單片機原理及接口技術張毅剛課后習題答案-資料下載頁

　　

【正文】 MOV R2,19 。計數器 MOV A,@R1 。打印內容 MOV R0,7CH 。A口地址 MOVX @R0,A MOV R0,7FH MOV A,0EH MOVX @R0,A 。PC7=0 MOV A,0FH MOVX @R0,A 。PC7=1 SJMP $IN: DJNZ R2,EX 。20個數據都結束了嗎？INC R1 。指向下一個數據MOV A,@R1 MOV R0,7CH MOVX @R0,A MOV R0,7FH MOV A,0EH MOVX @R0,A MOV A,0FH MOVX @R0,AEX: RETI第11章 AT89C51單片機與D/A、A/D轉換器的接口1．對于電流輸出的D/A轉換器，為了得到電壓的轉換結果，應使用 。答：由運算放大器構成的I/V轉換電路。2．使用雙緩沖同步方式的D/A轉換器，可實現多路模擬信號的 輸出。答：同步。3．判斷下列說法是否正確。（1）“轉換速度”這一指標僅適用于A/D轉換器，D/A轉換器不用考慮“轉換速度”問題。（2）ADC0809可以利用“轉換結束”信號EOC向AT89C51單片機發出中斷請求。（3）輸出模擬量的最小變化量稱為A/D轉換器的分辨率。（4）對于周期性的干擾電壓，可使用雙積分型A/D轉換器，并選擇合適的積分元件，可以將該周期性的干擾電壓帶來的轉換誤差消除。答：（1）錯 （2）對 （3）錯 （4）對。4．D/A轉換器的主要性能指標都有哪些？設某DAC為二進制12位，滿量程輸出電壓為5V，試問它的分辨率是多少？答：D/A轉換器的主要技術指標如下：（1）分辨率。指輸入的單位數字量變化引起的模擬量輸出的變化，是對輸入量變化敏感程度的描述。（2）建立時間。是描述D/A轉換速度的一個參數，用于表明轉換速度。其值為從輸入數字量到輸出達到終位誤差177。（1/2）LSB（最低有效位）時所需的時間。（3）轉換精度。理想情況下，精度與分辨率基本一致，位數越多精度越高。嚴格講，精度與分辨率并不完全一致。只要位數相同，分辨率則相同，但相同位數的不同轉換器精度會有所不同。當DAC為二進制12位，滿量程輸出電壓為5V時。5．A/D轉換器兩個最重要的指標是什么？答：A/D轉換器的兩個最重要指標：（1）轉換時間和轉換速率：轉換時間為A/D完成一次轉換所需要的時間。轉換時間的倒數為轉換速率。（2）分辨率：表示輸出數字量變化一個相鄰數碼所需輸入模擬電壓的變化量。習慣上用輸出二進制位數或BCD碼位數表示。6．分析A/D轉換器產生量化誤差的原因，一個8位的A/D轉換器，當輸入電壓為0～5V時，其最大的量化誤差是多少？答：量化誤差是由于有限位數字且對模擬量進行量化而引起的；%。7．目前應用較廣泛的A/D轉換器主要有哪幾種類型？它們各有什么特點？答：目前應用較廣泛的主要有以下幾種類型：逐次逼近型轉換器、雙積分型轉換器、∑D式A/D轉換器。逐次逼近型A/D轉換器在精度、速度和價格上都適中，是最常用的A/D轉換器件。雙積分型A/D轉換器具有精度高、抗干擾性好、價格低廉等優點，但轉換速度慢，近年來在單片機應用領域中也得到廣泛應用。∑D式A/D轉換器具有積分型與逐次逼近型ADC的雙重優點，它對工業現場的串模干擾具有較強的抑制能力，不亞于雙積分型ADC，它比雙積分型ADC有較高的轉換速度。與逐次逼近型ADC相比，有較高的信噪比，分辨率高，線性度好，不需要采樣保持電路。8．在DAC和ADC的主要技術指標中，“量化誤差”、“分辨率”和“精度”有何區別？答：對DAC來說，分辨率反映了輸出模擬電壓的最小變化量。而對于ADC來說，分辨率表示輸出數字量變化一個相鄰數碼所需輸入模擬電壓的變化量。量化誤差是由ADC的有限分辨率而引起的誤差，但量化誤差只適用于ADC，不適用于DAC。精度與分辨率基本一致，位數越多精度越高。嚴格講，精度與分辨率并不完全一致。只要位數相同，分辨率則相同。但相同位數的不同轉換器，精度會有所不同。9．在一個由AT89C51單片機與一片ADC0809組成的數據采集系統中，ADC0809的8個輸入通道的地址為7FF8H～7FFFH，試畫出有關接口的電路圖，并編寫每隔1分鐘輪流采集一次8個通道數據的程序，共采樣50次，其采樣值存入片外RAM中以2000H單元開始的存儲區中。答：接口電路可參見圖1117。參考程序如下：初始化采集一個通道的數據外部數據送到累加器累加器數據送到外部RAM判斷所有通道數據采集完？等待一分鐘？采集下一組數據MAIN: MOV R0,20HMOV R1,00HMOV R2,00HMOV R3,50MOV R7,08HLOOP: MOV DPTR,7FF8HLOOP1: MOVX @DPTR,A；采集一個數據的過程MOV R6,0AHDELAY: NOPNOP NOPDJNZ R6,DELAY；延時MOVX A,@DPTRINC DPTRMOV R2,DPLMOV DPH,R0MOV DPL,R1MOVX @DPTR,AINC DPTRMOV R0,DPHMOV R1,DPLMOV DPH,7FHMOV DPL,R2DJNZ R7,LOOP1；完成一次數據采集，等待下次數據采集LCALL DELAY1M 。延時1分鐘DJNZ R3,LOOP…………………第12章 單片機的串行擴展技術1．I2C總線的優點是什么？答：I2C總線的優點是各外圍器件的連接僅需2條I/O口線（SDA線和SCL線），極大地簡化了器件間的連接，進而提高了可靠性。I2C串行接口器件體積小，因而占用電路板的空間小，僅為并行接口器件的10%，明顯減少了電路板空間和成本。在標準I2C普通模式下，數據的傳輸速率為100kbit/s，高速模式下可達400kbit/s。除上述優點外，還有工作電壓寬、抗干擾能力強、功耗低、數據不易丟失等特點。2．I2C總線的起始信號和終止信號是如何定義的？答：（1）起始信號S的規定如下：在SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號，只有在起始信號以后，其他命令才有效。（2）終止信號P的規定如下：在SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號。隨著終止信號的出現，所有外部操作都結束。起始和終止信號都是由主器件發出的，在起始信號產生后，總線就處于被占用的狀態；在終止信號出現后，總線就處于空閑狀態。3．I2C總線的數據傳輸方向如何控制？答：在單片機應用系統的I2C串行總線擴展系統中，通常是主器件由單片機來擔當，其他外圍接口器件為從器件的單主器件情況。I2C串行總線上的數據傳輸方向由主器件控制。I2C總線的數據傳輸方向是由單片機發給各從器件的尋址字節中的數據方向位（R/W*）來決定的。尋址字節的格式如下所示：尋址字節DA3DA2DA1DA0A2A1A0器件地址引腳地址方向位最低位的數據方向位（R/W*）規定了總線上的單片機（主器件）與外圍器件（從器件）的數據傳送方向。R/W*=1，表示接收（讀）。R/W*=0，表示發送（寫）。4．單片機如何對I2C總線中的器件進行尋址？答：I2C總線所有擴展器件都有規范的器件地址。器件地址由7位組成，第8位數據的傳送方向位（R/W*）的作用已在上題介紹。這8位共同構成了I2C總線器件的尋址字節。尋址字節的格式如上圖所示。器件地址（DADADADA0）是I2C總線外圍器件固有的地址編碼，器件出廠時就已經給定。引腳地址（AAA0）是由I2C總線外圍器件所指定的地址端口，AAA0在電路中接高電平或接地，形成地址編碼。5．I2C總線在數據傳送時，應答是如何進行的？答：利用I2C總線進行數據傳送時，傳送的字節數（數據幀）沒有限制，但是每一個字節必須保證是8位長度。數據傳送時，先傳送最高位（MSB），每一個被傳送的字節后面都必須跟隨1位應答位（即一幀共有9位）。在接收器件收到一個完整的數據字節后，有可能需要完成一些其他工作（如從器件正在進行實時性的處理工作而無法接收總線上的數據），不需要立刻接收下一字節，這時接收器件可以將SCL線拉成低電平，從而使主器件處于等待狀態。直到接收器件準備好接收下一字節時，再釋放SCL線使之為高電平，從而使數據傳送可以繼續進行。如果主器件對從器件進行了應答，但在數據傳送一段時間后無法繼續接收更多的數據，從器件可以通過對無法接收的第1個數據字節的“非應答”通知主器件，主器件則應發出終止信號以結束數據的繼續傳送。當主器件接收數據時，它收到從器件發出的最后一個數據字節后，必須向主器件發出一個結束傳送的信號。這個信號是由對從器件的“非應答”來實現的。然后，從器件釋放SDA線，以允許主器件產生終止信號。第13章 AT89C51單片機應用系統的設計與調試1．下列 項說法是正確的。A．AT89C51單片機P0~P3口的驅動能力是相同的B．AT89C51單片機P0~P3口在口線輸出為高電平的驅動能力和輸出為低電平的驅動能力是相同的C．AT89C51單片機擴展的外圍芯片較多時，需加總線驅動器，P2口應加單向驅動器，P0口應加雙向驅動器D．AT89C51單片機最小系統可對溫度傳感器來的模擬信號進行溫度測量答：A．錯；B．錯；C．對；D．錯。2．為什么單片機應用系統的開發與調試離不開仿真開發系統?答：當一個單片機應用系統完成了用戶樣機的硬件和軟件設計開發后，在用戶樣機的程序存儲器中放入編寫好的應用程序，系統即可運行。但程序運行一次性成功幾乎是不可能的，多少會存在一些軟件、硬件上的錯誤，這就需要借助單片機的仿真開發工具進行調試，發現錯誤并加以改正。AT89C51單片機只是一個芯片，既沒有鍵盤，又沒有CRT、LED顯示器，也無法運行系統開發軟件（如編輯、匯編、調試程序等），因此，必須借助仿真開發工具（也稱為仿真開發系統）所提供的開發手段來進行。3．仿真開發系統由哪幾部分組成?答：常用通用機仿真開發系統由PC機外加在線仿真器的仿真開發系統組成，在線仿真器必須與PC的并行口、串行口或USB口相連，才能完成開發任務。還有另一種結構的仿真開發系統：獨立型仿真器。該類仿真器采用模塊化結構，配有不同外設，如外存板、打印機、鍵盤/顯示板等，用戶可根據需要選用。在沒有通用計算機支持的場合，利用鍵盤/顯示板也可在工業現場完成仿真調試工作。4．利用仿真開發系統對用戶樣機軟件調試，需經哪幾個步驟?各個步驟的作用是什么?答：用戶樣機的軟件調試，可分為以下4個步驟。（1）建立用戶源程序。用戶使用開發系統的鍵盤、CRT顯示器及開發系統的編輯軟件，按照匯編語言源程序要求的格式、語法規定，把源程序輸入到開發系統中，并保存在磁盤上。（2）在開發系統機上，利用匯編程序對第（1）步輸入的用戶源程序進行匯編，直至語法錯誤全部糾正為止。如無語法錯誤，則進入下一個步驟。（3）動態在線調試。這一步對用戶的源程序進行調試。上述的步驟（1）、步驟（2）是一個純粹的軟件運行過程，而在這一步，必須要有在線仿真器配合，才能對用戶源程序進行調試。用戶程序中分為與用戶樣機硬件無關的程序以及與其用戶樣機硬件緊密關聯的程序。對于與用戶樣機硬件無關的程序，如計算程序，雖然已經沒有語法錯誤，但可能存在邏輯錯誤，使計算結果不正確，此時必須借助于在線仿真器的動態在線調試手段，如單步運行、設置斷點等，發現邏輯錯誤，然后返回到步驟（1）修改，直至邏輯錯誤糾正為止。對于與用戶樣機硬件緊密相關的程序段（如接口驅動程序），一定要先把在線仿真器的仿真插頭插入用戶樣機的仿真插座中，進行在線仿真調試，仿真開發系統提供單步、設置斷點等調試手段，來對用戶樣機進行調試。有關部分程序段運行有可能不正常，可能是軟件邏輯上有問題，也可能是硬件有故障，必須先通過在線仿真調試程序提供的調試手段，把硬件故障排除以后，再與硬件配合，對用戶程序進行動態在線調試。對于軟件的邏輯錯誤，則返回到第（1）步進行修改，直至邏輯錯誤消除為止。在調試這類程序時，硬件調試與軟件調試是不能完全分開的。許多硬件錯誤是通過軟件的調試而發現和糾正的。（4）將調試完畢的用戶程序通過編程寫入器（也稱燒寫器），固化寫入到程序存儲器中。5．用軟件仿真開發工具能否對用戶樣機中硬件部分進行調試與實時在線仿真?答：盡管軟件仿真開發工具具有開發效率高，不需要附加的硬件開發裝置成本。但是軟件模擬器是使用軟件來模擬硬件，且不能完全準確地模擬用戶樣機硬件電路的實時性，因此不能進行用戶樣機硬件部分的診斷與實時在線仿真。