单片机原理及接口技术第二版李全利主编课后答案

+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。

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