單片機(jī)原理及應(yīng)用作業(yè)答案

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1 作業(yè)答案 0 1 緒論 1 單片機(jī)是把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件即 微處理器 CPU 存儲(chǔ)器 ROM 和 RAM 總線 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 輸入 輸出接口 I O 口 及 中斷系 統(tǒng) 等部件集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī) 2 什么叫單片機(jī) 其主要特點(diǎn)有哪些 解 將微處理器 CPU 存儲(chǔ)器 存放程序或數(shù)據(jù)的 ROM 和 RAM 總線 定時(shí)器 計(jì)數(shù) 器 輸入 輸出接口 I O 口 中斷系統(tǒng)和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計(jì)機(jī) 稱為單片微型計(jì)算機(jī) 簡稱單片機(jī) 單片機(jī)的特點(diǎn) 可靠性高 便于擴(kuò)展 控制功能強(qiáng) 具有豐富的控制指令 低電壓 低功 耗 片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小 集成度高 體積小 性價(jià)比高 應(yīng)用廣泛 易于產(chǎn)品化等 第 1 章 MCS 51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理 15 MCS 51 系列單片機(jī)的引腳中有多少根 I O 線 它們與單片機(jī)對(duì)外的地址總線和數(shù)據(jù)總 線之間有什么關(guān)系 其地址總線和數(shù)據(jù)總線各有多少位 對(duì)外可尋址的地址空間有多大 解 MCS 51 系列單片機(jī)有 4 個(gè) I O 端口 每個(gè)端口都是 8 位雙向口 共占 32 根引腳 每 個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器 即專用寄存器 P0 P3 一個(gè)輸入驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器 通常 把 4 個(gè)端口稱為 P0 P3 在無片外擴(kuò)展的存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中 這 4 個(gè)端口的每一位都可以作 為雙向通用 I O 端口使用 在具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中 P2 口作為高 8 位地址線 P0 口分時(shí)作為低 8 位地址線和雙向數(shù)據(jù)總線 MCS 51 系列單片機(jī) 數(shù)據(jù)總線為 8 位 地址總線為 18 位 對(duì)外可尋址空間為 64KB 25 開機(jī)復(fù)位后 CPU 使用的是哪組工作寄存器 R0 Rn 它們的地址是什么 CPU 如何 確定和改變當(dāng)前工作寄存器組 R 0 Rn 解 開機(jī)復(fù)位后 CPU 使用的是第 組工作寄存器 它們的地址是 00H 07H CPU 通過對(duì)程 序狀態(tài)字 PSW 中 RS1 和 RS0 的設(shè)置來確定和改變當(dāng)前工作寄存器組 27 MCS 51 單片機(jī)的時(shí)鐘周期 機(jī)器周期 指令周期是如何定義的 當(dāng)主頻為 12MHz 的 時(shí)候 一個(gè)機(jī)器周期是多長時(shí)間 執(zhí)行一條最長的指令需要多長時(shí)間 解 時(shí)鐘周期又稱為振蕩周期 由單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路 OSC 產(chǎn)生 定義為 OSC 時(shí)鐘頻率 的倒數(shù) 時(shí)鐘周期又稱為節(jié)拍 用 P 表示 時(shí)鐘周期是時(shí)序中的最小單位 一個(gè)狀態(tài)有兩 個(gè)節(jié)拍 機(jī)器周期定義為實(shí)現(xiàn)特定功能所需的時(shí)間 MCS 51 的機(jī)器周期由 12 個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成 執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期 指令周期是時(shí)序中的最大單位 由于機(jī)器 執(zhí)行不同指令所需的時(shí)間不同 因此不同指令所包含的機(jī)器周期數(shù)也不盡相同 MCS 51 的指令可能包括 1 4 個(gè)不等的機(jī)器周期 當(dāng) MCS 51 的主頻為 12MHz 時(shí) 一個(gè)機(jī)器周期為 1 s 執(zhí)行一條指令需要的最長時(shí)間為 4 s 第 2 章 MCS 51 單片機(jī)指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計(jì) 4 假定累加器 A 中的內(nèi)容為 30H 執(zhí)行指令 1000H MOVC A A PC 后 把程序存 儲(chǔ)器 1031H 單元的內(nèi)容送入累加器 A 中 7 指出下列各指令在程序存儲(chǔ)器中所占的字節(jié)數(shù) 1 MOV DPTR 1234H 3 字節(jié) 2 MOVX A DPTR 1 字節(jié) 3 LJMP LOOP 3 字節(jié) 2 4 MOV R0 A 1 字節(jié) 5 AJMP LOOP 2 字節(jié) 6 MOV A 30H 2 字節(jié) 7 SJMP LOOP 2 字節(jié) 8 MOV B 30H 2 字節(jié) 15 設(shè)堆棧指針 SP 60H 片內(nèi) RAM 中的 30H 24H 31H 10H 執(zhí)行下列程 序段后 61H 62H 30H 31H DPTR 及 SP 中的內(nèi)容將有何變化 PUSH 30H PUSH 31H POP DPL POP DPH MOV 30H 00H MOV 31H 0FFH 解 結(jié)果為 61H 62H 單元為堆棧單元 其內(nèi)容已被彈出棧 30H 00H 31H 0FFH DPTR 2410H SP 60H 17 完成以下的數(shù)據(jù)傳送過程 1 R1 的內(nèi)容傳送到 R0 2 片外 RAM 20H 單元的內(nèi)容送 R0 3 片外 RAM 20H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元 4 片外 RAM 1000H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元 5 ROM 2000H 單元的內(nèi)容送 R0 6 ROM 2000H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元 7 ROM 2000H 單元的內(nèi)容送片外 RAM 20H 單元 解 1 R1 的內(nèi)容傳送到 R0 MOV A R1 MOV R0 A 2 片外 RAM 20H 單元內(nèi)容送 R0 MOV R1 20H MOVX A R1 MOV R0 A 3 片外 RAM 20H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元 MOV R0 20H MOVX A R0 MOV 20H A 4 片外 RAM 1000H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元 MOV DPTR 1000H MOVX A DPTR MOV 20H A 5 ROM 2000H 單元的內(nèi)容送 R0 單元 CLR A MOV DPTR 2000H MOVC A A DPTR MOV R0 A 6 ROM 2000H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元 CLR A MOV DPTR 2000H MOVC A A DPTR MOV 20H A 7 ROM 2000H 單元的內(nèi)容送片外 RAM 20H 單元 CLR A MOV DPTR 2000H MOVC A A DPTR 3 MOV R0 20H MOVX R0 A 19 編程將片內(nèi) RAM 的 40H 60H 單元中內(nèi)容送到片外 RAM 以 3000H 開始的單元中 并將原片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)塊區(qū)域全部清 0 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV SP 60H MOV R7 21H MOV R1 40H MOV DPTR 3000H LOOP MOV A R1 MOVX DPTR A MOV R1 00H INC R1 INC DPTR DJNZ R7 LOOP SJMP END 23 設(shè)有 100 個(gè)有符號(hào)數(shù) 連續(xù)存放在片外 RAM 以 2000H 為首地址的存儲(chǔ)區(qū)中 試編程 統(tǒng)計(jì)其中正數(shù) 負(fù)數(shù) 零的個(gè)數(shù) 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV R2 100 MOV R3 00H MOV R4 00H MOV R5 00H MOV DPTR 2000H LOOP MOVX A DPTR CJNE A 00H NET1 INC R3 SJMP NET3 NET1 JB ACC 7 NET2 INC R4 SJMP NET3 NET2 INC R5 NET3 INC DPTR DJNZ R2 LOOP SJMP END 24 試編一查找程序 從外部 RAM 首地址為 2000H 長度為 9FH 的數(shù)據(jù)塊中找出第一個(gè) ASCII 碼 A 將其地址送到 20A0H 和 20A1H 單元中 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV SP 60H MOV DPTR 2000H MOV R7 9FH LP0 MOVX A DPTR CJNE A 41H LP1 MOV R2 DPL MOV R3 DPH MOV DPTR 20A0H 4 MOV A R2 MOVX DPTR A INC DPTR MOV A R3 MOVX DPTR A SJMP LP2 LP1 INC DPTR DJNZ R7 LP0 LP2 RET END 27 編 程 實(shí) 現(xiàn) 將 片 外 RAM 中 2400H 2450H 單 元 中 的 數(shù) 傳 送 到 2500H 2550H 單 元 中 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV R7 51H MOV DPTR 2400H LOOP MOVX A DPTR MOV DPH 25H MOVX DPTR A MOV DPH 24H INC DPTR DJNZ R7 LOOP SJMP END 另一種方法 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV 30H 24H MOV 31H 00H MOV 32H 25H MOV 33H 00H MOV R2 51H LOOP MOV DPH 30H MOV DPL 31H MOVX A DPTR MOV DPH 32H MOV DPL 33H MOVX DPTR A INC 31H INC 33H DJNZ R2 LOOP SJMP END 第三章作業(yè)答案 6 設(shè) TMOD 0A5H 則定時(shí)器 T0 的狀態(tài)是 方式 1 計(jì)數(shù) 定時(shí)器 T1 的狀態(tài)是 方式 2 定時(shí) 27 請(qǐng)寫出 為低電平觸發(fā)的中斷系統(tǒng)初始化程序 1INT 解 為低電平觸發(fā)的中斷系統(tǒng)初始化程序如下 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INTN1 ORG 0100H MAIN MOV SP 60H SETB EA SETB EX1 開 中斷1INT CLR PX1 令 為低優(yōu)先級(jí) CLR IT1 令 為電平觸發(fā) SJMP END 28 說明 MCS 51 單片機(jī)響應(yīng)中斷后 中斷服務(wù)的入口地址 解 中斷服務(wù)程序的入口地址如下表 中斷源 中斷矢量 外部中斷 0 INT0003H 定時(shí)器 T0 中斷 000BH 5 外部中斷 1 INT0013H 定時(shí)器 T1 中斷 001BH 串行口中斷 0023H 36 使用一個(gè)定時(shí)器 如何通過軟硬結(jié)合方法實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間的定時(shí) 解 設(shè)定好定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間 采用中斷方式用軟件設(shè)置計(jì)數(shù)次數(shù) 進(jìn)行溢出次數(shù)累計(jì) 從而得到較長的時(shí)間 37 利用定時(shí)器輸出周期為 2 ms 的方波 設(shè)單片機(jī)晶振頻率為 6 MHz 試編程實(shí)現(xiàn)之 解 選用定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 T0 作定時(shí)器 工作在方式 1 輸出為 P1 0 引腳 2 ms 的方波 可由 1 ms 的高低電平相間隔而成 因而只要每隔 1 ms 對(duì) P1 0 取反一次即可得到這個(gè)方 波 初值的計(jì)算如下 ST0 12 6 10 6 2 10 6 S TC M T T0 216 1 10 3 2 10 6 65536 500 65036 FE0CH 當(dāng)定時(shí)器 計(jì)數(shù)器采用方式0時(shí) 初值為 TC M T T0 213 1 10 3 2 10 6 8192 500 7692 1E0CH 則真正的16位計(jì)數(shù)初值為 F00CH 高8位 低5位 程序如下 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP T0INT T0 中斷入口 ORG 0030H START MOV SP 60H 初始化程序 MOV TL0 0CH T0 賦初值 MOV TH0 0FEH MOV TMOD 01H 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 0 工作于方式 1 SETB TR0 啟動(dòng) T0 SETB ET0 開 T0 中斷 SETB EA 開總允許中斷 SJMP T0INT PUSH ACC PUSH PSW CPL P1 0 MOV TL0 0CH MOV TH0 0FEH SETB TR0 啟動(dòng) T0 POP PSW POP ACC RETI END 當(dāng)采用查詢方式時(shí) 蘭色字部分應(yīng)該為 LP1 JBC TF0 LP2 SJMP LP1 LP2 CPL P1 0 MOV TL0 0CH MOV TH0 0FEH SETB TR0 SJMP LP1 END 6 48 某 異 步 通 信 接 口 按 方 式 3 傳 送 已 知 其 每 分 鐘 傳 送 3600 個(gè) 字 符 計(jì) 算 其 傳 送 波 特 率 解 11 位 3600 字符 分鐘 39600b 分鐘 660b s 方式 3 為每個(gè)字符 11 位 49 利用 8051 串行口控制 8 位發(fā)光二極管工作 要求發(fā)光二極管每 1s 交替地亮 滅 畫 出電路圖并編寫程序 解 主程序框圖如下 開始 串口初始化 F F H 送 S B U F 設(shè)置 標(biāo)志 調(diào)延時(shí) 子 程序 標(biāo)志位取反 標(biāo)志為零 0 0 H 送 S B U FF F H 送 S B U F Y N 程序如下 ORG 0040H MOV SCON 00H MOV SBUF 0FFH SETB C MOV 00H C AA ACALL DELAY CPL 00H MOV C 00H JC BB MOV SBUF 00H SJMP CC BB MOV SBUF 0FFH CC AJMP AA DELAY MOV R7 8 D1 MOV R6 250 D2 MOV R5 250 D3 DJNZ R5 D3 DJNZ R6 D2 DJNZ R7 D1 RET END 第四章作業(yè)答案 16 MCS 51 單片機(jī)系統(tǒng)中 片外程序存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共用 16 位地址線和 8 位 數(shù)據(jù)線 為何不會(huì)產(chǎn)生沖突 解 程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器雖然共用 16 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線 但由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀 7 和寫由 和 信號(hào)控制 而程序存儲(chǔ)器由讀選通信號(hào) 控制 這些信號(hào)在邏輯上RDWPSEN 時(shí)序上不會(huì)產(chǎn)生沖突 因此 兩者雖然共處于同一地址空間 但由于控制信號(hào)不同 所以 不會(huì)發(fā)生總線沖突 18 某單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 需擴(kuò)展 2 片 8KB 的 EPROM 和 2 片 8KB 的 RAM 采用地址譯碼 法 畫出硬件連接圖 并指出各芯片的地址范圍 解 硬件連接電路圖如圖 4 18 所示 各芯片的地址范圍為 2764 1 0000H 1FFFH 2764 2 2000H 3FFFH 6264 1 4000H 5FFFH 6264 2 6000H 7FFFH 圖 4 18 4 18 題硬件連接電路圖 21 8255A 的端口地址為 7F00H 7F03H 試編程對(duì) 8255A 初始化 使 A 口按方式 0 輸入 B 口按方式 1 輸出 解 程序如下 MOV DPTR 7F03H MOV A 10010100B MOV DPTR A 25 使用 8255A 或者 8155 的 B 端口驅(qū)動(dòng)紅色和綠色發(fā)光二極管各 4 只 且紅 綠發(fā)光二 極管輪流發(fā)光各 1s 不斷循環(huán) 試畫出包括地址譯碼器 8255A 或 8155 與發(fā)光管部分的 接口電路圖 并編寫控制程序 解 電路連接圖如圖 4 25 所示 圖 4 25 4 25 題硬件連接電路圖 8 其中 PB0 PB3 接紅色發(fā)光二極管 PB4 PB7 接綠色發(fā)光二極管 設(shè) MCS 51 單 片機(jī)主頻為 12MHz 程序如下 ORG 0000H LJMP START ORG 0030H START MOV SP 60H MOV DPTR 7FFFH 數(shù)據(jù)指針指向 8255A 控制口 MOV A 80H MOVX DPTR A 工作方式字送 8255A 控制口 MOV DPTR 7FFDH 數(shù)據(jù)指針指向 8255A 的 B 口 MOV A 0FH 置紅色發(fā)光二極管亮 LP1 MOVX DPTR A 置紅色發(fā)光二極管亮 LCALL DELAY 調(diào)用 1S 延時(shí)子程序 CPL A 置發(fā)光二極管亮反色 LJMP LP1 循環(huán)執(zhí)行 DELAY MOV R7 8 1S 延時(shí)子程序 D1 MOV R6 250 D2 MOV R5 250 D3 DJNZ R5 D3 DJNZ R6 D2 DJNZ R7 D1 RET END 采用定時(shí)器 T0 方式 1 中斷實(shí)現(xiàn) 1S 定時(shí) 1S 50mS 20 次 T0 方式 1 實(shí)現(xiàn) 50mS 定時(shí) 初值 2 16 50mS 1 S 15536 3CB0H 1S 20mS 50 次 初值 2 16 20mS 1 S 45536 B1E0H ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP TT0 ORG 1000 H START MOV SP 60H MOV DPTR 7FFFH 數(shù)據(jù)指針指向 8255A 控制口 MOV A 80H MOVX DPTR A 工作方式字送 8255A 控制口 MOV DPTR 7FFDH 數(shù)據(jù)指針指向 8255A 的 B 口 MOV A 0FH 置紅色發(fā)光二極管亮 MOV R2 A MOVX DPTR A 置紅色發(fā)光二極管亮 MOV 30H 00H 次數(shù)計(jì)數(shù)單元初值 MOV TL0 0B0H T0 賦初值 MOV TH0 3CH MOV TMOD 01H 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 0 工作于方式 1 SETB TR0 啟動(dòng) T0 SETB ET0 開 T0 中斷 SETB EA 開總允許中斷 LP1 SJMP LP1 等待定時(shí)器中斷 TT0 PUSH ACC PUSH PSW INC 30H MOV A 30H CJNE A 20 LP2 MOV A R2 CPL A MOV R2 A MOVX DPTR A MOV 30H 00H LP2 MOV TL0 0B0H T0 賦初值 9 MOV TH0 3CH POP PSW POP ACC SETB TR0 RETI END 26 簡述 RS 232C RS 422A 及 RS 485 串行通信接口的特點(diǎn) 畫出在雙機(jī)通信情況下 3 個(gè)串行通信接口的接口電路 解 RS 232C 采取不平衡傳輸方式 是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 即只用一對(duì)收 發(fā)設(shè)備 通信而設(shè)計(jì)的 采用負(fù)邏輯 其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3k 7k 由于 RS 232C 發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2 3V 所以其共模抑制能力差 再加上雙絞線上的分布電容 因此 RS 232C 適用于傳 送距離不大于 15m 速 度 不 高 于 20kb s 的 本 地 設(shè) 備 之 間 通 信 的 場 合 RS 422 由 RS 232 發(fā)展而來 RS 422 定義了一種平衡通信接口 將傳輸速率提高到 10Mb s 傳輸距離延長到 1220m 速率低于 100kb s 時(shí) 并允許在一條平衡總線上最多連 接 10 個(gè)接收器 RS 422 是一種單機(jī)發(fā)送 多機(jī)接收的單向 平衡的通信總線標(biāo)準(zhǔn) RS 485 是在 RS 422 的基礎(chǔ)上制定的標(biāo)準(zhǔn) 增加了多點(diǎn) 雙向通信能力 通常在要求 通信距離為幾十米至上千米時(shí) 廣泛采用 RS 485 總線標(biāo)準(zhǔn) 它采用平衡發(fā)送和差分接收 即在發(fā)送端 驅(qū)動(dòng)器將 TTL 電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出 在接收端 接收器將差分信號(hào) 變成 TTL 電平 具有較高的靈敏度 能檢測低至 200mV 的電壓 具有抑制共模干擾的能 力 數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)千米以上 RS 232 的雙機(jī)通信接口電路如圖 4 26 1 所示 圖 4 26 1 4 26 題硬件連接電路圖 RS 422 和 RS 485 的雙機(jī)通信接口電路如圖 4 26 2 所示 圖 4 26 2 4 26 題硬件連接電路圖 31 何謂 看門狗 它如何實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)程序的監(jiān)控 解 看門狗 WDT 也稱為程序監(jiān)視定時(shí)器 WDT 的作用是通過不斷監(jiān)視程序每周 期的運(yùn)行事件是否超過正常狀態(tài)下所需要的時(shí)間 從而判斷程序是否進(jìn)入了 死循環(huán) 并 對(duì)進(jìn)入 死循環(huán) 的程序作出系統(tǒng)復(fù)位處理 在程序中設(shè)置適當(dāng)?shù)闹噶?清 WDT 就可監(jiān)視微處理器的工作 例如在主程序開始時(shí) 將 WDT 置位 如果主程序執(zhí)行過程中產(chǎn)生死循環(huán) 就無法清 WDT 超過 WDT 的定時(shí)時(shí) 間時(shí) WDT 就會(huì)對(duì)微處理器發(fā)出復(fù)位信號(hào) 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)程序的監(jiān)控 10 32 說明 I2C 總線的特點(diǎn)以及在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)該總線的方法 解 I2C 總線是由串行數(shù)據(jù)線 SDA 和串行時(shí)鐘線 SCL 構(gòu)成的 可發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 它允許 若干兼容器件共享總線 所有掛接在 I2C 總線上的器件和接口電路都應(yīng)具有 I2C 總線接口 且所有的 SDA SCL 同名端相連 總線上所有器件要依靠 SDA 發(fā)送的地址信號(hào)尋址 不需 要片選線 I2C 總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡單性和有效性 占用的空間小 降低了互連成本 總線 的長度可高達(dá) 7 6m 并且能夠以 10kbps 的最大傳輸速率支持 40 個(gè)組件 支持多主控器件 其中 任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主器件 主控能夠控制信號(hào)的傳輸和時(shí) 鐘頻率 當(dāng)然 在某時(shí)刻只能有一個(gè)主控器件 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中 廣泛使用 I2C 器件 如果單片機(jī)自帶 I2C 總線接口 則所有 I2C 器件對(duì)應(yīng)連接到該總線上即可 若無 I2C 總線接口 則可以使用 I O 口模擬 I2C 總線 使用單片機(jī) I O 口模擬 I2C 總線時(shí) 硬件連接非常簡單 只需兩條 I O 口線即可 在軟件中分別定義成 SCL 和 SDA MCS 51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn) I2C 總線接口電路如圖 4 32 所示 電路中單片機(jī)的 P1 0 引腳作為串行時(shí)鐘線 SCL P1 1 引腳作為串行數(shù)據(jù)線 SDA 通過程序模擬 I2C 串行總線的通信方式 I 2C 總線適用于通信速度要求 不高而體積要求較高的應(yīng)用系統(tǒng) 第五章作業(yè)答案 6 當(dāng) DAC 0832 D A 轉(zhuǎn)換器的 CS接 8031 的 P2 0 時(shí) 程序中 0832 的地址指針 DPDR 寄存 器應(yīng)置為 D A 0832H B FE00H C FEF8H D 以上三種都可以 10 簡述 D A 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo) 解 D A 轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)有 1 分辨率 單位數(shù)字量所對(duì)應(yīng)模擬量增量 即相鄰兩個(gè)二進(jìn)制碼對(duì)應(yīng)的輸出電壓之 差稱為 D A 轉(zhuǎn)換器的分辨率 它確定了 D A 產(chǎn)生的最小模擬量變化 也可用最低位 LSB 表示 2 精度 精度是指 D A 轉(zhuǎn)換器的實(shí)際輸出與理論值之間的誤差 它是以滿量程 VFS 的百分?jǐn)?shù)或最低有效位 LSB 的分?jǐn)?shù)形式表示 3 線性誤差 D A 轉(zhuǎn)換器的實(shí)際轉(zhuǎn)換特性 各數(shù)字輸入值所對(duì)應(yīng)的各模擬輸出值之 間的連線 與理想的轉(zhuǎn)換特性 始 終點(diǎn)連線 之間是有偏差的 這個(gè)偏差就是 D A 的線 性誤差 即兩個(gè)相鄰的數(shù)字碼所對(duì)應(yīng)的模擬輸出值 之差 與一個(gè) LSB 所對(duì)應(yīng)的模擬值之 差 常以 LSB 的分?jǐn)?shù)形式表示 4 轉(zhuǎn)換時(shí)間 TS 建立時(shí)間 從 D A 轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)字量發(fā)生變化開始 到其輸出 模擬量達(dá)到相應(yīng)的穩(wěn)定值所需要的時(shí)間稱為轉(zhuǎn)換時(shí)間 22 具有 8 位分辨率的 A D 轉(zhuǎn)換器 當(dāng)輸入 0 5V 電壓時(shí) 其最大量化誤差是多少 解 對(duì)于8位A D轉(zhuǎn)換器 實(shí)際滿量程電壓為5V 則其量化單位1LSB 5V 256 0 0196V 考慮 到A D轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)進(jìn)行四舍五入處理 所以最大量化誤差為 1 2 LSB 即0 0098V 23 在 一 個(gè) 80C51 單 片 機(jī) 與 一 片 DAC0832 組 成 的 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 中 DAC0832 的 地 址 為 7FFFH 輸出電壓為 0 5V 試畫出有關(guān)邏輯電路圖 并編寫產(chǎn)生矩形波 其波形占空比 為 1 4 高電平為 2 5V 低電平為 1 25V 的轉(zhuǎn)換程序 解 圖 4 32 4 32 題硬件連接電路圖 11 硬件電路連接圖如圖 5 23 所示 圖 5 23 5 23 題邏輯電路圖 DAC0832 的 口 地 址 為 7FFFH 波形占空比為 1 4 高電平波形 低電平波形為 1 3 當(dāng) VO 2 5V 時(shí) D 80H V O 1 25V 時(shí) D 40H 程序如下 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV SP 60H MOV DPTR 7FFFH NEXT MOV A 80H MOVX DPTR A ACALL DELAY MOV R4 03H MOV A 40H MOVX DPTR A LOOP ACALL DELAY DJNZ R4 LOOP AJMP NEXT DELAY RET END 24 在 一 個(gè) 80C51 與 一 片 ADC0809 組 成 的 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) 中 ADC0809 的 地 址 為 7FF8H 7FFFH 試畫出邏輯電路圖 并編寫程序 每隔 1 分鐘輪流采集一次 8 個(gè)通道數(shù) 據(jù) 8 個(gè)通道總共采集 100 次 其采樣值存入以片外 RAM 3000H 開始的存儲(chǔ)單元中 解 硬件電路連接圖如圖 5 24 所示 圖 5 24 5 24 題邏輯電路圖 12 設(shè) 80C51 的時(shí)鐘頻率為 12MHz 程序如下 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 001BH LJMP T1 1 ORG 0030H MAIN MOV SP 60H 設(shè)堆棧指針 MOV R7 100 置采集次數(shù) MOV R1 30H 片外 RAM 地址高位 MOV R0 00H 片外 RAM 地址低位 MOV R2 20 置入初值 20 計(jì) 1 s MOV R3 60 置入初值 60 計(jì) 1 min MOV TOMD 10H 定時(shí)器 T1 工作于模式 1 MOV TH1 3CH 計(jì)數(shù)器定時(shí) 50ms 的初值 MOV TL1 0B0H SETB EA 開中斷 SETB ET1 定時(shí)器 T1 允許中斷 SETB TR1 啟動(dòng)定時(shí)器 T1 LOOP SJMP LOOP 等待中斷 DJNZ R7 LOOP 是否到 100 次 SJMP ORG 0100H T1 1 MOV TH1 3CH 中斷服務(wù)程序 重新賦計(jì)數(shù)器初值 MOV TL1 0B0H DJNZ R2 RETI 0 1 s 未到 返回 MOV R2 20 重新置 1s 計(jì)數(shù)器初值 DJNZ R3 RETI 0 1 min 未到 返回 MOV R3 60 重新置 1min 計(jì)數(shù)器初值 MOV R6 8 8 個(gè)通道計(jì)數(shù)器初值 MOV DPTR 7FF8H IN0 地址 LOOP1 MOVX DPTR A 啟動(dòng) A D 轉(zhuǎn)換 JB P1 0 判轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 MOVX A DPTR 讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 PUSH DPH 將通道地址壓入堆棧 PUSH DPL MOV DPH R1 將片外 RAM 地址送 DPTR MOV DPL R0 MOVX DPTR A 將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入片外 RAM INC DPTR 片外 RAM 地址加 1 MOV R1 DPH 保存片外 RAM 地址 MOV R0 DPL POP DPL 恢復(fù)通道地址 POP DPH 通道地址加 1 INC DPTR DJNZ R6 LOOP1 8 個(gè)通道是否采集結(jié)束 RETI 0 RETI 中斷返回 END 習(xí)題 1 2 CPU 由 運(yùn)算器 和 控制器 組成 13 12 采用 8031 單片機(jī)必須擴(kuò)展 B A 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 B 程序存儲(chǔ)器 C I O 接口 D 顯示接口 16 8051 單片機(jī)的控制總線信號(hào)有哪些 各有何作用 解 控制線一共有 6 條 1 ALE 地址鎖存允許 編程線 配合 P0 口引腳的第二功能使用 在訪問片外存PROG 儲(chǔ)器時(shí) 8051CPU 在 P0 7 P0 0 引腳上輸出片外存儲(chǔ)器低 位地址的同時(shí)在 ALE 上輸出一個(gè)高電位脈沖 用于把這個(gè)片外存儲(chǔ)器低 位地址鎖存到外部專用地址鎖 存器 以便空出 P0 7 P0 0 引腳線去傳送隨后而來的片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù) 在不訪問片外 存儲(chǔ)器時(shí) 8051 自動(dòng)在 ALE 上輸出頻率為 fosc 6 的脈沖序列 該脈沖序列可用作外P 部時(shí)鐘源或作為定時(shí)脈沖源使用 2 Vpp 允許訪問片外存儲(chǔ)器 編程電源線 可以控制 8051 使用片內(nèi) ROM 還是使EA 用片外 若 則允許使用片內(nèi) ROM 若 則允許使用片外 ROM EA 3 片外 ROM 選通線 在執(zhí)行訪問片外 ROM 的指令 MOVC 時(shí) 8051 自動(dòng)在PSN 上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖 用于為片外 ROM 芯片的選通 其他情況下 線均為高電平PSEN 封鎖狀態(tài) 4 RST V PD 復(fù)位 備用電源線 可以使 8051 處于復(fù)位工作狀態(tài) 習(xí)題 2 2 在 MCS 51 中 PC 和 DPTR 都用于提供地址 但 PC 是為訪問 程序 存儲(chǔ)器提供地 址 而 DPTR 是為訪問 數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器提供地址 5 8051 執(zhí)行完 MOV A 08H 后 PSW 的 D 位被置位 A C B F0 C OV D P 11 片內(nèi) RAM 20H 2FH 單元中的 128 個(gè)位地址與直接地址 00H 7FH 形式完全相同 如 何在指令中區(qū)分出位尋址操作和直接尋址操作 解 位尋址是直接尋址方式的一種 雖然內(nèi)部 RAM 位尋址區(qū)的位地址范圍 00H 7FH 與 低 128 個(gè)單元的單元地址范圍 00H 7FH 形式完全相同 但是在應(yīng)用中可以通過以下的方 法區(qū)分 1 通過指令操作碼 指令的類型 區(qū)分 位操作只有 17 條指令 位尋址的操作只適用于下列位指令 而直接尋址操作對(duì)這 些指令是無效的 MOV C bit CPL bit C JB bit rel MOV bit C ORL C bit bit JNB bit rel CLR bit C ANL C bit bit JC rel SETB bit C JBC bit rel JNC rel 位操作只有 MOV CLR SETB CPL ORL ANL JB JNB JBC JC JNC 幾種操作碼 其中 JB JNB JBC JC JNC 是位尋址特有的 2 當(dāng)指令操作碼一樣時(shí) 可通過操作數(shù)的表現(xiàn)形式來區(qū)分 直接位地址的表示方法有 1 直接使用位地址形式 如 MOV 00H C 2 字節(jié)地址加位序號(hào)的形式 如 MOV 20H 0 C 3 位的符號(hào)地址 位名稱 的形式 如 ANL C P 4 字節(jié)符號(hào)地址 字節(jié)名稱 加位序號(hào)的形式 如 CPL PSW 6 3 可通過指令中的累加器區(qū)分 位操作中的累加器為 C 單元操作中的累加器為 A 13 在 MOVC A A DPTR 和 MOVC A A PC 中 分別使用了 DPTR 和 PC 作基址 請(qǐng)問這兩個(gè)基址代表什么地址 使用中有何不同 解 使用 A DPTR 基址變址尋址時(shí) DPTR 為常數(shù)且是表格的首地址 A 為從表格首址 到被訪問字節(jié)地址的偏移量 14 使用 A PC 基址變址尋址時(shí) PC 仍是下條指令首地址 而 A 則是從下條指令首地址到常 數(shù)表格中的被訪問字節(jié)的偏移量 15 設(shè)堆棧指針 SP 60H 片內(nèi) RAM 中的 30H 24H 31H 10H 執(zhí)行下列程 序段后 61H 62H 30H 31H DPTR 及 SP 中的內(nèi)容將有何變化 PUSH 30H PUSH 31H POP DPL POP DPH MOV 30H 00H MOV 31H 0FFH 解 結(jié)果為 61H 62H 單元為堆棧單元 其內(nèi)容已被彈出棧 30H 00H 31H 0FFH DPTR 2410H SP 60H 19 編程將片內(nèi) RAM 的 40H 60H 單元中內(nèi)容送到片外 RAM 以 3000H 開始的單元中 并將原片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)塊區(qū)域全部清 0 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV SP 60H MOV R7 21H MOV R0 40H MOV DPTR 3000H LOOP MOV A R0 MOVX DPTR A MOV R0 00H INC R0 INC DPTR DJNZ R7 LOOP SJMP END 20 編程計(jì)算片內(nèi) RAM 區(qū) 30H 37H 的 8 個(gè)單元中數(shù)的算術(shù)平均值 結(jié)果存放在 3AH 單 元中 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN MOV R0 30H MOV R1 00H MOV R2 00H MOV R3 08H LP2 MOV A R0 ADD A R2 MOV R2 A JNC LP1 INC R1 LP1 INC R0 DJNZ R3 LP2 MOV R3 03H CLR C LP3 MOV A R1 RRC A MOV R1 A MOV A R2 15 RRC A MOV R2 A DJNZ R3 LP3 MOV 3AH R2 SJMP END 22 設(shè)有兩個(gè)長度均為 15 的數(shù)組 分別存放在片外 RAM 以 2000H 和 2100H 開始的存儲(chǔ) 區(qū)中 試編程求其對(duì)應(yīng)項(xiàng)之和 結(jié)果存放在以 2200H 為首地址的存儲(chǔ)區(qū)中 解 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030h MAIN MOV DPTR 2000H MOV A OFFH MOVX DPTR A MOV DPTR 2100H MOV A 34H MOVX DPTR A MOV DPTR 2008H MOV A 33H MOVX DPTR A MOV DPTR 2108H MOV A 44H MOVX DPTR A MOV DPTR 200EH MOV A 0EEH MOVX DPTR A MOV DPTR 210EH MOV A 32H MOVX DPTR A MOV DPTR 2000H MOV R1 30H MOV R2 15 LOOP MOVX A DPTR MOV R1 A INC DPTR INC R1 DJNZ R2 LOOP MOV R1 30H MOV DPTR 2100H MOV R2 15 MOV R0 40H LOOP1 MOVX A DPTR CLR C ADDC A R1 MOV R0 A INC DPTR INC R1 INC R0 DJNZ R2 LOOP1 MOV DPTR 2200H MOV R2 15 MOV R0 40H LOOP2 MOV A R0 MOVX DPTR A INC R0 INC DPTR DJNZ R2 LOOP2 SJMP END 習(xí)題 3 8 在數(shù)據(jù)通信中 有數(shù)據(jù)傳送方式有 單工 半雙工 全雙工 多工 四種方式 9 設(shè)置串行口為 10 位 UART 則其工作方式應(yīng)選用為 工作方式 1 19 控制串行接口工作方式的寄存器是 C A TCON B PCON C SCON D TMOD 24 簡述 MCS 51 單片機(jī)的中斷響應(yīng)過程 解 單片機(jī)一旦響應(yīng)中斷請(qǐng)求 就由硬件完成以下功能 1 根據(jù)響應(yīng)的中斷源的中斷優(yōu)先級(jí) 使相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器置 1 2 執(zhí)行硬件中斷服務(wù)子程序調(diào)用 并把當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器 PC 的內(nèi)容壓入堆棧 保護(hù) 斷點(diǎn) 尋找中斷源 3 清除相應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 串行口中斷請(qǐng)求標(biāo)志 RI 和 TI 除外 4 把被響應(yīng)的中斷源所對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址 中斷矢量 送入 PC 從 而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序 5 中斷返回 程序返回?cái)帱c(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行 31 MCS 51 的中斷服務(wù)程序能否存放在 64KB 程序存儲(chǔ)器的任意區(qū)域 如何實(shí)現(xiàn) 解 16 可以 在相應(yīng)的中斷源的中斷程序入口地址處 用一條長跳轉(zhuǎn)指令 LJMP Add16 轉(zhuǎn)到相應(yīng) 64K 程序存儲(chǔ)器的任意地址 Add16 處 執(zhí)行相應(yīng)的中斷程序 習(xí)題 4 9 擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)要加鎖存器 74LS373 其作用是 A A 鎖存尋址單元的低八位地址 B 鎖存尋址單元的數(shù)據(jù) C 鎖存尋址單元的高八位地址 D 鎖存相關(guān)的控制和選擇信號(hào) 16 MCS 51 單片機(jī)系統(tǒng)中 片外程序存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共用 16 位地址線和 8 位 數(shù)據(jù)線 為何不會(huì)產(chǎn)生沖突 解 程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器雖然共用 16 位地址線和 8 位數(shù)據(jù)線 但由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀 和寫由 和 信號(hào)控制 而程序存儲(chǔ)器由讀選通信號(hào) 控制 這些信號(hào)在邏輯上RDWPSEN 時(shí)序上不會(huì)產(chǎn)生沖突 并且 訪問二者的指令也不同 因此 兩者雖然共處于同一地址空 間 但由于控制信號(hào)和訪問指令不同 所以不會(huì)發(fā)生總線沖突 17 某一單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 需擴(kuò)展 4KB 的 EPROM 和 2KB 的 RAM 還需外擴(kuò)一片 8255 并行接口芯片 采用線選法 畫出硬件連接圖 并指出各芯片的地址范圍 解 硬件連接圖如下圖所示 圖 4 17 題硬件連接電路圖 注 8255 的復(fù)位線 RESET 應(yīng)與 MCS 51 的 RESET 線連上 復(fù)位 晶振電路應(yīng)畫上 各芯片的地址范圍為 2732 E000H EFFFH 6116 D800H DFFFH 8255 BFFCH BFFFH 20 8 255A 有 幾 種 工 作 方 式 如 何 選 擇 工 作 方 式 A 口 和 B 口 的 工 作 方 式 是 否 完 全 相 同 解 8255A 有 3 種工作方式 方式 0 方式 1 和方式 2 方式 0 基本輸入 輸出方式 這種方式不需要任何選通信號(hào) 適合于無條件傳輸 數(shù)據(jù)的設(shè)備 數(shù)據(jù)輸出有鎖存功能 數(shù)據(jù)輸入有緩沖 無鎖存 功能 方式 1 選通輸入 輸出方式 這種工作方式下 A 組包括 A 口和 C 口的高四位 PC7 PC4 A 口可由程序設(shè)定為輸入口或輸出口 C 口的高四位則用來作為輸入 輸出 操作的控制和同步信號(hào) B 組包括 B 口和 C 口的低四位 PC3 PC0 功能和 A 組相同 方式 2 雙向 I O 口方式 僅 A 口有這種工作方式 B 口無此工作方式 此方式 下 A 口為 8 位雙向 I O 口 C 口的 PC7 PC3 用來作為輸入輸出的控制和同步信號(hào) 此 時(shí) B 口可以工作在方式 0 或方式 1 21 8255A 的端口地址為 7F00H 7F03H 試編程對(duì) 8255A 初始化 使 A 口按方式 0 輸入 B 口按方式 1 輸出 17 解 程序如下 ORG 0000H LJMP START ORG 0030H START MOV SP 60H MOV DPTR 7F03H MOV A 10010100B MOVX DPTR A SJMP END 習(xí)題 5 18 A D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 的編程要點(diǎn)是什么 解 在軟件編寫時(shí) 應(yīng)根據(jù)硬件連接電路計(jì)算被選擇的模擬通道的地址 執(zhí)行一條輸出指 令 啟動(dòng) A D 轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換結(jié)束后 執(zhí)行一條輸入指令 讀取 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 可以采用延時(shí) 查詢和中斷的方法判別 A D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 19 在什么情況下要使用 D A 轉(zhuǎn)換器的雙緩沖方式 試以 DAC0832 為例畫出雙緩沖方式 的接口電路 解 1 應(yīng)設(shè)置 D A 轉(zhuǎn)換器的雙緩沖方式的情況 有些 D A 轉(zhuǎn)換器 如 DAC0832 的內(nèi)部具有兩極緩沖結(jié)構(gòu) 即芯片內(nèi)有一個(gè) 8 位輸 入寄存器和一個(gè) 8 位 DAC 寄存器 這樣的雙緩沖結(jié)構(gòu) 可以使 DAC 轉(zhuǎn)換輸出前一個(gè)數(shù)據(jù)的同時(shí) 將下一個(gè)數(shù)據(jù)傳送到 8 位 輸入寄存器 以提高 D A 轉(zhuǎn)換的速度 更重要的是 能夠使多個(gè) D A 轉(zhuǎn)換器在分時(shí)輸入數(shù) 據(jù)后 同時(shí)輸出模擬電壓 2 D A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 的雙緩沖方式的接口電路如圖 5 19 所示 圖 5 19 DAC0832 雙緩沖連接電路圖 20 用單片機(jī)控制外部系統(tǒng)時(shí) 為什么要進(jìn)行 A D 和 D A 轉(zhuǎn)換 解 單片機(jī)只能處理數(shù)字形式的信息 但是在實(shí)際工程中大量遇到的是連續(xù)變化的物理量 如 溫度 壓力 流量 光通量 位移量以及連續(xù)變化的電壓 電流等 對(duì)于非電信號(hào)的物理 量 必須先由傳感器進(jìn)行檢測 并且轉(zhuǎn)換為電信號(hào) 然后經(jīng)過放大器放大為 OV 5V 電平的 模擬量 所以必須加接模擬通道接口 以實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換 A D 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換就是把輸入的模擬量變?yōu)閿?shù)字量 供單片機(jī)處理 而 D A 數(shù) 模 轉(zhuǎn)換就是將單片機(jī)處理 后的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出 習(xí)題 6 5 顯示器和鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的作用是什么 18 解 具有人機(jī)對(duì)話功能 實(shí)現(xiàn)人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)和數(shù)據(jù)輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報(bào)告 運(yùn)行和運(yùn)行結(jié)果 12 矩陣式鍵盤的編程要點(diǎn)是什么 解 1 判斷鍵盤上有無鍵按下 列輸出全 讀行輸入狀態(tài) 若狀態(tài)為全 則說明鍵 盤無鍵按下 若不全為 則說明鍵盤有按下 2 消除按鍵抖動(dòng)的影響 在判斷有鍵按下后 用軟件延時(shí)的方法 再判斷鍵盤狀態(tài) 如果仍為有鍵按下狀態(tài) 則認(rèn)為有一個(gè)確定的鍵按下 否則當(dāng)作按鍵抖動(dòng)處理 3 求按鍵位置 計(jì)算鍵號(hào) 用掃描的方法識(shí)別閉合鍵 N 所在的行號(hào) X 和列號(hào) Y 并根據(jù) 以下公式計(jì)算閉合鍵的鍵號(hào) N X 行首鍵號(hào) 列號(hào) Y 4 鍵閉合一次僅進(jìn)行一次按鍵處理 方法是等待按鍵釋放之后 再進(jìn)行按鍵功能的處理 操作 習(xí)題 7 1 簡述單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法及步驟 解 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法及步驟如圖 7 1 所示 1 明確設(shè)計(jì)任務(wù) 2 器件選擇 3 總體設(shè)計(jì) 鍵入文字