平是25ms,低電平是75ms。使P1.0輸出一個(gè)占空比為1/4的脈沖波,代碼如下:#include<reg52.H>intt;voidmain(){EA=1; //允許所有中斷ET0=1; //允許T0中斷TMOD=0x01; //T0方式1計(jì)時(shí)25msTH0=(65536-25000)/256; //定時(shí)器T0的高8位TL0=(65536-25000)%256;TR0=1;while(1);}/*定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序*/voidintserv1(void)interrupt1using1{TH0=-25000/256;TL0=-25000%256;P1_0=0; //P1.0輸出低電平,保持75mst++;if(t==3) //t為3時(shí),75ms定時(shí)時(shí)間到,低電平變?yōu)楦唠娖絳t=0;P1_0=1; //75ms定時(shí)時(shí)間到,P1.0輸出高電平,保持25ms}}5-11試用定時(shí)器中斷技術(shù),設(shè)計(jì)一個(gè)秒閃電路,要求使LED每秒閃亮400ms,設(shè)時(shí)鐘頻率為6MHz。假設(shè),LED陰極接P1.0引腳,電路在此省略。時(shí)鐘頻率為6MHZ,機(jī)器周期為2微妙。代碼如下:#include<AT89x52.H>unsignedchart10,t4;voidmain(){EA=1; //允許所有中斷ET0=1; //允許T0中斷TMOD=0x01; //T0方式1計(jì)時(shí)100msTH0=(65536-50000)/256; //定時(shí)器T0的高8位TL0=(65536-50000)%256;TR0=1;P1_0=0;while(1);}/*定時(shí)器0中斷服務(wù)子程序*/voidintserv1(void)interrupt1using1{ TH0=-25000/256; TL0=-25000%256; t10++;t4++; if(t10==10) //t10為10時(shí),1秒計(jì)時(shí)時(shí)間到 { t10=0;t4=0; P1_0=1; //1秒計(jì)時(shí)時(shí)間到,P1.0輸出高電平}If(t4==4){t4=0;P1_0=0; //400ms計(jì)時(shí)時(shí)間到,P1.0輸出低電平}}項(xiàng)目六6-1填空題(1)8,A/D轉(zhuǎn)換器,8(2)數(shù)字,模擬(3)0.0196(4)兩級(jí)數(shù)據(jù)輸入鎖存(5)500k,定時(shí)器中斷,定時(shí)器中斷服務(wù)程序6-2A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的作用分別是什么?各在什么場(chǎng)合下使用?(1)A/D轉(zhuǎn)換器就是把模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量,以適應(yīng)單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理;D/A轉(zhuǎn)換器就是把單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量,以驅(qū)動(dòng)外圍部件。(2)A/D轉(zhuǎn)換器使用在外界物理量通常都是模擬信號(hào),而單片機(jī)內(nèi)均是數(shù)字信號(hào),所以在單片機(jī)的輸入端需要模/數(shù)轉(zhuǎn)換;D/A轉(zhuǎn)換器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制量通常都是模擬信號(hào),而單片機(jī)內(nèi)均是數(shù)字信號(hào),因此在單片機(jī)的輸出端需要數(shù)/模轉(zhuǎn)換。6-3D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)有哪些?設(shè)某DAC有二進(jìn)制12位,滿量程模擬輸出電壓10V,試問它的分辨率和轉(zhuǎn)換精度各為多少?6-4決定ADC0809模擬電壓輸入路數(shù)的引腳有哪幾條?有3位地址輸入線ADDA、ADDB和ADDC,其中ADDA為低位地址,ADDC為高位地址。6-5試述ADC0809的特性。ADC0809主要特性有以下幾個(gè)方面:(1)8路8位A/D轉(zhuǎn)換器,即分辨率8位;(2)具有轉(zhuǎn)換起停控制端;(3)轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs;(4)單個(gè)+5V電源供電;(5)模擬輸入電壓范圍0~+5V,不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn);(6)工作溫度范圍為-40~+85攝氏度;(7)低功耗,約15mW。6-6ADC0809的時(shí)鐘如何提供,通過采用的頻率是多少?ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路,有時(shí)鐘信號(hào)引腳,所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供,通常使用頻率為500kHz的時(shí)鐘信號(hào)。6-7簡(jiǎn)述DAC0832的用途和特性。DAC0832是8位的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片,在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。其主要特性如下:(1)分辨率為2-8位,即DAC0832分辨率是1/256。數(shù)字量的位數(shù)越多,分辨率就越高,轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入量變化的敏感程度就越高;(2)電流穩(wěn)定時(shí)間1us;(3)可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入;(4)只需在滿量程下調(diào)整其線性度;(5)單一電源供電(+5V~+15V);(6)低功耗,20mW。6-8DAC0832和MCS-51接口時(shí)有哪三種工作方式?各有什么特點(diǎn)?適合在什么場(chǎng)合下使用?DAC0832有直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式三種工作方式。(1)直通方式:?jiǎn)纹瑱C(jī)輸出的數(shù)字量可以被數(shù)模轉(zhuǎn)換器直接轉(zhuǎn)換輸出。(2)單緩沖方式:DAC0832的兩個(gè)輸入寄存器中有一個(gè)處于直通方式,另一個(gè)處于受控的鎖存方式。在實(shí)際應(yīng)用中,如果只有一路模擬量輸出,或雖有幾路模擬量但并不要求同步輸出的情況,就可采用單緩沖方式。(3)雙緩沖方式。把DAC0832的兩個(gè)鎖存器都設(shè)置成受控鎖存方式。雙緩沖方式用于多路數(shù)/模轉(zhuǎn)換系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)同步輸出的目的。6-9編程輸出10KHZ的方波、鋸齒波。(1)電路圖如圖6-13所示。(2)輸出10KHZ的方波10KHZ方波的周期=1/10KHZ=100微妙,既高電平保持50微妙、低電平保持50微妙。在T0方式1、晶振12MHz的條件下,定時(shí)50μs的定時(shí)初值為:X=65536-50。代碼如下:#include<reg52.h>sbitCS=P3^7;sbitWR1=P3^6;delay() //50μs的延時(shí)函數(shù),定時(shí)器T0中斷采用查詢方式{ TH0=(65536-50)/256; TL0=(65536-50)%256; TR0=1; while(!TF0); TF0=0;}main(){ TMOD=0x01; //設(shè)置T0工作方式1CS=0; //和為0,實(shí)現(xiàn)了單緩沖連接方式 WR1=0; while(1) {P0=0; //DA轉(zhuǎn)換輸出低電平 delay(); //低電平保持50μsP0=0x0ff; //DA轉(zhuǎn)換輸出高電平 delay(); //高電平保持50μs}}(3)輸出鋸齒波任務(wù)18實(shí)現(xiàn)的是三角波輸出,三角波是由正鋸齒波和反鋸齒波構(gòu)成的,只要選擇其中一個(gè)就可以輸出鋸齒波了。在這里,選擇正鋸齒波輸出,代碼如下:#include<reg52.h>sbitCS=P3^7;sbitWR1=P3^6;voiddelay(unsignedintm){ while(m--);}main(){ inti; CS=0; //和為0,實(shí)現(xiàn)了單緩沖連接方式 WR1=0; while(1) { for(i=0;i<=255;i++) { P0=i; //DA轉(zhuǎn)換輸出 delay(100); //改變延遲函數(shù)的實(shí)參,可以改變鋸齒波的斜率(周期) } }}項(xiàng)目七7-1選擇題(1)D(2)C(3)C(4)D(5)D(6)B(7)A(8)A7-2串行數(shù)據(jù)傳送與并行數(shù)據(jù)傳送相比的主要優(yōu)點(diǎn)和用途是什么?并行通信是指將待發(fā)送數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送,串行通信則將數(shù)據(jù)一位一位的按順序傳送。串行數(shù)據(jù)傳送與并行數(shù)據(jù)傳送相比的主要優(yōu)點(diǎn)是傳輸線少,長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本低,且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備。串行數(shù)據(jù)傳送在單片機(jī)雙機(jī)、多機(jī)以及單片機(jī)與PC機(jī)之間通信等方面被廣泛應(yīng)用。7-3簡(jiǎn)述MCS-51系列單片機(jī)串行口四種工作方式的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。(1)方式0。串行接口工作方式0為同步移位寄存器方式,其波特率是固定的,為fosc(振蕩頻率)的1/12。1)方式0發(fā)送:數(shù)據(jù)從RxD引腳串行輸出,TxD引腳輸出同步脈沖。2)方式0接收:在滿足REN=1和RI=0的條件下,串行口處于方式0輸入。(2)方式1。在方式1時(shí),串行口被設(shè)置為波特率可變的8位異步通信接口。1)方式l發(fā)送。串行口以方式1發(fā)送時(shí),數(shù)據(jù)位由TxD端輸出,發(fā)送1幀信息為10位,其中一位起始位、八位數(shù)據(jù)位(先低位后高位)和一個(gè)停止位“1”。2)方式1接收。當(dāng)串行口設(shè)置為方式1,且REN=1時(shí),串行口處于方式1的輸入狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到起始位有效時(shí),開始接收一幀的其余信息。(3)方式2。被定義為9位異步通信接口。1)方式2發(fā)送。發(fā)送數(shù)據(jù)由TXD端輸出,發(fā)送一幀信息為11位,其中一位起始位(0)、八位數(shù)據(jù)位(先低位后高位)、一位可控位1或0的第9位數(shù)據(jù)和一位停止位“1”。2)方式2接收。當(dāng)串行口置為方式2時(shí),且REN=1,串行口以方式2接收數(shù)據(jù)。方式2的接收與方式1基本相似。(4)方式3。方式3為波特率可變的9位異步通信方式,除了波特率有所區(qū)別之外,其余都與方式2相同。7-4串行口有幾種工作方式?各工作方式的波特率如何確定?(1)串行口有4種工作方式,分別為方式0、方式1、方式2和方式3。(2)各工作方式波特率的確定如下:1)方式0的波特率確定在方式0下,串行口通信的波特率是固定的,其值為fosc/12(fosc為主機(jī)頻率)。2)方式2的波特率確定在方式2下,通信波特率為fosc/32或fosc/64.用戶可以根據(jù)PCON中SMOD位狀態(tài)來(lái)驅(qū)使串行口在那個(gè)波特率下工作。選定公式為:這就是說(shuō),若SMOD=0,則所選波特率為fosc/64;若SMOD=1,則波特率為fosc/32。3)方式1或方式3的波特率確定在這兩種方式下,串行口波特率是由定時(shí)器的溢出率決定的,因而波特率也是可變的。相應(yīng)公式為:定時(shí)器T1溢出率的計(jì)算公式為:式中,K為定時(shí)器T1的位數(shù),它和定時(shí)器T1的設(shè)定方式有關(guān)。即:若定時(shí)器T1為方式0,則K=13若定時(shí)器T1為方式1,則K=16若定時(shí)器T1為方式2或3,則K=8由上兩式可知,方式1或方式3下所選波特率常常需要通過計(jì)算來(lái)確定初值,因?yàn)樵摮踔凳且诙〞r(shí)器T1初值化時(shí)使用的。7-5定時(shí)器1做串行口波特率發(fā)生器時(shí),為什么常采用方式2?因?yàn)槎〞r(shí)器T1在方式2下工作時(shí),TH1和TLl分別設(shè)定為兩個(gè)8位重裝計(jì)數(shù)器(當(dāng)TL1從全“1”變?yōu)槿?”時(shí),TH1重裝TLl)。這種方式,不僅可使操作方便,也可避免因重裝初值(時(shí)間常數(shù)初值)而帶來(lái)的定時(shí)誤差。7-6使用STC89C52的串行口按工作方式1進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通訊,假定波特率為2400b/s,以中斷方式傳送數(shù)據(jù),請(qǐng)編寫全雙工通訊程序。(1)串口波特率設(shè)置如下:采用時(shí)鐘頻率fosc=11.0592MHz,SMOD=1,定時(shí)器T1方式2,且串行傳輸波特率為2400b/s;根據(jù)公式變換可得T1定時(shí)初值計(jì)算公式為:根據(jù)以上條件可得初值為232。(2)串行口按工作方式1進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通訊,其中發(fā)送采用查詢方式,接收采用中斷方式。代碼如下:#include<reg52.h>unsignedchartmp; //存放接收數(shù)據(jù)unsignedcharsend; //存放發(fā)送數(shù)據(jù)voidmain(void){ TMOD=0x20;
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