+5V10K×8VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7L0HGFEDCBAON1234567815S/LP1.774LS165L7RXDTXD1K×8QCLK889S5120SW1~SW8 ORG 0000H MOV SCON,#10H LOOP:CLR P1.7 NOP NOP NOP SETB P1.7 CLR RI JNB RI,$ MOV A,SUBF SJMP LOOP END 6．利用单片机串行口扩展并行输出接口电路如图所示。试编写程序完成将SW1~SW8的状态反应在移位寄存器74LS164所接的LED上（如SW1闭合时L0应点亮）。 答：电路图如下： +5VP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.710K×8RXDTXDON12345678VCCL7CLRCLKQAQBQCQDQEQFQGQHL01K×889S5120ABSW1~SW874LS164ORG 0000H MOV SCON,#00H MOV P1,#0FFH LOOP:MOV A,P1 MOV SUBF,A JNB TI,$ CLR TI SJMP LOOP END 章8 80C51的串行总线扩展 1． I2C总线的特点是什么？ 答：a、二线制传输。器件引脚少，器件间连接简单，电路板体积减小，可靠性提高。 b、传输速率高 标准模式传输速率为100Kb/s，快速模式为400Kb/s，高速模式为3.4Mb/s。 c、支持主/从和多主两种工作方式 2、I2C总线的起始信号和终止信号是如何定义的？ 答：SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。起始和终止信号如图所示。 SCLSDA起始信号 S终止信号 P 3、I2C总线的数据传送方向如何控制？ 答： 在主机发出起始信号后要再传输1个控制字节：7位从器件地址，1位传输方向控制位（用“0”表示主机发送数据，“1”表示主机接收数据）。 224、具备IC总线接口的EPROM芯片有哪几种型号？容量如何？ 答： 典型产品如ATMEL公司的AT24C系列： 型号 容量 AT24C01A 128 AT24C02 256 AT24C04 512 AT24C08A 1K AT24C16A 2K AT24C32A 4K AT24C64A 8K AT24C128B 16K AT24C256B 32K AT24C512B 64K 5、AT24C系列芯片的读写格式如何？ 答： a、写操作过程 对AT24C02写入时，单片机发出起始信号之后再发送的是控制字节，然后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号。被选中的存储器器件在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号，单片机收到应答后就可以传送数据了。 传送数据时，单片机首先发送一个字节的预写入存储单元的首地址，收到正确的应答后，单片机就逐个发送各数据字节，但每发送一个字节后都要等待应答。单片机发出停止信号P后，启动AT24C02的内部写周期，完成数据写入工作（约10ms内结束）。 AT24C02片内地址指针在接收到每一个数据字节后自动加1，在芯片的“一次装载字节数”（页面字节数）限度内，只需输入首地址。装载字节数超过芯片的“一次装载字节数”时，数据地址将“上卷”，前面的数据将被覆盖。 要写入的数据传送完后，单片机应发出终止信号以结束写入操作。写入n个字节数据格式如下： S写控制字节A写入首地址AData 1A… …Data nAP b、读操作过程 对AT24C02读出时，单片机也要发送该器件的控制字节（“伪写”），发送完后释放SDA线并在SCL线上产生第9个时钟信号，被选中的存储器在确认是自己的地址后，在SDA线上产生一个应答信号作为响应。 然后，单片机再发送一个字节的要读出器件的存储区的首地址，收到器件的应答后，单片机要重复一次起始信号并发出器件地址和读方向位（“1”），收到器件应答后就可以读出数据字节，每读出一个字节，单片机都要回复应答信号。当最后一个字节数据读完后，单片机应返回以“非应答”（高电平），并发出终止信号以结束读出操作。 读出n个字节的数据格式如下图所示： S伪写控制字节A读出首地址AS读控制字节AData 1A… …Data nAP 6、SPI接口线有哪几个？作用任何？ 答： 实际的SPI器件种类繁多，时序也可能不同，但通常配有4个SPI引脚： SCK：时钟端； SI（或MOSI）：从器件串行数据输入端； SO（或MISO）：从器件串行数据输出端； CS（或SS）：从器件片选端。 7、请说明SPI数据传输的基本过程。 答： 单片机读（从器件输出）操作时，在CS有效的情况下，SCK的下降沿时从器件将数据放在MISO线上，单片机经过延时采样MISO线，并将相应数据位读入，然后将SCK置为高电平形成上升沿，数据被锁存。 单片机写（从器件输入）操作时，在CS有效的情况下，SCK的下降沿时单片机将数据放在MOSI线上，从器件经过延时后采样MOSI线，并将相应的数据位移入，在SCK的上升沿数据被锁存。 8、试说明DS1302的读写操作方法。 答： 对DS1302的各种操作由命令字节实现。单字节写操作时，每次写1个字节数据，数据在SCLK上升沿写入DS1302；单字节读操作时，跟随读命令字节之后，数据字节在8个SCLK的下降沿由DS1302送出。第一个数据位在命令字节后的第一个下降沿时产生，数据传送从位0开始。多字节的突发操作时，操作命令与单字节时相似，只是要将“A0~A4”换成“11111”。 章11 80C51应用系统设计方法 1．单片机应用系统的设计有哪些要求？ 答： a、可靠性要高 b、使用和维修要方便 c、性能价格比要高 2．单片机应用系统的设计有哪些步骤？ 答： a、确定任务。 b、方案设计 c、硬件设计 d、软件设计 3．提高单片机应用系统的可靠性有哪些措施？ 答： a、电源干扰：交流电源干扰及其抑制、直流电源抗干扰措施。 b、地线干扰及其抑制：接地问题，频率小于1MHz时，采用一点接地；频率高于10MHz时，采用多点接地；频率处于1至10MHz时，若采用一点接地，其地线长度不应超过波长的二十分之一。否则，应采用多点接地。数字地和模拟地应分别接地。印刷电路板的地线分布原则：TTL、CMOS器件的接地线要呈辐射网状，避免环形；板上地线的宽度要根据通过的电流大小而定，最好不小于3mm。在可能的情况下，地线尽量加宽；旁路电容的地线不要太长；功率地通过电流信号较大，地线应较宽，必须与小信号地分开。信号电缆屏蔽层的接地：信号电缆可以采用双绞线和多芯线，又有屏蔽和无屏蔽两种情况。双绞线具有抑制电磁干扰的作用，屏蔽线具有抑制静电感应干扰的作用。 c、其它提高系统可靠性的方法。 4．数据采集系统的模拟通道有那些环节，各环节的功能是什么？ 答： a、传感器：把被测的物理量（如温度、压力等）作为输入参数转换为电量（电流、电压、电阻等）输出。 b、多路开关：多路开关的作用是可以利用一个A/D转换器进行多路模拟量的转换。 c、放大器：放大器通常采用集成运算放大器。在环境条件较差时，可以采用数据放大器（也称为精密测量放大器）或传感器接口专用模块。 d、采样保持器：采样保持器具有采样和保持两个状态。在采样状态时，电路的输出跟随输入模拟信号变化；在保持状态时，电路的输出保持着前一次采样结束前瞬间的模拟量值。使用采样保持器的目的是使A/D转换器转换期间输入的模拟量数值不变，从而提高A/D转换的精度。 e、A/D转换器：A/D转换器的主要指标是分辨率。A/D转换器的位数与其分辨率有直接的关系。A/D转换器的另一重要指标是转换时间。选择A/D转换器时必须满足采样分辨率和速度的要求。 5．什么情况下可以不用采样保持器？ 答： 当输入信号的变化与A/D转换器的转换时间慢得多时，可以不用采样保持器。 6、模拟信号的放大应注意哪些问题？ 答：当信号的数值符合A/D转换器的输入等级时，可以不用放大器放大；当信号的数值不符合A/D转换器的输入等级时，就需要放大器放大。 7、多路模拟开关的选择要注意什么？ 答：正确选择多路开关的种类，注意多路开关与相关电路的合理搭配与协调，保证各电路单元有合适的工作状态；选择合适的通断切换方式；择合适的传输信号输入方式；减小导通电阻的影响。 8、与80C51兼容的单片机主流产品有哪些？各有何特点？ 答：与80C51兼容的主要产品有： ? ATMEL公司融入Flash存储器技术推出的AT89系列单片机； ? Philips公司推出的80C51、80C552系列高性能单片机； ? 华邦公司推出的 W78C51、W77C51系列高速低价单片机； ? ADI公司推出的ADμC8xx系列高精度ADC单片机； ? LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机； ? Maxim公司推出的DS89C420高速（50MIPS）单片机； ? Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。