第七章MCS-51单片机的并行接口(上)
传输速度快；硬件开销大；只适合近距离传输。一个并行 接口中包括状态信息、控制信息和数据信息。
⑴状态信息 表示外设当前所处的工作状态。 例如：准备好信号表示输入设备已经准备好信息； 忙信号(BUSY)表示输出设备正在输出信息，等于指示CPU要处于等待状 态。 ⑵控制信息 控制信息是由CPU发出的，用于控制外设接口的工作方式以及外设的启动 和停机信息等。 ⑶数据信息
P0-P3口进一步说明：
➢4个并行I/O口“输出有锁存，输入有缓冲”； ➢输入数据时都要“先写1”； ➢P0口作通用I/O口，输出级是开漏电路，作输出口应接上 拉电阻；作地址/数据总线不需要上拉电阻； ➢P1~P3口不需要上拉电阻；
1、51的I/O口直接用于输出
都是准双向口。 51单片机没有专门的输入／输出指令。
例：P1口八个灯作跑马灯 。？？
例：P1口八个灯作跑马灯 ？？
设：LED灯共阳极
;延时子程序 delay:MOV r3,#20
d1:MOV R4,#20 d2:MOV R5,#248
DJNZ R5,$ DJNZ R4,d2 DJNZ R3,d1 RET END
start: MOV A,#0FFH;
P0口：作一般I/O口；低8位地址/数据分时复用功能。 P1口：作一般I/O接口。 P2口：作一般I/O接口；高8位地址。 P3口：作一般I/O接口；每根口线有第二功能。
I/O接口的功能是：
1、对单片机输出的数据锁存 锁存数据线上瞬间出现的数据，以解决单片机与
I/O设备的速度协调问题。
2、对输入设备的三态缓冲 外设传送数据时要占用总线，不传送数据时必须对
总线呈高阻状态。利用I/O接口的三态缓冲功能，可 以实现I/O设备与数据总线的隔离，便于其它设备的 总线挂接。
3、信号转换 信号类型（数字与模拟、电流与电压）、信号电平
（高与低、正与负）、信号格式（并行与串行）等的 转换。 4、时序协调
不同的I/O设备定时与控制逻辑是不同的，并与 CPU的时序往往是不一致的，这就需要I/O接口进行 时序的协调。
• P0口输出功能应用举例
• 例 P0口做通用I/O输出口，控制8只发光二 极管从左到右依次点亮，再从右到左依次 点亮，电路图如图所示。
RP1 1K VCC
P04 9
8
7
6
5
4
3
2
1
P00
L1
L2
L3
L4 P05
P03
P02
P01
P0口控制发光二极管电路
MOV P0, #0FFH MOV A, P0 ☆用读引脚的传送指令。
例如：MOV A, P1 MOV R2，P1
3、对锁存器的“读-修改-写”
☆有一类指令是对I／O口输出锁存器中的数据进行操作， 如对端口数据进行逻辑操作。这一类指令是先读出端口锁 存器中的内容，再按指令的规定进行操作，最后将操作的 结果写回端口锁存器，称之为“读一修改一写”指令。
第7章 MCS-51并行接口
7.1 MCS-5l内部I／O口及其应用 7.2 MCS-5l并行I／O口的扩展 () 7.3 MCS-51内部定时／计数器及其应用 7.4 并行口应用——单片机显示／键盘系 统 并口是相对于串口而言的。
1. 并行接口 并行通信:
各位数据都是并行传输的，它以字节（或字）为单位与I/O 设备或被控对象进行数据交换。
CLR C; MOV R2,#08h;循环八次。 loop1:RLC A;带进位左移。 MOV P1,A;输出到P1口。 CALL delay;延时一段时间 DJNZ R2,LOOP1;反复循环 MOV R2,#07h;再往回循环。 loop2:RRC A;带进位右移 MOV P1,A;输出到P1口。 CALL delay;延时一段时间 DJNZ R2,loop2;反复循环 LJMP start;重新开始
1、直接用于输出 ☆作输出口时有锁存功能。 ☆输出操作：以P0~P3为目的操作数的传送指令。
例如： MOV P1,A MOV P1,R1 MOV P1,@R1 MOV P1,#55H
2、51的I/O口直接用于输入
2、直接用于输入 ☆作输入口时带有输入缓冲器，但没有输入锁存器。 因此要输入的数据必须一直保持在引脚上，直到把数 据读走。 ☆在输入数据之前，要先写“1”
⑶数据缓冲寄存器 在并行接口中还设置了输入缓冲寄存器和输出缓冲寄存器， 缓冲器是用来暂存数据，可以保证输入，输出数据的可靠性。 因为外设与CPU交换数据，CPU的速度远远高于外设的速度。
7.1 MCS-5l内部I／O口及其应用
51单片机内部有4个8位双向I／O(输入／输出)口。 它们的内部结构图在前面作过介绍。从特性上看，这4 个端口还有所差别。
CPU与并行外设数据交换的内容。 状态信息、控制信息和数据信息，通常都是通过数据总线传送，这些信 息在外设接口中分别存取在不同的端口中。
对于一个外设接口，常常需要几个端口才能满足和协调外部设备的 工作与要求，图10.1是一个典型的并行接口与CPU、外设的连接图。
CPU 总线系统
数据总线
输出数据准备好 输入数据准备好
这类指令不是对端口引脚上的数据进行操作。若要 对引脚上数据进行操作则只能先读入到CPU，然后再进 行运算。
4、MCS-51内部I／O口应用
所有4个I／O口都是可以位寻址的，就是说，其中每一 位都可以用做输入或输出。
由于MCS-51的I／O 口只有数据口而没有状态口或控制 口，在实际使用时，可以用I／0口的某一位(或几位)来 作为状态信息的传送者，或者是命令的控制位。
中断请求 复位 IOR IOW
AEN 地址总线
地址 译码器
控制寄存器
状态寄存器
输入缓冲寄存器
输出缓冲寄存器 CS A0 A1
输入数据
输
输入数据准备好 入 设
输入应答
备
输出数据 输
输出数据准备好
出 设
输出应答
备
图10.1 并行接口与CPU、外设的连接
2. 并行接口的组成 ⑴状态寄存器 状态寄存器用来存放外设的信息，CPU通过访问这个寄存器 来了解某个外设的状态。 ⑵控制寄存器 并行接口中有一个控制寄存器，CPU对外设的操作命令都寄 存在控制寄存器中。
第7章MCS-51单片机的常用外设扩展
（2）数据线
2732的8位数据线直接与单片机的P0口相连。P0口作 为地址/数据线分时复用。
（3）控制线
CPU执行2732中存放的程序指令时，取指阶段就是对 2732进行读操作。注意，CPU对EPROM只能进行读操作， 不能进行写操作。CPU对2732的读操作控制都是通过控制线 实现的。2732控制线的连接有以下几条：
2.硬件电路 单片机与6116的硬件连接如图7-4所示。
3.连线说明
• 地址线：A0～A10连接单片机地址总线P0.0～P0.7、P2.0、P2.1、P2.2 共11根；
• 数据线：I/O0～I/O7连接单片机的数据线，即P0.0～P0.7；
• 控制线：片选端连接单片机的P2.7，即单片机地址总线的最高位A15； 读允许线连接单片机的读数据存储器控制线；
• 对于没有内部ROM的单片机或者程序较长、片内ROM容 量不够时，用户必须在单片机外部扩展程序存储器。 MCS-51单片机片外有16条地址线，即P0口和P2口，因此 最大寻址范围为64K字节（0000H—FFFFH）。
• 这里要注意的是，MCS-51单片机有一个管脚 EA跟程序存 储器的扩展有关。如果接高电平，那么片内存储器地址范 围是0000H—0FFFH（4K字节），片外程序存储器地址范 围是1000H—FFFFH（60K字节）。如果接低电平，不使 用片内程序存储器，片外程序存储器地址范围为0000H— FFFFH（64K字节）。
1. 芯片选择
单片机扩展数据存储器常用的静态RAM芯片有6116（2K×8 位）、6264（8K×8位）、62256（32K×8位）等。
根据题目容量的要求我们选用SRAM6116，采 用单一+5V供电，输入输出电平均于TTL兼容，具有 低功耗操作方式，管脚如图7-3所示。
3.1MCS-51单片机的并行IO口
一、并行I/O口的功能结构
2、接口功能 （2）通用I/O接口
（四）P0口
此时“控制”信号为“0”，多路开关 MUX向下，输出驱动器处于开漏状态，故需 外接上拉电阻，这种情况下，电路结构与P1 相同，所以也是一个准双向口，当要作为输 入时，必须先向口锁存器写“1”。
一、并行I/O口的功能结构
（四）P0口
这是由接口的特殊结构所决定的。每一个 口都包含一个锁存器，一个输出驱动器和两 个（P3口为3个）输入缓冲器。各口的结构也 P 3 有些差异，下面分别介绍。
一、并行I/O口的功能结构
1、接口结构
（一）P1口
P1口一位的结构如下图所示：
图2.15
一、并行I/O口的功能结构
1、接口结构
（一）P1口
接口结构中锁存器起输出锁存作用， 8位锁存器组成特殊功能寄存器P1，场 效应管和上拉电阻组成输出驱动器，以 增大负载能力，三态门1和三态门2分别 用于控制输入引脚和锁存器的状态。
作为I/O口应用的一个实例，下面介绍 8031单片机的最小应用系统如下图所示
二、产生接口控制信号的指令
（四）P0口
8051指令系统中能与接口打交道的指令 大体可分两类 １．一般的输入/输出指令 ２．“读－修改－写”指 令
二、产生接口控制信号的指令
１．一般的输入输出指令
（四）P0口
输入指令执行时，内部产生“读引脚”信号， 直接从口线读入，亦称“读引脚”指令。 下面是属于这种指令的各种实例：
二、产生接口控制信号的指令
（四）P0口 ２．“读－修改－写”指令 INC P2 接口锁存器加１ DEC P1 接口锁存器内容减１ DJNZ P3,LOOP 减１后不为零则跳转 还有三条虽不明显，但也属此列： MOV P1.1,C CLR P1.1 SETB P1.1 将进位位送接口的某位 清接口的某一位 接口的某一位置位
MCS-51单片机的并行接口
1.1 P0口
口结构
P0口
“读-改-写”类指令 先读端口，然后对读入的数据进行修改，最后再写回到端口 不直接读取引脚上的数据而读锁存器Q端内容，是为了消除错
读引脚电平的可能性
P0口
P0既可用作地址/数据总线，又可用作通用I/O端口 用作输出端口时，输出级为开漏电路，在驱动NMOS电路时应
例 某接口电路与单片机使用一条线传送握手信号。双方约定， 单片机先向接口发送一个1和一个0，随后接口电路向单片机回 送一个1
单片机原理与应用
单片机原理与应用
MCS-51单片机的并行接口
MCS-51单片机本身提供了4个8位的并行端口，分别记做P0、 P1、P2和P3，共有32条I/O口线
都是双向端口，每个口包含一个锁存器(即特殊功能寄存器P0、 P1、P2和P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器
端口和其中的锁存器都表示为P0、P1、P2、P3 结构不同，功能各异
1.4 P3口
口结构
P3口
作为通用I/O口使用时，工作原理与P1、P2口类似，但第二功 能输出端应保持高电平，使锁存器输出端Q内容能通过与非门
P3口的各位都具有第二功能
P3口
P3口的第二功能输入信号
P3.0——RxD，串行口数据接收 P3.2—— INT0#，外部中断0请求信号输入 P3.3—— INT1#，外部中断1请求信号输入 P3.4——T0，定时器/计数器0外部计数脉冲输入 P3.5——T1，定时器/计数器1外部计数脉冲输入
ORL ANL XRL CPL
P1, #3CH ;将P1中间4位置位
P1, #0C3H ;将P1中间4位清零
P1, #03H ;将P1最低2位取反
P1.5
;取反P1.5
第7章 IO口
27
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
MCS-51对LED的显示 2.动态显示
多个LED共用一个8位I/O口，任何时候各个LED都接 有相同的字形码，但某一时刻只点亮一个LED。究竟哪个 LED被点亮由字位码控制，各个LED轮流被点亮。
MOV E, C ;读取P1.0、P1.1 ANL C,D ;得DE MOV G, C MOV C, E ORL C, D ;得(D+E) ANL C, /G ;得F值 MOV P1.2, C ;用灯显示F SJMP LOOP1 END 20
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
（三）作为外部三态门和锁存器接口
2.读端口数据方式（读端口锁存器中数据） 直接以Pn口为源操作数的操作指令。例：
MOV ORL ANL XRL A , P0 R1 , P1 20H , P2 @R0 , P3
返回
17
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
3.读引脚方式（获取从引脚传送进来的外部数据）
例如，读P1口低4位：
MOV P1 , #0FH MOV A , P1
读P1口
MOV P1,A MOV A, P1 JNB ACC.0, PR0
JNB ACC.1, PR1
……
PR7:…
……
JNB ACC.7, PR7
AJMP DONE
END 各按键对应的处 理子程序 32
判断哪个按键被按下
第7章 MCS-51单片机常用接口技术
2.对行列式非编码键盘的接口
行列式非编码键盘是一种把所有按键排列成行列矩 阵的键盘。 在这种键盘中，行列交叉处为按键，当某一按键被 按下时，相应的行线列线就会接通，否则处于断开状 态。
MCS-51单片机并行口的结构与操作
华中科技大学光学与电子信息学院单片机（ 2015 -- 2016学年度第一学期)题目：MCS-51单片机并行端口结构与操作院系：光学与电子信息学院班级：学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期： 2015年 9月 21日MCS—51单片机并行口的结构与操作一、MCS—51单片机简介MCS—51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品,与MCS-48单片机相比，它的结构更先进,功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在,MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品,各高校及专业学校的培训教材仍与MCS—51单片机作为代表进行理论基础学习.MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品，其主要功能如下：8位CPU、4kbytes 程序存储器(ROM）、128bytes的数据存储器(RAM）、32条I/O口线、111条指令,大部分为单字节指令、21个专用寄存器、2个可编程定时/计数器、5个中断源，2个优先级、一个全双工串行通信口、外部数据存储器寻址空间为64kB、外部程序存储器寻址空间为64kB、逻辑操作位寻址功能、双列直插40PinDIP封装、单一+5V电源供电。
如图所示：1。
结构（1）中央处理单元（8位）数据处理、测试位，置位，复位位操作（2）只读存储器（4KB或8KB)永久性存储应用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM（3）随机存取内存（128B、128B SFR）在程序运行时存储工作变量和资料（4)并行输入/输出口(I / O)（32条）作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片（5)串行输入/输出口(2条)串行通信、扩展I / O接口芯片(6）定时/计数器(16位、加1计数）计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与CPU之间独立工作（7)时钟电路内振、外振。
(8)中断系统五个中断源、2级优先。
单片机习题答案
单片机-习题答案第七章MCS-51的串行口1．串行数据传送的主要优点和用途是什么？答：串行数据传送的主要优点是硬件接口简单，接口端口少（2个）。
主要用于多个单片机系统之间的数据通信。
2．简述串行口接收和发送数据的过程。
答：以方式一为例。
发送：数据位由TXT端输出，发送1帧信息为10为，当CPU执行1条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。
发送开始时，内部发送控制信号/SEND变为有效，将起始位想TXD输出，此后，每经过1个TX时钟周期，便产生1个移位脉冲，并由TXD输出1个数据位。
8位数据位全部完毕后，置1中断标志位TI，然后/SEND信号失效。
接收：当检测到起始位的负跳变时，则开始接收。
接受时，定时控制信号有2种，一种是位检测器采样脉冲，它的频率是RX时钟的16倍。
也就是在1位数据期间，有16个采样脉冲，以波特率的16倍的速率采样RXD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。
3．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式（1）。
4．串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？答：串行口有3种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式；方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率，方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD/64×fosc方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率5．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位，8个数据位，1个奇校验位，1个停止位，请画出传送字符“A”的帧格式。
起始位01000000校验位停止位6．判断下列说法是否正确：（1）串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。
第七章 IO接口_AD_DA技术
C口上半部分（PC7～PC4）随A口称为A组，
C口下半部分（PC3～PC0）随B口称为B组。
其中A口可工作于方式0、1、和2，而B口只能工作在 方式0和1。 例如：写入工作方式控制字95H
可将8255A编程为：A口方式0输入，B口方式1输出， C口的上半部分（PC7～ PC4）输出，C口的下半部分 （PC3～PC0）输入。
第9章 MCS-51扩展I/O接口的设计 9.1 I/O接口扩展概述
I/O (输入/输出)接口是MCS-51与外设交换数字信 息的桥梁。
I/O扩展也属于系统扩展的一部分。
真正用作I/O口线的只有P1口的8位I/O线和P3口的某些 位线。 在多数应用系统中，MCS-51单片机都需要外扩I/O接 口电路。
数据总线为三态 非法状态 数据总线为三态
0
0 1 1 × 1 ×
0
1 0 1 × 1 ×
1
1 1 1 × 0 1
0
0 0 0 × 1 1
0
0 0 0 1 0 0
9.2.2 工作方式选择控制字及C口置位/复位控制字
8255A有三种工作方式：
(1) 方式0：基本输入输出； (2) 方式1：选通输入输出； (3) 方式2：双向传送（仅A口有）。
各端口的工作状态与控制信号的关系如表9-1所示。
表9-1
A1 A0
8255A端口工作状态选择
RD* WR* CS* 工作状态
0
0 1
0
1 0
0
0 0
1
1 1
0
0 0
读端口A：A口数据→数据总线 读端口B：B口数据→数据总线 读端口C：C口数据→数据总线 写端口A：总线数据→A口 写端口B：总线数据→B口 写端口C：总线数据→C口 写控制字：总线数据→控制字寄存 器
MCS-51系列单片机的结构
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
3.控制总线
(1)
：ALE为地址锁存允许信号。在访问外部
存储器时，ALE用来把扩展地址低8位锁存到外部锁存器。在
不访问外部存储器时，ALE引脚以不变的频率(时钟振荡器频
率的1/6)周期性地发出正脉冲信号，因而它又可用作外部定
品有8031和87510 8031是一个无ROM的8051，它从外部ROM 获取所用的指令，8751是一个用EPROM代替ROM的8051， 除此之外，三者的内部结构及引脚完全相同。今后，除特另 11说明外，用8051这个名称来代表8031、8051和87510
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
二功能是在访问外部存储器时，它分时作为低8位地址线和8 位双向数据线。当P0口作为普通输入口使用时，应先向口锁 存器写“1”。 (2) P1口(P1. 0~P1. 7)是一个内部带上拉电阻的准双向I/O口。 当P1口作为普通输入口使用时，应先向口锁存器写“1” 。
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
(1)带进位和不带进位的加法。 (2)带借位减法。 (3) 8位无符号数乘法和除法。 (4)逻辑与、或、异或操作。 (5)加1、减1操作。 (6)按位求反操作。 (7)循环左、右移位操作。 (8)半字节交换。 (9)二一十进制调整。 (10)比较和条件转移的判断等操作。
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2.1 MCS-51单片机的内部结构
2)指令寄存器IR (Instruction Register) 指令寄存器是一个8位寄存器，用于暂存待执行的指令，等
单片机原理与应用及C51程序设计(第三版)(1、2、3、4、7章课后习题答案)
第一章：1. 给出下列有符号数的原码、反码和补码(假设计算机字长为8位)。
+45 -89 -6 +112答：【+45】原=00101101，【+45】反=00101101，【+45】补=00101101【-89】原=11011001，【-89】反=10100110，【-89】补=10100111【-6】原=10000110，【-6】反=11111001，【-6】补=11111010【+112】原=01110000，【+112】反=01110000，【+112】补=011100002. 指明下列字符在计算机内部的表示形式。
AsENdfJFmdsv120答:41H 73H 45H 4EH 64H 66H 4AH 46H 6DH 64H 73H 76H 31H 32H 30H3．何谓微型计算机硬件？它由哪几部分组成？并简述各部分的作用。
答:微型计算机硬件由中央处理器、存储器、输入/输出设备和系统总线等组成，中央处理器由运算器和控制器组成，是微型计算机运算和控制中心。
存储器是用来存放程序和数据的记忆装置。
输人设备是向计算机输人原始数据和程序的装置。
输出设备是计算机向外界输出信息的装置。
I/O接口电路是外部设备和微型机之间传送信息的部件。
总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线，它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。
微型计算机的各大功能部件通过总线相连。
4．简述8086CPU的内部结构。
答:8086微处理器的内部分为两个部分：执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)。
执行部件由运算器（ALU）、通用寄存器、标志寄存器和EU控制系统等组成。
EU从BIU的指令队列中获得指令，然后执行该指令，完成指今所规定的操作。
总线接口部件BIU由段寄存器、指令指针寄存器、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成。
总线接口部件负责从内部存储器的指定区域中取出指令送到指令队列中去排队。
5．何谓总线？总线按功能可分为哪几种？答:总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线，它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。
单片机原理与应用模拟试题
单片机原理与应用模拟试题一、单选题（共64题，每题1分，共64分）1.MCS-51单片机的定时器/计数器的工作方式1是( )。
A、8位计数器结构B、16位计数器结构C、13位计数器结构D、2个8位计数器结构正确答案：B2.各中断源发出的中断请求信号，都会标记在MCS-51单片机系统中的( )。
A、TMODB、TCON/SCONC、IED、IP正确答案：B3.程序在运行中，当前PC的值是( )。
A、当前正在执行指令的前一条指令的地址B、当前正在执行指令的地址。
C、当前正在执行指令的下一条指令的首地址D、控制器中指令寄存器的地址。
正确答案：C4.MCS-51单片机定时器/计数器溢出标志是( )。
A、TR1和TR0B、IE1和IE0C、IT1和IT0D、TF1和TF0正确答案：D5.8031是( )。
A、CPUB、微处理器C、单片机D、控制器正确答案：C6.共阳极LED数码管加反向器驱动时显示字符“6”的段码是( )。
A、06HB、7DHC、82HD、FAH正确答案：B7.MCS-51系列单片机的定时器/计数器T0用作定时方式时，采用工作方式1，则初始化编程为( )。
A、TMOD=0x01B、TMOD=0x50C、TMOD=0x10D、TCON=0x02正确答案：A8.-56D的补码是多少( )。
A、AAHB、C8HC、56HD、FFH正确答案：B9.下列指令能使P1口的最低位置1的是( )。
A、ANL P1,#80HB、SETB 90HC、ORL P1,#0FFHD、ORL P1,#80H正确答案：B10.MCS-51单片机在执行MOVXA,@DPTR或MOVCA,@A+DPTR指令时，其寻址单元的地址是由( )。
A、P0口送高8位，P2口送高8位B、P0口送低8位，P2口送高8位C、P0口送低8位，P2口送低8位D、P0口送高8位，P2口送低8位正确答案：B11.在中断服务程序中，至少应有一条( )。