单片机接口技术
《单片机原理与接口技术》
备课笔记
信息工程系
史保华
第六章单片机接口技术概论
6.1 接口的基本概念
接口(Interface)这个词的技术含义，是指各种不同特性部件的相互交接部分。对于单片机来说，CPU是整个系统的核心器件，它与其它外围电路和部件相互交接的部分就是接口。接口又分为硬件部分和软件部分。所谓硬件接口是指两个部件实体之间的连线和逻辑电路;而接口软件则是指为实现信息交换而设计的程序。在现有的技术条件下，硬件接口往往需要相应的接口软件的支持。
计算机的外围电路和部件通过接口进行互连的根本目的，就是要实现信息的交换。而这些外围电路和部件内信息的类型、格式以及对它们处理的方法和速度都有很大的差异。因此，各种外围电路和部件的接口技术也是各不相同的。由于目前各种接口器件的种类繁多、性能各异，所以掌握常用器件的接口技术就显得非常必要了。
根据接口的功能和所涉及的信息类型、格式以及信息交换的速度，具体的接口技术可以有以下几种分类。
一、存储器接口与I/O外设接口
在计算机系统中，存储器与I/O外设是两类不同性质的功能电路。
存储器的功能是存储信息;而I/O外设则用于信息的输入/输出。虽然在MCS-51系列单片机中没有独立的外部I/O指令，存储器与外部I/O的操作都采用MOVX指
令，存储器的特性与I/O外设却有着明显的不同。而且目前存储器的种类也很多，各种类型的存储器特性也有很大的差异。
二、串行接口与并行接口
微型计算机系统中的总线(数据总线、地址总线)都属于并行总
线，即数据和地址的各位信息同时传送。并行接口的特点是信息传送的
速度快，缺点是硬件连线多。8位总线就至少要有8+1(地线)根连线。
串行接口是将信息逐位传送，因此传送速度较慢。其优点是可以只用两根连接线就能传送任意位的信息。
三、模拟接口与数字接口
凡是涉及模拟信号的接口部件都是模拟接口，反之为数字接口。
模拟接口有两类，即D/A接口和A/D接口。
四、高速接口与低速接口
所谓高速接口与低速接口，通常是指相对CPU的读写速度而言的
信息传送速度。如果接口传送信息的速度接近或超过CPU的读写速度，就称为高速接口;反之就称为中低速接口。
6.2接口技术所要解决的问题 6.2.1 数据锁存、缓冲与驱动
根据总线的时序关系，CPU向外设写一个数据时，数据仅仅在总线上存在一个很短的时间(在系统时钟为12MHz时，约0.5μs)。一般说外设很难在这样短的时间内完成应当做的工作。如果在接口电路中增加一个D触发器，就可以将输出数据锁存。锁存的信息可以为外设随时取得，不必考虑两者的速度配合。而CPU在输出数据后就可以进行别的操作。有些输入信息的接口也具有锁存功能。
接口电路除了要对数据进行锁存以外，还应当具有缓冲功能，即在输入/输出之间进行一定的隔离，以减少甚至消除相互之间的影响。接口部件输出到数据总线中去的缓冲器一般采用三态门，以防止外部的信号影响公用的数据总线所进行的其
他操作。考虑到负载的情况和总线本身的负载能力，缓冲器一般都具有适当的驱动能力。特殊情况下还可以采用专门的驱动器。
6.2.2 数据形式的变换
某些接口所连接的两个部件的信息形式是不同的，因此接口必须对
所传送的信息进行变换以使其能适合接收方的要求。这方面最为明显的是A/D 接口和D/A接口。
串行数据和并行数据的形式变换也是很常见的。除了一般形式的串行/并行数据变换以外，有时还要包括特殊的数据转换。例如，CRT接口不仅要将计算机提供的并行数据转换为串行数据，而且还要将字符代码形式的数据转换为相应的字形信息。
在有些情况下接口还要进行电平的转换。例如，串行通讯标准RS-232的信号电平为?12V，而计算机内的逻辑电平通常为TTL电平(0 ~ +5V)。这就需要进行电平的变换。
6.2.3 数据传送过程的控制
微处理机与外设通常是异步工作的。如果不对数据传输过程进行适当的控制，就有可能导致数据在传输过程中发生错误。例如，从CPU向外设输出一串数据，当输出的第一个数据锁存在接口电路中以后，外设必须及时取走它，否则就有可能发生当CPU发送第二个数据时，外设还未将第一个数据取走的情况。由于锁存器的内容被更改，第一个数据就丢失了。
控制数据传输是否开始的依据应该是接受部件是否准备好;而开始接收数据的条件应该是对方的数据已经准备好。接口电路处于系统总线与外设之间，为了协调数据的传输，它应该有两个方向的联络、控制信号，以表征通讯的双方是否已经准备就绪。 6.2.4地址编码与译码
计算机的各种接口部件通常要在系统中占据一个或多个I/O地址。对于MCS-51系列单片机，由于其外扩的I/O端口与外扩的随机存储器共用一个地址空间，因此，还牵涉到一个如何妥善安排地址空间，以便使各个接口部件之间互相不影响，也不与存储器地址相冲突的问题。
I/O端口地址通常采用译码的方法产生。但有的单片机应用系统外围接口比较简单，也可以直接利用单片机本身的I/O端口进行连接，从而不占用任何的地址资源。
6.2.5接口软件
这里的所谓接口软件是指为了使接口电路正常工作，而由CPU所执行的程序。很多接口部件都有多种工作方式并可以通过编程改变其工作方式，称为可编程接口器件。由于接口电路的多样性，接口软件的设计也有很大的差异。接口软件通常包括:接口初始化程序，接口状态检测和控制程序以及进行一个基本数据传输的程序。
6.3 单片机接口技术的特点
由于单片机已经具备了一些常用的功能部件以及单片机的应用主要是面向测控系统，因此，与通用微型计算机的接口技术相比较，单片机的接口技术有其自身的特点。
首先，单片机的接口更侧重于简单的人机接口和测控接口。通用微型计算机的人机界面是标准键盘和显示器，比单片机的人机接口要复杂得多，功能也强得多。例如，PC机的键盘本身就是一个单片机系统，可以对100多个键进行扫描，并具有消除抖动和重键处理等功能。另外，通用计算机不是面向测控应用的，因此通常不具备测控接口。如果需要，必须使用扩展板。
其次，单片机的接口往往需要用户自行设计，而且没有统一的标准和规格。同一种功能往往可以采用不同的接口设计方案。而通用微型计算机的接口部件是已经
设计好的，用户只能使用其提供的功能，而不能更改其原有的设计。因此，单片机的接口设计往往需要更多的技巧和经验。
第三，单片机应用系统的规模通常都比较小，存储器的容量也不大。因此，很少采用大容量的存储器，而且通常只采用静态存储器，很少采用动态存储器。另外，也很少采用外部存储器(软盘、硬盘等)。而在通用微型计算机中，通常都采用大容量的动态存储器，软盘和硬盘更是必不可少的大容量的外部存储器。
鉴于单片机的上述特点，本书着重介绍单片机面向测控应用系统的接口设计，最后还简要讨论和介绍了单片机应用系统的设计方法。
第七章单片机显示接口技术
单片机应用系统中，常常需要将信息显示出来，实现信息的人机交互，用于显示的器件有很多，如CRT、LED(发光二极管显示器)、LCD(液晶显示器)、场致发光器件等。常用的显示器有LED和LCD两种。在纯数值或简单字符显示应用中LED显示器又占有明显的优势。
LED显示器又分为单个LED指示器、七段LED数码显示器和点阵LED显示器等。尽管种类繁多，但它们具有共同的特点:低成本、高亮度、长寿命、显示直观、能用于数字及简单的字符显示。
7.1单个LED指示器
7.1.1 结构与原理
单个LED指示器，即为一个发光二极管，其特性为:导通时发光，截
止时不发光。利用这一特性，单个LED指示器可以用来指示某点的电平。发光二极管的导通电流通常为3~10mA，其导通压降为1.7V 。使应用时应加限流电阻，其阻值范围可根据欧姆定律计算得出。 7.1.2 单个LED指示器的接口与编程如果发光二极管的阳极作为接口端，此时若要LED指示器发光，接口
端需输入高电平;而如果发光二极管的阴极作为接口端，此时若要LED
指示器发光，接口端则需输入低电平。接口电路如图7-1所示:
(a) (b)
图7-1 LED接口电路图
图(a)中，要使LED指示器发光，对应程序段为:SETB P1.0
图(b)中，要使LED指示器发光，对应程序段为:CLR P1.0
7.1.3 单个LED指示器的应用
利用8个LED指示器组成一个简单的跑马灯系统，如图7-2所示。
图7-2 跑马灯电路图
要求:实现单一灯左移，左移一周后所有灯全亮并闪烁3次，然后右移，右移一周后所有灯全亮并闪烁3次，每移动一次的时间间隔为0.5秒，重复循环。
分析:在该系统中，只有P2口输出“0”时对应的灯才会亮。实现灯亮的左移，实际是P2.0=0 P2.1=0 ……P2.7=0 P2.0=0，可采用左移指令实现。灯的右移刚好和左移相反，而灯的闪烁实际是P2=#00H P2=#0FFH的转换，可采用赋值指令实现。间隔0.5秒则可采用循环指令实现。
程序流程图如图7-3所示。
开始
开始
P2=0FEH 初始化 R7=08H
左移延时0.5S
闪烁3次
P2左移1位右移 R7=R7-1
闪烁3次
N R7=0,
主程序流程图 Y
开始返回
开始
左移子程序流程图
R6=03H
R7=08H
P2=7FH P2=00H
具体程序为:
ORG 1000H
SJMP START START: ACALL LEFT
ACALL FLASH
ACALL RIGHT
ACALL FLASH
SJMP START LEFT: SETB C
MOV R7， #08H
MOV A, #0FEH QQ: MOV P2, A
LCALL DELAY
RLC A
DJNZ R7, QQ
RET
FLASH: MOV R6, #03H JJ: MOV P2, #00H LCALL DELAY
MOV P2, #0FFH
LCALL DELAY
DJNZ R6, JJ
RET
RIGHT:
SETB C
MOV R7, #08H
MOV A, #7FH KK: MOV P2, A
LCALL DELAY
RRC A
DJNZ R7, KK
RET
DELAY: MOV R3, #200 LOOP: MOV R1, #10
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
LOOP1: MOV R2, #248 LOOP2: DJNZ R2, LOOP2
DJNZ R1, LOOP1
DJNZ R3, LOOP
RET
END
7.2七段LED数码显示器 7.2.1结构与原理
LED数码显示器是由发光二极管组成的显示字段的显示器件。这种显示器分为共阳极和共阴极两种形式，如图7-4所示。共阴极LED数码显示器的发光二极管阴极连接在一起，形成该显示器的公共端(通常称为位选端)，因此称为共阴极LED数码显示器，8个发光二极管的另一端通常称为段选端，当显示器的公共端接低电平，某个发光二极管的阳极接高电平时，该发光二极管被点亮，如图7-4(a)所示;而共阳极LED数码显示器的发光二极管阳极连接在一起，形成该显示器的公共端，当该显示器的公共端接高电平，某个发光二极管的阴极接低电平时，该发光二极管被点亮，如图3-4(b)所示。0.5英寸七段LED数码显示器的引脚如图3-4(c)所示。
图7-4 七段LED数码显示器的结构简图及引脚图
通常七段LED数码显示器有8个发光二极管，其中7个发光二极管构成一个“8”字，1个发光二极管用于显示小数点。这8个笔段分别用a~h表示。
七段LED数码显示器与单片机的并行接口很简单，只要将1个8位并行输出口(必须带输出锁存)与显示器的8个引脚相连即可。但要注意输出口的实际驱动能力，必要时应加驱动电路。每个发光二极管均有其额定工作电流(5~10mA)，所以实际使用时在每个发光二极管回路中必须接限流电阻，使其工作在额定电流范围内，否则会影响显示器的使用寿命。
8位并行输出口输出不同的数据即可显示不同的字符，通常将控制发光二极管的一个字节数据称为段码。共阳极结构与共阴极结构的显示器的段码成互补关系。通常将一个字节中的最高位对应h笔段，最低位对应a笔段，显示字符与对应的段码如表7-1所示。
表7-1 七段LED数码显示器的段码显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码
0 3FH C0H A 77H 88H
1 06H F9H b 7CH 83H
2 5BH A4H C 39H C6H
3 4FH B0H d 5EH A1H
4 66H 99H E 79H 86H
5 6DH 92H F 71H 8EH
6 7DH 82H P 73H 8CH
7 07H F8H U 3EH C1H
8 7FH 80H -1 46H B9H
9 6FH 90H y 6EH 91H
7.2.2七段LED数码显示器的接口和编程一、静态显示接口
1(静态软件译码显示接口。
下面以0.5英寸共阳极LED数码显示器为例介绍静态并行接口的方法和相应的显示软件。接口电路如图3-5所示，8位段数据总线P0口送出，经74LS373锁存驱动，接到LED数码显示器的8根段信号引脚上，因为共阳极七段LED数码显示器段选端是低电平有效，对于74LS373来说是吸收电流，所以有足够的能力点亮LED 数码显示器。
从图7-5还可以看出，每1位LED数码显示器的驱动电路相对独立，当需要N 位显示时就必须有N个驱动电路，所以硬件资源占用较多。必须注意的是:在N位LED数码显示器显示电路里，74LS373的数据锁存信
WR号端(CLK)必须有相应的片选信号与单片机的信号组合使用，以区分送出的段码给哪一位LED数码显示器显示。
图 7-5 七段LED显示器静态显示电路图 2( 静态硬件译码显示接口
用于静态硬件译码的器件有很多，常用的有74系列TTL电路，如74LS47、
74LS48、74LS49等，各电路的使用和结构大同小异，现以74LS47为例，介绍静态硬件译码LED数码显示的使用方法。
74LS47是14引脚双列直插DIP封装，各引脚说明如下:
(1)D、C、B、A:BCD码输入，D为高位，A为低位。 (2):灯亮测试端，低电平有效，=0时，表示要点亮所有显示笔LTLT
段。
(3)/:既是暗码控制的输入端(BlankingInput)，又是暗码RBOBIBI
传播的输出端RBO(RippleBlankingOutput)。/RBO有低电平输入时，BI
熄灭所有显示笔段;当/RBO悬空时，作为暗码传播的输出端，输出状BI
态有BCD码输入端和端确定。 RBI
(4):暗码传播的输入端(RippleBlankingImput)，= 0且BCDRBIRBI码输入端也为0时，熄灭所以显示笔段。这一切能主要用于消除整数的前零和小数的后零显示。
(5)a~g:笔段驱动输出端，为低电平有效的集电极开路型输出结构，能直接驱动共阳极LED数码显示器，如图7-6所示。
74LS47的功能表如表7-2所示。用两片74LS47组成的静态硬件译码显示电路图如图7-6所示。
图7-6 静态硬件译码显示
表7-2 74LS47的功能表
二、动态扫描显示接口
在单片机应用系统中，由于单片机本身具有较强的逻辑控制能力，所以采用动态扫描软件译码并不复杂。而且软件译码其译码逻辑可随意编程设定，不受硬件译码逻辑限制。采用动态扫描软件译码的方式能大大简化电路结构，降低系统成本。因此，在单片机应用系统中使用较广泛。
在静态硬件译码电路中，各LED数码显示器的驱动电路相互独立，当译码器输入端的数字编码保持不变时，其输出就是稳定的，因此LED数码显示也是稳定不变的，与显示器个数的多少无关。而动态扫描显示时，在多位LED数码显示器的应用中，因受到动态扫描显示硬件结构的限制，在某一瞬间只有一位LED数码显示器被点亮，当要点亮下一位LED数码块时，当前被点亮的LED数码块必须熄灭后才能显
示下一位，依次逐位显示完全部内容后又开始新的一轮显示，如此周而复始地不断循环刷新。实际应用中为了显示一连串稳定而清晰的字符，不能在视觉上出现闪烁、抖动现象，必须选择合适的扫描刷新频率，当扫描刷新频率达到适当值时，我们的眼睛就感觉不到显示器是一位一位被点亮的，而看到的是稳定、清晰的显示，这就是人的“视觉暂留效应”所产生的效果。
TTL电路价格便宜，在单片微机应用系统中是优先考虑的器件。图7-7是8051通过TTL电路扩展I/O口控制的四位动态扫描LED数码显示器接口，图中LED数码显示器为0.5英寸共阴极结构。
图 7-7 七段LED显示器动态扫描显示电路图其中两片74LS373分别用于段信号和位信号的驱动。利用图7-7的硬件，我们给出能显示数字0~9的软件。
第八章单片机键盘接口技术
键盘是计算机不可缺少的设备，是实现人机对话的纽带。按其结构
形式,键盘可分为非编码式键盘和编码式键盘，前者用软件方法产生键码，而后者用硬件方法产生键码。本章主要介绍非编码式键盘的基本工作原理、键的识别方法以及单片机键盘接口技术。
8.1键盘的基本工作原理
键盘实质是一组按键开关的集合。通常，按键所用开关为机械弹性开关，均利用机械触点的合、断作用。
最简单的键盘如图8-1所示，它也被称为独立式按键，其中，每个键对应I/O 端口的一位，没有键闭合时，各位均处于高电平。当有一个键按下时，就使对应位接地而成为低电平，而其他位仍为高电平。这样，CPU只要检测到某一位为“0”，便可判别出对应键已经按下。
图8-1 独立式键盘结构
但是，用图8-1的结构来设计的独立式键盘有一个很大的缺点，就是当键盘上的键较多时，引线太多，占用的I/O端口也太多。比如，一个有64个键的键盘，采用这种方法来设计时，就需要64条连线，即需用8个8位并行端口。所以，这种简单结构只用在仅有几个键的小键盘中。
通常使用的键盘结构是矩阵式的，如图8-2所示。设有M×N个键，那么，采用矩阵式结构后，便只要M+N条引线就行了。比如，有8*8=64个键，那么，只要16条引线便可以完成键盘的连接。
图8-2 键盘的矩阵式结构
下面以3*3=9个键为例，简略地说明矩阵式结构键盘的工作原理。如同4-2所示，这个矩阵分为3行3列，如果第S4号键按下，则第2行和第1列线接通而形成通路。如果第2行线接为低电平，则由于键S4的闭合，会使第1列线也为低电平。矩阵式键盘工作时，就是按照行线和列线上的电平来识别闭合键的。
8.2键的识别方法
为了识别键盘上的闭合键，通常采用两种方法，一种称为行扫描法，另一种称为线反转法。
8.2.1 行扫描法的原理
如图8-3所示，假定S7键被按下，称之为被按键或闭合键。这时键盘矩阵中S7所处的行线和列线相通。
图8-3 行扫描法键盘识别示意图
行扫描法识别闭合键的原理如下:先使第0行输出“0”，其余行输出“1”，然后检查列线信号。如果某列有低电平信号，则表明第0行和该列相交位置上的键被按下;否则说明没有键被按下。此后，再将第1行输出“0”，其余行为“1”，然后再检查列线中是否有变为低电平的线。如此往下逐行扫描，直到最后一行。在扫描过程中，当发现某一行有键闭合时，就中断扫描，然后根据行线位置和列线位置，识别此刻被按下的是哪一个键。
实际应用中，一般先快速检查键盘中是否有某个键已被按下，然后再确定具体按下了哪个键。为此，可以使所有各行同时为低电平，再检查是否与有列线也处于低电平。这时，如果列线上有一位为0，则说明必有键被按下，然后再用扫描法来确定具体位置。 8.2.2 线反转法的原理
扫描法要逐行扫描查询，当被按下的键处于最后一行时，则要经过多次扫描才能最后获得此按键所处的行列值。而线反转法则显得很简练，无论被按键是处于第1行或是最后一行，均只须经过两步便能获得此按键所在的行列值，线反转法的原理如图8-4所示。
(a) 行线输出，列线输入
(b) 列线输出，行线输入
图8-4 线反转法键盘识别电路图
从图中可以看到，用线反转法识别闭合键时，要将行线接一个并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作在输入方式。输出端口往各行线上全部送“0”，然后从输入输出端口读入列线的值。如果此时有某个键被按下，则必定会使某一列线值为“0”。然后，再对两个并行端口进行方式设置，使接行线的并行端口工作在输入方式，而使接列线的并行端口工作在输出方式，并且将刚才读得的列线值从并行端口输出，再读取行线的输入值，那么在闭合键所在的行线上的值必定为“0”。这样，当一个键被按下时，必定可以读得唯一的一对行列值。
比如图8-4中标号为S11的键闭合，则第一次往行线输出全“0”后，
读得列值维P1.7~P1.4=1101，第二次从列线输出刚才读得的值后，会从行线上读得行值为P1.3~P1.0=1101，于是，行值和列值合起来得到一个数值11011101即0DDH，这个值对应了键S11，它一定是唯一的。因此，根据读得的行值和列值维
0DDH便可确定按下的为键S11。 8.2.3 抖动和重键问题的解决
在键盘设计时，除了对键码的识别以外，还有两个问题需要解决，一个是抖动问题，另一个是重键与连击问题。
(1) 抖动问题
由于机械触点的弹性作用，一个机械按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在开关闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动电信号，抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5~10ms，这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。
(2) 消除按键抖动的措施
按键的抖动，通常有硬件、软件两种消除方法。
稳态消抖
双稳态消抖电路原理如图8-6所示，图中用两个与非门构成一个RS触发器。当按键未按下时，输出为“,”，当按键按下时，输出为“0”，此时即使因按键的机械性能，使按键因弹性抖动而产生瞬时不闭合(抖动跳开b)，只要按键不返回原始状态a,双稳态电路的状态不改变，输出保持为“,”，不会产生抖动的波形。就是说即使,点的电压波形是抖动的，但经双稳态电路之后，其输出为正规的矩形方波，这一点很容易通过分析,,触发器的工作过程得到验证。
图8-6 双稳态消抖电路
?滤波消抖电路
因为,,积分电路具有吸收干扰脉冲的作用，所以只要选择好适当的时间常数，让按键抖动信号通过此滤波电路，便可消除抖动的影响，如图8-7所示。
图8-7 滤波消抖电路
当,未按下时，非门输入电压为“,”，非门输出电压为“,”。当,按下时，由于,两端电压不能突变，即使在接触过程中出现抖动，只要,两端的充电电压波动不超过门的开启电压(,,,为,(,,左右)，门的输出将不会改变，可通过选取适当的,,、,,和,便可实现。同样，,在断开过程中，即使出现抖动，由于,两端电压不能突变，它要经过,,放电，只要,两端的放电电压波动不超过非门的关闭电压，门的输出也不会改变。所以，关键在于,,、,,和,时间常数的选取，必须保证,由稳态电压充电到开启电压或放电到关闭电压的延迟时间大于或等于,,,。这既可由计算确定，也可由实验确定，图8-7中参数仅供参考。若采用输入端有施密特触发特性的门电路，则效果更好。
?软件消抖
如果按键较多，采用硬件消抖将使电路非常复杂、成本也较高，因此常采用软件的方法进行消抖。在第一次检测到有键按下时，执行一段延时,,,,的子程序后再确认该电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平则确认为真正有按键按下，从而消除了抖动的影响。
单片机原理及其接口技术实验指导书 实验1 Keil C51的使用（汇编语言） 一.实验目的： 初步掌握Keil C51（汇编语言）和ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱的操作和使用，能够输入和运行简单的程序。 二.实验设备： ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱一台、具有一个RS232串行口并安装Keil C51的计算机一台。 三.实验原理及环境： 在计算机上已安装Keil C51软件。这个软件既可以与硬件（ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱）连接，在硬件（单片机）上运行程序；也可以不与硬件连接，仅在计算机上以虚拟仿真的方法运行程序。如果程序有对硬件的驱动，就需要与硬件连接；如果没有硬件动作，仅有软件操作，就可以使用虚拟仿真。 四：实验内容： 1.掌握软件的开发过程： 1）建立一个工程项目选择芯片确定选项。 2）加入C 源文件或汇编源文件。 3）用项目管理器生成各种应用文件。 4）检查并修改源文件中的错误。 5）编译连接通过后进行软件模拟仿真。 6）编译连接通过后进行硬件仿真。 2.按以上步骤实现在P1.0输出一个频率为1Hz的方波。 3.在2的基础上，实现同时在P1.0和P1.1上各输出一个频率同为1Hz但电平状态相反的方波。 五：程序清单： ORG 0000H AGAIN：CPL P1.0 MOV R0，#10 ;延时0.5秒 LOOP1：MOV R1，#100 LOOP2：MOV R2，#250 DJNZ R2，$ DJNZ R1，LOOP2 DJNZ R0，LOOP1 SJMP AGAIN END 六：实验步骤： 1.建立一个工程项目选择芯片确定选项 如图1-1所示：①Project→②New Project→③输入工程名test→④保存工程文件（鼠标点击保存按钮）
复习题及答案 （一）选择题（在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案，填在题的括号中） 1、80C51基本型单片机内部程序存储器容量为（C）。 （A）16K （B）8K （C）4K （D）2K 2、在80C51单片机应用系统中，可以作为时钟输出的是（C）引脚。 （A）（B）RST （C）ALE （D） 3、在80C51的4个并行口中，能作为通用I/O口和高8位地址总线的是（C）。 （A）P0 （B）P1 （C）P2 （D）P3 4、当优先级的设置相同时，若以下几个中断同时发生，（D）中断优先响应。 （A）（B）T1 （C）串口（D）T0 5、在80C51中，要访问SFR使用的寻址方式为（A）。 （A）直接寻址（B）寄存器寻址（C）变址寻址（D）寄存器间接寻址 6、以下的4条指令中，不合法的指令为（D）。 （A）INC A （B）DEC A （C）I NC DPTR （D）SWAP ACC 7、当需要扩展一片8K的RAM时，应选用的存储器为（B）。 （A）2764 （B）6264 （C）6116 （D）62128 8、若想扩展键盘和显示，并希望增加256字节的RAM时，应选择（A）芯片。 （A）8155 （B）8255 （C）8279 （D）74LS164 9、80C51单片机要进行10位帧格式的串行通讯时，串行口应工作在（B ）。 （A）方式0 （B）方式1 （C）方式2 （D）方式3 10、80C51复位初始化时未改变SP的内容，第一个入栈的单元地址为（A）。 （A）08H （B）80H （C）00H （D）07H 二、填空题 1、计算机的经典结构由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备组 成。 2、80C51单片机基本型内部RAM有128个字节单元，这些单元可以分为三个用途不同 的区域，一是工作寄存器区，二是位寻址区，三是通用数据区区。 3、在8051单片机中，由 2 个振荡周期组成1个状态周期，由 6 个状态周期组成1 个机器周期。 4、8051的堆栈是向地址的高端生成的。入栈时SP先加1，再压入数据。 5、对于80C51无嵌套的单级中断，响应时间至少 3 个机器周期，最多8个机器周期。 三、简答题 简述80C51单片机的I/O口的功能和特点； 答：P0：地址总线低8位/数据总线和一般I/O口 P1：一般I/O口 P2：地址总线高8位和一般I/O口 P3：第二功能和一般I/O口 4个口作为一般I/O时均为准双向口。 5、简述80C51单片机指令系统的特点及寻址方式。
学院 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 班 级 _ __ _ _ __ _ __ _ _姓 名_ __ _ __ __ _ _ _ _ 学 号 _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ 密 封 线 内 不 答 题 一、填空题（一空一分，共29分） 1、十进制数92用二进制和8421BCD 码分别表示为 1011100 和 10010010 。 2、MCS-51单片机在读取扩展程序存储器单元时 PSEN 信号有效，在读取扩展数据存储器单元时 CS 信号有效。 3、设RAM 中(2456H)=66H ，(2457H)=34H ，ROM 中(2456H)=55H ，(2457H)=64H 。请分析下面程序执行后各寄存器的内容。 （A ）=___ 64H __，（DPTR ）=_ 2456H __。 MOV A ，#1 MOV DPTR ，#2456H MOVC A ，@A+DPTR 4、AT89S51单片机的1个机器周期含有 12 个晶振周期或 6 状态周期。 5、对于51单片机，当CPU 响应某中断请求时，将会自动转向相应中断入口地址去执行，外部中断0入口地址为： 0003 H ，SCON 入口地址为: 0023 H 。 6、PC 存放_____ 一条要执行的指令地址 _,在8051中决定程序执行顺序的 是 PC (PC 还是DPTR ？),它是___16_ __位, 不是 （是，不是）SFR ？ 7、MCS-51单片机的P0~P4口均是 双向 I/O 口，其中的P0口和P2口除了可以进行数据的输入、输出外，通常还用来构建系统的 和 。 8、组成32M ×8位的存储器，需要2M ×4位的存储芯片 32 片。 9、下列各条指令其源操作数的寻址方式是什么？各条指令单独执行后，A 中的结果是什么？设（60H ）=21H ，（A ）=19H ，（30H ）=0FH 。 （1）MOV A ，#48H ；寻址方式： 立即寻址 （A ）= 19H （2）ADD A ，60H ； 寻址方式： 直接寻址 （A ）= 3AH 11、AT89C52 单片机有_____6___个中断源，______2_级中断优先级别。 12、8255A 属于可编程的____双向____I/O 接口芯片。 13、当MCS-51引脚 ALE 信号有效时,表示从Po 口稳定地送出了低8位地址. 14、AT89C52单片机串行口波特率可以由定时器 T1 的溢出率决定。
0924]《单片机原理与接口技术》 作业一 [单选题]MCS―51单片机一个机器周期由（）个振荡周期构成；A：2 B：4 C：8 D：12 参考答案：D [多选题]电子计算机的硬件系统主要组成部分有（）A：CPU B：存储器 C：输入设备 D：输出设备 参考答案：ABCD [单选题]MCS-51单片机是（）位机。 A：4 B：8 C：16 D：32 参考答案：B [单选题]使用MCS51汇编语言指令时，标号以（）开始。 A：标点符号 B：数字 C：英文字符 D：中文字符 参考答案：C
[多选题]CPU的主要组成部分有（） A：运算器 B：控制器 C：程序存储器 D：数据存储器 参考答案：AB [判断题]MCS-51单片机复位后，RS1、RS0为0、0，此时使用0组工作寄存器。 参考答案：正确 [判断题]MCS-51单片机复位后，部特殊功能寄存器均被清零。 参考答案：错误 [填空题] 1.十六进制数30H等于十进制数（）； 2.十六进制数20H的压缩BCD码为（）； 3.与十进制数40相等的十六进制数为( )； 4.十六进制数037H对应的压缩BCD码可表示为( )； 5.字符"A”的ASCII码为（）； 6.字符"D”的ASCII码为（）； 7.字符"1”的ASCII码为（）； 8.字符"5”的ASCII码为（）； 9.位09H所在的单元地址是（）字节的（）位； 10.编写程序时使用的程序设计语言有（）、（）、（）三种； 11.MCS―51单片机有四个工作寄存器区，由PSW状态字中的（）、（）两位的状态来 决定； 12.定时器的工作方式（）为16位为定时/计数方式； 13.串行通讯分为（）和（）两种基本方式； 14.串行通讯工作方式1和方式3的波特率有SMOD值和（）控制。 参考答案：
单片机原理与接口技术习题答案 习题与思考题1 1-2 单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区别？有哪些特点？ 答：与通用微型计算机相比，单片机的硬件上，具有严格分工的存储器ROM和RAM和I/O端口引脚具有复用功能；软件上，采用面向控制的指令系统和硬件功能具有广泛的通用性，以及品种规格的系列化。单片机还具备体积小、价格低、性能强大、速度快、用途广、灵活性强、可靠性高等特点。 1-4 单片机的几个重要指标的定义。 答：单片机的重要指标包括位数、存储器、I/O口、速度、工作电压、功耗和温度。 习题与思考题2 2-2 MCS-51单片机的EA、ALE和PSEN端的功能是什么？ 答：ALE——ALE为地址锁存允许信号，在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0送出的低8位地址信号。 PSEN——外部程序存储器的读选通信号。当访问外部ROM时，PSEN产生负脉冲作为外部ROM的 选通信号；在访问外部RAM或片内ROM时，不会产生有效的PSEN信号。PSEN可驱动8个LSTTL 门输入端。 EA——访问外部程序存储器控制信号。对8051和8751，它们的片内有4KB的程序存储器。当EA为 高电平时，CPU访问程序存储器有两种情况：一是访问的地址空间在0～4K范围内，CPU访问片内 程序存储器；二是访问的地址超出4K时，CPU将自动执行外部程序存储器的程序。对于8031，EA 必须接地，只能访问外部ROM。 2-3 程序计数器（PC）有多少位？它的主要功能是什么？ 答：程序计数器有16位，它的功能和一般微型计算机的相同，用来存放下一条要执行的指令的地址。当按照PC 所指的地址从存储器中取出一条指令后，PC会自动加l，即指向下一条指令。 2-5 MCS-51单片机如何实现工作寄存器组R0~R7的选择？ 答：每个工作寄存器组都可被选为CPU的当前工作寄存器，用户可以通过改变程序状态字寄存器（PSW）中的RS1、RS0两位来任选一个寄存器组为当前工作寄存器。 RS1RS0寄存器组R0R1R2R3R4R5R6R7 000组00H01H02H03H04H05H06H07H 011组08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH 102组10H11H12H13H14H15H16H17H 113组18H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH 2-6 单片机复位后，各特殊功能寄存器中的初始化状态是什么？ 答： 特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态ACC00H TMOD00H PC0000H TCON00H PSW00H TL000H SP07H TH000H DPTR0000H TL100H P0~P30FFH TH100H IP xx000000B B00H IE0x000000B SCON00H PCON0xxx0000B SBUF不定
2020年《单片机与接口技术》试题库158题（含参 考答案） 一、单选题 1．MCS-51寻址方式中，直接寻址的寻址空间是D。 A.工作寄存器R0～R7 B.专用寄存器SFR C.程序存储器ROM Ｄ.数据存储器256字节范围 2．下列指令能使累加器A的最低位置1的是C。 A.SETB A，#01H B.SETB A，0 C.ORL A，#01H D.SETB A，#00H 3．MCS-51指令系统中，指令ADD A，R0 执行前（A）=86H，（R0）=7AH，（C）=0 执行后，其结果为 A 。 A.（A）=00H （C）=1 B.（A）=00H （C）=0 C.（A）=7AH （C）=1 D.（A）=7AH （C）=0 4．在MCS-51指令中，下列指令中 C 是无条件转移指令。 A.LCALL addr16 B.DJNZ direct,rel C.SJMP rel D.ACALL addr11 5．下列指令判断若P1口最低位为高电平就转LP，否则就执行下一句的是 B 。 A.JNB P1.0，LP B.JB P1.0，LP C.JC P1.0，LP D.JNZ P1.0，LP 6．用8051的定时器T1作计数方式，用模式2，则工作方式控制字为 A 。 A.60H B.02H C.06H D.20H 7．MCS-51单片机CPU的主要组成部分为 A 。 A.运算器、控制器 B.加法器、寄存器 C.运算器、加法器 D.运算器、译码器 8．执行指令MOVX A，@DPTR时，WR、RD脚的电平为 C 。 A.WR高电平，RD高电平 B.WR低电平，RD高电平 C.WR高电平，RD低电平 D.WR低电平，RD低电平 9．启动定时器1开始定时的指令是 D 。 A.CLR TR0 B.CLR TR1 C.SETB TR0 D.SETB TR1
《单片机与接口技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有 习题 【说明】：本课程《单片机与接口技术》（编号为02613）共有单选题,多项选择题,判断改错题,简答题,综合设计题,编程题等多种试题类型，其中，本习题集中有[单选题,多项选择题,判断改错题,简答题,综合设计题,编程题]等试题类型未进入。 一、单选题 1.二进制数110010010 对应的十六进制数可表示为( )。 A. 192H B. C90H C. 1A2H D. CA0H 2.已知某数的BCD码为0111 0101 0100 0010 则其表示的十进制数值为( )。 A. 7542H B. 7542 C. 75.42H D. 75.42 3. -3 的补码是( )。 A. 10000011 B. 11111100 C. 11111110 D. 11111101 4.十进制数126 其对应的十六进制可表示为( )。 A. 8 F B. 8 E C. F E D. 7 E 5.补码11111001对应的真值用十进制表示为( )。 A. 7 B. 13 C. －7 D. 34 6. PC 的值是( )。 A. 当前指令前一条指令的地址 B. 当前正在执行指令的地址 C. 下一条要执行指令的地址 D. 控制器中指令寄存器的地址 7.程序计数器PC的寄存器位数是( )。 A. 2 B.8 C. 16 D. 32
8.对程序计数器PC 的操作( )。 A. 是自动进行的 B. 是通过传送进行的 C. 是通过加1 指令进行的 D. 是通过减1 指令进行的 9.在程序状态字PSW 中，奇偶校验位是( )。 A. C B. AC C. OV D. P 10.在CPU 内部，反映程序运行状态或运算结果特征的寄存器是( )。 A. PC B. PSW C. A D. SP 11.当标志寄存器PSW的RS0和RS1分别为1和0时，系统选用的工作寄存器组 为( )。 A. 组0 B. 组1 C. 组2 D. 组3 12. 8051 单片机中，唯一一个用户可使用的16 位寄存器是( )。 A. PSW B. DPTR C. ACC D. PC 13. 8051的程序计数器PC为16位计数器，其寻址范围是( )。 A. 8K B. 16 K C. 32 K D. 64 K 14. 8051 单片机中，唯一一个用户不能直接使用的寄存器是( )。 A. PSW B. DPTR C. PC D. B 15. INTEL 8051CPU 是( ) 位的单片机。 A. 16 B. 4 C. 8 D. 准16 16.数据指针DPTR 访问的是( )。 A. CPU控制器 B. CPU运算器 C. 外部程序存储器 D. 外部数据存储器 17.单片机8051的XTAL1和XTAL2引脚是( )引脚。 A. 外接定时器 B. 外接串行口 C. 外接中断 D. 外接晶振 18. 8031复位后，PC与SP的值为( )。 A. 0000H，00H B. 0000H，07H C. 0003H，07H D. 0800H，00H 19.单片机芯片8031属于( )。 A.MCS-48系列 B.MCS-51系列 C.MCS-96系列 D.MCS-31系列 20. 8031 单片机中片内RAM 共有( )字节。 A. 128 B. 256 C. 4K D. 64K 21. MCS-51 单片机复位后，从下列那个单元开始取指令( )。 A. 0003H B. 000BH C. 0000H D.000CH 22.对片外数据RAM 单元读写数据须用( )。
微型计算机原理及应用 习题集 专业班级 ______________ 学号 __________________ 姓名 _________________
一、填空题 1. 运算器 和 控制器 集成在一块芯片上，被称作 CPU 。 2. 总线按其功能可分数据总线、地址总线和控制总线三种不同类型的总 线。 3. 迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是 程序存储和程序控制的工 作原理。这种原理又称为 冯诺依曼型 原理。 4 ?写出下列原码机器数的真值；若分别作为反码和补码时，其表示的真值又分 别是多少？ (1) (0110 1110) 二进制原码 (+ 110 1110) 二进制真值 (+ 110) 十进制真值 (0110 1110) 二进制反码 (+ 110 1110) 二进制真值 (+ 110) 十进制真值 (0110 1110) 二进制补码= (+ 110 1110) 二进制真值 = (+ 110) 十进制真值 ⑵ (1011 0101) 二进制原码= (—011 0101) 二进制真值= (—53) 十进制真值 (1011 0101) 二进制反码= (—100 1010) 二进制真值= (—74) 十进制真值 (1011 0101) 二进制补码= (—100 1011) 二进制真值 = (—75) 十进制真值 5 ?写出下列二进制数的原码、反码和补码(设字长为 8位)。 (1) (+ 101 0110) 二进制真值 =(0101 0110) 原码= (0101 0110) 反码= (0101 0110) 补码 (2) (- 101 0110) 二进制真值 =(1101 0110) 原码= (1010 1001) 反码= (1010 1010) 补码 6. : X:补=78H ，则］-X:补=(88 ) H 。 7 .已知 X 仁 +0010100 , 丫仁 +0100001 , X2= -0010100, Y2= -0100001，试计 算下列各式(设字长为 8位)。 (1) ［X 1 + 丫1］补=［X 1］补 + (2) ［X 1 — 丫2 ］补=［X 1 ］补 + (3) ［X 2 — 丫2］补=［X 2］补 + (4) ［X 2 + 丫2］补=［X 2］补 + 8 ?将下列十六进制数分别转换成二进制、八进制、十进制和 第1章概述 ［Y 1］补=0001 0100 + 0010 0001 = 0011 0101 ［—丫2］补=0001 0100 + 0010 0001 = 0011 0101 ［—丫2］补=1110 1100 + 0010 0001 = 0000 1101 ［丫］=1110 1100 + 1101 1111 = 1100 1011
合工大《单片机与接口技术》试卷A 评分标准和标准答案 一、【20分】简答题（每小题2分） 1、微处理器如何定义？ 微处理器是一个独立的IC芯片，内含算术运算和逻辑运算部件（ALU），不含存储器、I/O接口等，只能接受机器语言。 2、单片机如何定义？ 在一块IC芯片上集成了微处理器（μP）、存储器（RAM、ROM）、I/O 接口、定时/计数器、中断系统、系统时钟，以及系统总线等的微型计算机。 3、什么叫微机接口？ 采用硬件与软件相结合的方法，研究CPU如何与外设进行最佳匹配，从而在CPU与外设之间实现高效、可靠的信息交换。通俗地说，所谓“接口”就是CPU与外设的连接电路，是CPU与外设交换信息的中转站。4、51单片机串行发送和串行接收各用什么指令？ 串行发送：MOV SBUF, #XXH；串行接收：MOV A, SBUF。 5、晶振频率、振荡周期、机器周期三者之间是什么关系？ 晶振频率即外接晶体振荡器的标称频率，也叫振荡频率，它与振荡周期互为倒数关系；一个机器周期包含12个振荡周期。 6、MOVX指令用在哪些场合？ （1）CPU与外部RAM之间交换数据； （2）CPU与外部I/O之间交换数据。 7、用哪条指令可将P1口高四位同时取反，低四位不变？ XRL P1，#1111 0000B 8、三总线包括哪三种？ 地址总线、数据总线、控制总线。 9、USB接口全称叫什么？ 通用串行总线。 10、T0、T1计数时，对外部输入的脉冲信号有什么要求？ （1）计数脉冲最高频率不超过系统振荡频率的1/24；
（2）计数脉冲下降沿有效，高、低电平持续时间均要大于1个机器周期。 二、【14分】分析题 1、CPU为AT89S52，已知（PSW）= 0000 1000 B，分析以下各组指令的运 行结果（每小题2分）： （1）MOV R0，#90H ; (R0)<== 90H，即(08H)= 90H MOV @R0，#90H ;((R0))<==90H，即RAM(90H)=90H （2）MOV R0，#90H ; (R0)<== 90H，即(08H)= 90H MOV @R0，90H ;((R0))<==(90H)，即RAM(90H)=SFR(90H) 2、已知程序执行前： （A）=04H，（SP）=42H，（41H）=7CH，（42H）=7DH。请分析下述程序执行后：（A）=？（SP）=？（41H）=？（42H）=？（PC）=？ 可以只写最终结果（每空2分）。 POP DPH ; (DPH)<--((SP))=(42H)=7DH, (SP)<--(SP)-1, (SP)=41H POP DPL ; (DPL)<--((SP))=(41H)=7CH, (SP)<--(SP)-1, (SP)=40H MOV DPTR, #DTAB ; (DPTR)=DTAB RR A ; (A)=02H MOV B,A ; (B)=02H MOVC A, @A+DPTR ; @(DTAB+2), (A)=30H PUSH ACC ; (SP)<--(SP)+1，(SP)=41H, ((SP))<--(A), (41H)=30H MOV A, B ; (A)=(B)=02H INC A ; (A)=03H MOVC A, @A+DPTR ;@(DTAB+3),(A)=50H PUSH ACC ; (SP)<--(SP)+1，(SP)=42H, ((SP))<--(A), (42H)=50H RET ; (PCH)<--((SP))=50H,(SP)<--(SP)-1，(SP)=41H ; (PCL)<--((SP))=30H,(SP)<--(SP)-1，(SP)=40H DTAB: DB 10H, 80H, 30H, 50H, 30H, 50H, 47H, 86H, 90H, 19H （A）=50H,（SP）=40H,（41H）=30H,（42H）=50H,（PC）=5030H 三、【15分】编程题（每小题5分） 1、将8032高128字节RAM中的90H单元内容与80H单元内容 进行交换。
《单片机接口技术及应用》复习题目汇总 参考答案 微型计算机基础 一、判断题 1、3、6、710、17、19、21、23、24、26错，其余全部对。 二、选择题 CAABD BDDBC BDCD MCS-51单片机原理与结构 一、判断题 1、3、8、1 2、14、15、18、19、20错，其余全部对 二、选择题 ACCBB AAADB DCDBD CCCDA DBAAD BDCBA BACBD DB MCS-51单片机指令系统及程序设计 一、判断题 1、5、7、8、11、13、17、20、21、2 2、27、28、30、31错，其余对 二、选择题 BDDBC ACDCA CBDBB DBDAB CDBCC CABDC ACACD ABDCB DDABC BCBDD BCCBB DBCAD DABBC BADAC CBBAB CDBCC 定时、中断、串行口系统及应用 一、判断题 1、5、6、9、20 错，其余对 二、选择题 BCADC CACDC CBDAB DCDBD ACCBC CDBAA CDAAB ACBDA CBCAD ACBAD DBCCB ACDDC CBAC 单片微机基本系统扩展 一、判断 1、2、4、5、7、9错，其余正确 二、选择题 1、B 3、D 4、D 5、A 6、A 7、B 8、B 机电接口技术 一、判断 1错，其余正确 二、选择题 1、B 2、A 3、D 4、C 5、C
24页开始 一、选择题 1-10：CBACC ABDBC 11-20：DABCB CCBAD 21-25：DBCAB 26-30：DDBCD 31-35：CCBCA 36-40：ADBDC 二、判断 1、2、3、4、6、7、9、11、12、13、14、1518、19、20、22错，其余正确、 三、填空 第一部分 1、PUSH POP 2、间接位 3、低负 4、PX0 PS 5、SBUF 定时器1 第二部分 1. 8 16 2. MOVC MOVX 3. SETB PT0 SETB PX1 4. 半双工全工 5. 动态静态 第三部分 1、PUSH ，POP 2、外部中断0 ，定时器1溢出 3、动态和静态 4、SBUF MOV A,SBUF 5、间接，基址加变址 6、8，16 7、74HC164，并入串出 第四部分 1、低，64 。 2、外部中断0 ，PT1 。 3、保护现场，恢复现场 4、9600bps 5、串行 6、直接 7、MOVC 、MOV MOVX 。 8、电平触发方式，边沿触发方式。 四简答题 1、8051单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？ 答案：8位CPU； 4KB的片内程序存储器ROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器； 128B内部RAM； 21个SFR； 4个8位并行I/O口（共32位I/O线）；
第九章复习思考题 1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口？ 输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。 2. 简述输入输出接口的作用。 I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。 3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种？各有什么特点？ 在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。 在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。 条件控制方式也称为查询方式。CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。 在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响
应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。传输完数据后，返回原来的程序继续执行。 直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。 4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。 图9.1题3接口电路原理图 接口电路原理图如图9.1 源程序： MOV DPTR,#BFFFH ;设置输入/输出口地址 COMT: MOVX A,@DPTR ;读取开关状态 NOP ;延时，总线稳定 MOVX @DPTR,A ;输出，驱动LED显示 NOP ;延时，总线稳定 AJMP CONT 5. 74LS377是8D触发器，其功能表见表9.17，其中Di为触发器的数据输入端，Qi为触发器的数据输出端，G是使能控制端，CLK是时钟输入端，Q0为建立稳态输入条件之前，锁存器输出Q的状态。采用它为8051单片机扩展1个8位的并行输出口。
《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社 第2章 AT89S51单片机的片内硬件结构 思考题及习题2 1．在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。答：2μs 2．AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。答：12 3．内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在的字节地址分别为和。答：28H，88H 4．片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为。答：50H，A8H 5．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。答：0 6．AT89S51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为，因上电时PSW= 。这时当前的工作寄存器区是组工作寄存器区。答：04H，00H，0。 7. 内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。答：00H，1FH 8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到，先弹出的是原来中的内容。答：PC, PC，PCH 9．AT89S51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89S51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。答：64 10．判断下列说法是否正确？ A．使用AT89S51单片机且引脚EA=1时，仍可外扩64KB的程序存储器。错 B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。错 C．在AT89S51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须事先预置为1。对 D．PC可以看成是程序存储器的地址指针。对 11．判断下列说法是否正确？
第一章 1:什么是单片机? 单片机是一种面向工业的微处理器，它将CPU、RAM、ROM存储器、定时计数器、中断系 统、I/O 接口电路集成在一个芯片上，也叫单片微型计算机。 由于体积小、功能强、可靠性高、功耗更低，可以嵌入到任何工业设备和仪器仪表中，被作为嵌入式控制器，被广泛地应用在工业控制领域。 2 单片机有哪些特点？ 答: （1）单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM 则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。（2）采用面向控制的指令系统。（3）单片机的I/O 引脚通常是多功能的。（4）单片机的外部扩 展能力强。（5）单片机体积小，成本低，运用灵活，易于产品化。（6）面向控制，能有 针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。（7）抗干扰 能力强，适用温度范围宽。（8）可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效 率和可靠性大为提高。 3 单片机的应用有哪些？ 答: （1）工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、测控系统等。（2）仪器仪表。如智能仪表、医疗器械、数字示波器等。（3）计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。（4）商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。（5）家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。（6）消费类电子产 品。（7）通讯设备和网络设备。（8）儿童智能玩具。（9）汽车、建筑机械、飞机等大型 机械设备。（10）智能楼宇设备。（11）交通控制设4．常见的单片机有哪些类型？ 答: 1 ．AVR 单片机；2．Motorola 单片机；3．MicroChip 单片机；4．Scenix 单片机；5．EPSON 单片机；7．GMS90 单片机；8．华邦单片机9．Zilog 单片机；10．NS 单片机；11．AX1001 单片机 第二章 1,MCS-51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件 答:（1）1 个8 位的微处理器CPU。（2）8KB 的片内程序存储器Flash ROM（51 子系列 的Flash ROM为4KB），用于烧录运行的程序、常数数据。（3）256B 的片内数据存储器 RAM（51 子系列的RAM 为128B），在程序运行时可以随时写入数据和读出，用于存放函 数相互传递的数据、接收的外部数据、中间结果、最后结果以及显示的数据等。（4）3 个
第1章单片机概述 1．除了单片机这一名称之外，单片机还可称为和。 答：微控制器，嵌入式控制器。 2．单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和3部分集成于一块芯片上。 答：CPU、存储器、I/O口。 3．8051与8751的区别是。 A．内部数据存储单元数目不同B．内部数据存储器的类型不同C．内部程序存储器的类型不同D．内部寄存器的数目不同 答：C。 4．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。 A．辅助设计应用；B．测量、控制应用；C．数值计算应用；D．数据处理应用答：B。 5．微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机它们之间有何区别？ 答：微处理器、微处理机和CPU都是中央处理器的不同称谓；而微计算机、单片机都是一个完整的计算机系统，单片机特指集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 6．MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？ 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别是8031、8051和8751。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器，8051片内有4KB的程序存储器ROM，而8751片内集成有4KB的程序存储器EPROM。 7．为什么不应当把51系列单片机称为MCS-51系列单片机？ 答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。 8．AT89C51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一种型号的产品？ 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89C51芯片内的4KB Flash存储器取代了87C51片内的4KB的EPROM。
单选题 1.执行中断返回指令RETI，会从堆栈取出数作为地址送给（C ）。 1. A. DPTR 2. B. PSW 3. C. PC 4. D. Rn 2、从MCS-51单 片机外部数据 存储器取数据 时，可以采用指 令（D ）。 1. A. MOV A , R1 2. B. POP A 3. C. MOVC A , @A+DPTR 4. D. MOVX A , 3、指令MOV A, @R0 中源操作 数的寻址方式 为（B ）。 1. A. 寄存器寻 址
2. B. 寄存器间接寻址 3. C. 立即寻址 4. D. 直接寻址 4、MCS-51单片机是根据（A ）中的数值作为 地址读取指令。 1. A. PC 2. B. DPTR 3. C. SP 4. D. PSW 5、8051单片机使用2MHz的晶振，一个机器周期是（C ）微秒。 1. A. 1 2. B. 4
3. C. 6 4. D. 12 6、用于设置定时器/计数器工作方式的寄存器是（D ）。 1. A. PCON 2. B. TCON 3. C. SCON 4. D. TMOD 7、若需要从MCS-51单片机外部数据存储器取数据时，可以采用的指令为（A ）。 1. A. MOVX A, @R0 2. B. MOV A, @R1
3. C. MOVC A, @A + DPTR 4. D. POP A 8、MCS-51单片机复位操作会把PC初始化为( B )。 1. A. 0100H 2. B. 0000H 3. C. 0003H 4. D. 000BH 9、MCS―51单片机一个机器周期由（D）个振荡周期构成。 1. A. 1 2. B. 4 3. C. 6
单片机原理及接口李朝青 1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件： (l)CPU(中央处理器):8位 (2)片内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB (5)并行I/O口:8位，4个 (6)串行接口:全双工，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个 (8)片内时钟电路:1个 2.89C51的EA端有何用途？ 答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内flash Rom并执行内部程序，存储器。/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。/EA 端保持高电平时，CPU执行内部存储器中的指令。 3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答：ROM（片内ROM和片外ROM统一编址）（使用MOVC）（数据传送指令）（16bits 地址）（64KB） 片外RAM（MOVX）（16bits地址）（64KB） 片内RAM（MOV）（8bits地址）（256B） 4. 简述89C51片内RAM的空间分配。 答：片内RAM有256B 低128B是真正的RAM区 高128B是SFR（特殊功能寄存器）区 5. 简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。答：片内RAM区从00H~FFH（256B） 其中20H~2FH（字节地址）是位寻址区 对应的位地址是00H~7FH 6. 如何简捷地判断89C51正在工作? 答：用示波器观察8051的XTAL2端是否有脉冲信号输出（判断震荡电路工作是否正常？） ALE（地址锁存允许）（Address Latch Enable）输出是fosc的6分频用示波器观察ALE是否有脉冲输出（判断 8051芯片的好坏？） 观察PSEN（判断8051能够到EPROM 或ROM中读取指令码？） 因为/PSEN接外部EPROM（ROM）的/OE端子 OE=Output Enable（输出允许） 7. 89C51如何确定和改变当前工作寄存器组?
习题答案
①②③④习题答案 第二章：硬件结构 一、填空 1. 0；低电平 2. 32；4；8；R0-R7 3. 上电复位；手动按键复位；00；00H-07H；11 4. 内部数据存储器；外部数据存储器；内部程序存储器；外部程序存储器；3 5. 256B；64KB 6. 0B；4KB 7. 1.2MHz；12MHz；1us 二、选择 1. ① 2. ④ 3. ① 4. ① 5. ② 6. ③ 7. ③ 8. ③ 9. ③ 三、判断 1. × 2. × 3. × 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. × 9. ×
习题答案 第三章：指令系统 一、填空 1. 指令 2. 111；单；双；三 3. 7 4. 操作数；A；B；DPTR 5. 操作数；地址；R0；R1；DPTR 6. 直接 7. DPTR；PC；A；程序存储器 8. DPTR；SP；MOVX 9. 直接；立即 10. 80H
第三章：指令系统 一、填空 11. 68H 12. 68H 13. 62H；68H；36H 14. 41H；39H；88H 15. BFH；0；0；0 16. 2EH；1；1；0 17. 26H；1 18. 90H；06H；0；1 19. 10H；03H；0；0 20. 06H；09H 21. 00H；96H 二、选择 1. ④ 2. ③ 3. ④ 4. ②
第四章：程序设计 一、填空 1. 保护；恢复 2. 机器语言 3. 0500H;0505H;01H;0507H 二、编程 5.答案见课件
第五章：中断系统 一、填空 1. 共享 2. 外部 3. PC；PC；外部中断0矢量地址 4. 外部中断0 5. 电平；边沿 二、选择 1. ② 2. ③ 3. ④ 4. ① 5. ③ 6. ④ 7. ② 8. ② 三、编程 3.程序见下页
面向应用型人才培养--开展信号与信息处理课程群改革与实践 《单片机原理与接口技术》课程教学大纲 课程中文名称：单片机原理与接口技术C 课程英文名称：Principle of Single-chip Microcomputer and Interface Technology C 课程编号：00007162 学分：3.5总学时：56实验学时：16上机学时：0 开课学期：5 适用专业：应用物理学专业、光源与照明专业 先修课程：软件技术基础、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术 后续课程：单片机原理与接口技术课程设计、嵌入式系统基础及应用、智能仪器设计基础 开课单位：物理与光电工程学院 一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，即专业人才培养目标中的知识、能力和素质） 课程性质：单片机原理与接口技术是应用物理学专业和光源与照明专业高级专门技术人才和管理人才必修的专业技术基础课程。通过本课程的学习，使学生了解和掌握单片机技术的有关基本知识、基本理论、基本技能和科学思维方法，旨在于培养学生获取综合运用单片机技术的能力，为学生能够进一步独立分析和解决工程实践问题，开展新工艺、新技术创新奠定基础。 教学目标：通过本课程学习，使学生对单片机原理与接口技术的基础理论、基本内容和基本分析方法和算法进行充分的掌握和了解。学生在掌握微型计算机基础的前提下，能够掌握单片机的硬件结构与时序、单片机的指令系统、单片机汇编语言程序设计及仿真调试、单片机的C语言程序设计、单片机的中断系统、单片机的定时器/计数器、单片机的串行通信，以及掌握单片机与常用外设的接口设计，为今后从事单片机与接口技术方面的应用与研究打下基础。 二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求） 1.绪论（2学时） 教学内容：计算机的诞生、发展及基本结构，计算机类型划分，嵌入式计算机的类别及应用特点。 要求：了解单片机的应用领域，知道单片机能干什么，以提高学习的兴趣；了解单片微型计算机系统应用开发的特点，增加今后学习的针对性。 2.微型计算机基础（4学时） 教学内容：计算机中的数、编码和运算，微型计算机的基本结构，微型计算机的指令执行过程，微型计算机系统，单片微型计算机概述。 要求：了解计算机中数和其他信息的编码表达方式；了解计算机运算基础，理解加法在二进制运算中的重要地位；了解微型计算机的结构特点及各功能模块的作用和工作原理；了解微型计算机执行指令的例行程序，重点