單片機原理及接口技術(第三版)教材習題解答-資料下載頁

　　

【正文】 C,RB8ANL C,PJC RDSB2 ；都是1，則正確MOV C,RB8ORL C,PJNC RDSB2 ；都是0，則正確LJMP RXDBD ；出錯RDSB2：INC R0 ；指向下一數據存儲單元DJNZ R2， RDSB ；判數據接收完否？未完繼續CLR F0 ；正確接收，則清除出錯標志F0RXDBD：RET ；第8章MCS51單片機的系統擴展8．1解答：程序存儲器和數據存儲器雖然共用16位地址線和8位數據線，但數據存儲器的讀和寫由和信號控制，程序存儲器由讀選通信號控制，兩者雖然共處同一地址空間，但由于控制信號不同，故不會發生總線沖突。8．2解答：MCS51單片機的尋址范圍是64KB，既0000H~FFFFH；8031單片機可以配置的存儲器最大容量：程序存儲器64KB；片外數據存儲器64KB；用戶可以使用的最大容量是：64KB ROM、64KBRAM、128B片內RAM及SFR。8．3解答：單片機外擴存儲器時，P0口要外接鎖存器，是因為P0口是分時提供低8位地址和數據信息的，為避免低8位地址信息丟失，所以P0口要外接鎖存器；而P2口不具備分時、復用功能，所以不用外接鎖存器。8．4 解答：程序存儲器和數據存儲器的擴展相同點是：由P2口提供高8位地址，P0口分時提供低8位地址和8位雙向數據線。程序存儲器和數據存儲器的擴展不相同點是：數據存儲器的讀和寫由CPU的和信號控制，地址空間任意選取；程序存儲器讀選信號由CPU的控制，程序空間從0000H開始。8031與2736116連接的電路圖如圖81。圖81 8031與2736116的電路圖8．5解答：8031單片機與兩片2732A EPROM芯片連接如圖82 圖82 8031單片機與兩片2732連接的電路圖8．6 解答：靜態RAM 6116的容量是2KB，選用2片6116可滿足擴展要求，8031單片機與2片6116芯片連接如圖83。圖83 8031與兩片6116的連接圖8．7解答：由于題中沒有片選要求。擴展I/O口作普通輸入、輸出。這里隨機定義為A、B口輸出、C口輸入。控制字為00000011B（03H）8031與8155連接的硬件電路圖如圖84。圖 84 8031與8155連接的電路圖初始化程序：MOV DPTR ，7FF8H ；命令口地址MOV A，03H ；控制字MOVX @DPTR，A ；控制字送入命令口8．8 解答： 分析可編程8255的工作狀況可知：A口為普通輸入，B口普通輸出，C口未用，可定義成普通輸入，控制字為10011001B，即99H，編程如下： MOV DPTR, 8255命令口 MOV A, 99H MOVX @DPTR,ALOOP: MOV DPTR, 8255A口 MOVX A, @DPTR CPL A MOV DPTR, 8255B口 MOVX @DPTR,A LJMP LOOP8．9解答： 8155工作方式控制字的作用是使可編程的A口、B口、C口工作在需要的方式下以及控制定時器的啟動和停止。各位的功能定義如圖85所示。 圖85 8155控制字8．10解答：設定時計數器的輸入脈沖fin=500kHz，定時10mS（100次/秒），相當于進行5k分頻，計數為1388H，工作在模式3（連續脈沖），初值為D388H。編程： 8155初始化子程序STR8155:MOV DPTR, 7F84H ；指向定時計數器低位寄存器 MOV A, 88H ； MOVX @DPTR, A ；低位寄存器賦值 INC DPTR ；指向定時計數器高位寄存器 MOV A, 0D3H ； MOVX @DPTR, A ；高位寄存器賦值（方式3） MOV DPTR, 7F80H ；指向8155命令寄存器 MOV A, 11001001B ；A口選通輸出，B口基本輸入，C口作聯絡 MOVX @DPTR, A ；命令寄存器賦值，定時器立即啟動 RET8．11解答：設fosc=12MHz，定時計數器T0工作在模式2，定時時間為2504181。s，中斷40，000次達到10S，采用兩個單元存放中斷次數（40，000＝200200），定時器初值x=28250=6。編程： ORG 0000H ；復位后入口地址 LJMP STR ORG 000BH ；T0中斷入口地址 LJMP PT0 ORG 0100H ；主程序首地址STR: MOV SP, 50H ；片內RAM 50 H單元開始設為堆棧區 MOV TMOD, 02H ；T0工作在模式2 MOV TH0, 6 ；定時250uS MOV TL0, 6 ；定時250uS MOV IE, 82H ；CPU開中斷， T0開中斷 MOV 33H, 06 ；計數器送初值 MOV 30H, 200 ；30H、31H中斷計數40，000次 MOV 31H, 200 ；30H、31H中斷計數40，000次 MOV DPTR, IOD ；8255命令口 MOV A, 80H ；控制字 MOVX @DPTR, A ；控制字送到8255命令口 SETB TR0 ；啟動定時器MN: JNB F0, $ ；等待10S時間到 CLR F0 ；清除標志MN2: MOV DPTR, GLIST ；工序對應輸出表首地址 MOV A, 33H ；計數器 DEC A ；計數器1＝偏移量 MOVC A, @A+DPTR ；查表得到工序輸出要求 MOV DPTR, IOA ；8255A口 MOVX @DPTR, A ；狀態輸出 DJNZ 33H, MN ；下一個工序號 MOV 33H, 6 ；重新置工序號 LJMP MN ；等待下一工序時間GLIST: DB 20H ,10H ,08H ,04H ,02H, 01H ；工序啟、停控制PT0: DJNZ 30H, PT0D ；40，000次計數 MOV 30H, 200 ；40，000次計數 DJNZ 31H, PT0D ；40，000次計數 MOV 31H, 200 ；40，000次計數 SETB F0 ；10S時間到，標志F0=1PT0D: RETI ；中斷返回第9章MCS –51單片機的接口技術9．1 解答：由于機械觸點的彈性作用，鍵盤操作在閉合及斷開瞬間均有抖動過程，會出現一系列負脈沖。抖動時間的長短，與開關的機械特性有關，一般為5~10 ms。通常去抖動影響的措施有硬件和軟件兩種。①采用硬件去除抖動影響的方法是：加入RC濾波或D觸發器電路。 ②采用軟件去除抖動影響可節省硬件開銷。方法是：檢測到有鍵按下時，執行一個10 ms的延時程序后，再確認該鍵是否按下。9．2解答：鍵盤的工作方式一般有編程掃描方式和中斷掃描方式兩種。編程掃描方式是利用CPU在完成其他工作的空余，調用鍵盤掃描子程序，來響應按鍵輸入要求。這種方式不管鍵盤上有無鍵按下，CPU總要定時掃描鍵盤，因此CPU經常處于空掃描狀態。中斷掃描工作方式是當鍵盤上有鍵閉合時產生中斷請求，CPU響應中斷請求后，轉去執行中斷服務程序，在中斷服務程序中判別鍵盤上閉合鍵的鍵號，并作相應的處理。9．3解答：鍵盤的操作，無論是按鍵或鍵盤都是利用機械觸點的合、斷作用。通過機械觸點的閉合、斷開過程產生一個電壓信號。由于機械觸點的彈性作用，在閉合及斷開瞬間均有抖動過程，抖動時間的長短，與開關的機械特性有關，一般為5~10 ms。這樣會出現一系列脈沖。為了保證CPU對鍵的一次閉合，僅作一次鍵輸入處理，必須去除抖動影響。9．4 解答：無論是LCD還是LED，其顯示方式都有靜態顯示和動態顯示兩種顯示方式。
所謂靜態顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應段的發光二極管恒定地導通或截止，并且顯示器的各位可同時顯示。靜態顯示時，較小的驅動電流就能得到較高的顯示亮度。所謂動態顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器的各個位（掃描），對于顯示器的每一位而言，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關。9．5解答：設計數據采集系統時應考慮以下問題：①采樣速度：在一個數據采集系統中，采樣速度表示了采集系統的實時性能。采樣速度由模擬信號帶寬、數據通道數和每個周期的采樣數決定。奈奎斯特采樣定理是實現采樣數據無損再現的必要條件。②孔徑誤差：由于從模擬信號到數字信號有一個過程，對于一個動態信號，在模/數轉換器接通的孔徑時間里，輸入的模擬信號是不確定的，從而引起輸出的不確定性誤差。③系統通過率：系統的通過率由模擬多路選擇器、輸入放大器的穩定時間、采樣/保持電路的采集時間以及A/D轉換器的穩定和轉換時間確定。④模/數轉換精度：前向通道的總誤差應小于等于A/D轉換器的量化誤差，否則選取高分辨率A/D轉換器失去意義。9．6解答：A/D轉換器的主要技術指標包括：①量化誤差與分辨率：分辨率是以輸出二進制位數或者BCD碼位數表示。測量誤差和分辨率是統一的，量化誤差是由于A/D轉換器的有限字長引起的。量化誤差理論上為一個單位分辨率，即177。1/2LSB。提高分辨率可減少量化誤差。②轉換精度：A/D轉換器的轉換精度反映了一個實際A/D轉換器在量化值上與理想A/D轉換器進行A/D轉換的差值，可表示成絕對誤差和相對誤差。③轉換時間與轉換速率：A/D轉換器完成一次A/D轉換所需要的時間為A/D轉換時間。通常A/D轉換速率是轉換時間的倒數。目前A/D轉換最快的是高速全并行式A/D轉換器。④失調（零點）和增益溫度系數：這兩項指標都是表示A/D轉換器受環境溫度影響的程度，一般用每攝氏度溫度變化所產生的相對誤差作為指標，以ppm/℃為單位表示。⑤對電源電壓變化的抑制比：A/D轉換器對電源電壓的抑制比（PSRR）用改變電源電壓使數據發生177。1LSB變化時所對應的電源電壓變化范圍來表示。9．7 解答：在確定A/D轉換器時，應遵循下述原則： ①根據前向通道的總誤差，選擇A/D轉換器的精度和分辨率。②根據信號的變化率及轉換精度要求，確定A/D轉換速度，以保證系統的實時性要求 。為減少孔徑誤差，若對變化速度非常快的信號進行A/D轉換，可考慮加入采樣/保持電路。③根據環境條件來選擇A/D轉換器的些環境參數要求，如工作溫度、功耗、可靠性等級等性能。④根據計算機接口特征，考慮選擇A/D轉換器的輸出形式。例如，A/D轉換器是并行輸出還是串行輸出，是二進制碼還是BCD碼；是用外部時鐘、內部時鐘還是不用時鐘；有無轉換結束狀態標志；與TTL、CMOS及ECL電路的兼容性等等。⑤還要考慮到芯片的成本、貨源、是否是主流芯片等諸因素。9．8解答：①MC14433主要特點：MC14433是單通道廉價型3（1/2）雙積分A/D轉換器，抗干擾性好，精度較高，但速度慢，轉換速度約1~10次/秒，適合在一些非快速過程的前向通道中應用。②ADC0809主要特點：8通道8位分辨率；由外部加入參考電源及轉換時鐘源，當時鐘fc=640 kHz時，典型轉換時間100181。s，是中速廉價型產品。適合多路信號輸入、精度和速度要求不高的場合。③MAX197主要特點：8通道12位分辨率；，并行接口；轉換時間6 ，內置參考電源及轉換時鐘源；可編程自動通道掃描。測量范圍0～5 V，可選擇單極性輸入和雙極性輸入。適合多路信號輸入、精度要求高、速度較快的場合，尤其是雙極性信號，電路簡單。④TLV2548主要特點：8通道12位分辨率；－，低電流、低功耗，SPI串行接口；轉換時間4181。s，內置參考電源、8個12位結果緩沖區及轉換時鐘源；可編程自動通道掃描。適合多路信號輸入、精度要求高、轉換速度快的場合。9．9解答：MAX197是8通道12位分辨率、并行接口的A/D轉換器；模擬信號電壓量程為多種，適合多路信號輸入、精度要求高、速度快且并行接口的場合，MAX197與單片機是采用并行接口方式連接，其硬件電路比串行接口復雜。TLV2548是8通道12位分辨率、串行接口的A/D轉換器；模擬信號電壓為0～5V，適合多路信號輸入、精度要求高、速度要求高且串行接口的場合，由于TLV2548與單片機是以串行接口方式連接，使其硬件電路簡單。9．10解答：當模擬信號電壓為0～～，只有一路模擬信號輸入，并且對A/D轉換精度要求高，對轉換速度無要求的場合下，可選擇低速、廉價型3（1/2）雙積分A/D轉換器MC14433；當模擬信號電壓為0～5V，有多路模擬信號輸入，并且對A/D轉換精度和速度要求不高的場合下，可選擇ADC0809。9．11解答：當有多路模擬信號輸入，模擬信號電壓為0～5V，并且要求較高的轉換精度和極快的轉換速度的場合下，可選擇TL