第7章MCS-51单片机的常用外设扩展

第7章 MCS-51的串行口一、填空1. MCS-51单片机的串行接口有种工作方式。

其中方式为多机通信方式。

2. 串行口中断标志RI/TI由置位，清零。

3. MCS-51串行接口有4种工作方式,这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器（）加以选择.4. 用串口扩并口时,串行接口工作方式应选为方式。

5. 串行通信按照数据传送方向可分为三种制式： 、 和 。

6. 波特率定义为 。

串行通信对波特率的基本要求是互相通信的甲乙双方必须具有的 波特率。

7. 多机通信时，主机向从机发送信息分地址帧和数据帧两类，以第9位可编程TB8作区分标志。

TB8=0，表示 ；TB8=1，表示 。

8. 当从机 时，只能接收主机发出的地址帧，对数据不予理睬。

9. 多机通信开始时，主机首先发送地址，各从机核对主机发送的地址与本机地址是否相符，若相符，则置 。

二、判断1. 要进行多机通信，MCS-51串行接口的工作方式应为方式1。

（）2. MCS-51的串行接口是全双工的。

（）3. MCS-51上电复位时，SBUF=00H。

（）。

三、简答1. 串行通信和并行通信有什么区别？各有什么优点？2. 什么是串行异步通信，它有哪些作用？并简述串行口接收和发送数据的过程。

3. 简述MCS-51单片机多机通信的特点。

4. 若异步通信按方式2传送，每分钟传送3000个字符，其波特率是多少？5. 什么是串行异步通信，它有哪些作用？并简述串行口接收和发送数据的过程。

6. 8051单片机四种工作方式的波特率应如何确定？7. 某异步通信接口，其帧格式由1个起始位（0），7个数据位，1个偶校验和1个停止位（1）组成。

当该接口每分钟传送1800个字符时，试计算出传送波特率。

8. 串行口工作方式在方式1和方式3时，其波特率与fosc、定时器T1工作模式2的初值及SNOD位的关系如何？设fosc=6MHz，现利用定时器T1模式2产生的波特率为110bps。

试计算定时器初值。

MCS-51单片机原理及接口技术习题参考答案第一章绪论1-1解答：第一台计算机的研制目的是为了计算复杂的数学难题。

它的特点是：计算机字长为12位，运算速度为5 000次/s，使用18 800个电子管，1 500个继电器，占地面积为150 m2，重达30 t，其造价为100多万美元。

它的诞生，标志着人类文明进入了一个新的历史阶段。

1-2解答：单片微型计算机简称单片机。

一个完整的单片机芯片至少有中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器及I/O接口等部件。

1-3解答：单片机的发展大致经历了四个阶段：第一阶段（1970—1974年），为4位单片机阶段；第二阶段（1974—1978年），为低中档8位单片机阶段；第三阶段（1978—1983年），为高档8位单片机阶段；第四阶段（1983年至今），为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。

1-4解答：Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品；Motorola公司的6801、6802、6803、6805、68HC11系列产品；Zilog公司的Z8、Super8系列产品；Atmel公司的AT89系列产品；Fairchild公司的F8和3870系列产品；TI公司的TMS7000系列产品；NS公司的NS8070系列产品；NEC公司的μCOM87（μPD7800）系列产品；National公司的MN6800系列产品；Hitachi公司的HD6301、HD63L05、HD6305。

1-5解答：（1）8031/8051/8751三种型号，称为8051子系列。

8031片内没有ROM，使用时需在片外接EPROM。

8051片内含有4KB的掩模ROM，其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。

8751片内含有4KB的EPROM，用户可以先用紫外线擦除器擦除，然后再利用开发机或编程器写入新的程序。

（2）8032A/8052A/8752A是8031/8051/8751的增强型，称为8052子系列。

单片机外部RAM扩展模块MCS-51系列单片机外部RAM为64K，在一些特殊场合下，远不能满足需要，本文就AT89C51讨论MCS-51系列单片机大容量RAM的扩首先介绍128K随机读取RAM HM628128。

HM628128是32脚双列直插式128K静态随机读取RAM，它具有容量大、功耗低、价格便宜、集成度高、速度快、设计和使用方便等特点。

如若在系统中加入掉电保护电路，保护数据有很高的可靠性，可以和EEPROM相媲美。

技术特性：（1）最大存取时间为120ns；（2）典型选通功耗75mW；典型未选通功耗10uW；（3）使用单一5V电源供电；（4）全静态存储器，不需要时钟及时序选通信号；（5）周期时间与存取时间相等；（6）采用三态输出电路，数据输入和输出端公用；图6 HM628128外部引脚（7）所有输入和输出引脚均与TTL电平直接兼容；（8）有两个片选端，适合于低功耗使用，即为了保存信息，用电池作为后备电源。

保存信息的最低电源电压Vcc=2V。

引脚安排及功能表：图6是HM628128的外部引脚排列图，各引脚名称及功用分别如下：A0～A16是17条地址线；I/O0～I/O7是8条双向数据线；CS1是片选1，低电平有效，CS2是片选2，高电平有效；WR是写控制线，当CS1为低电平，CS2为高电平时，WR的上升沿将I/O0～I/O7上的数据写到A0～A16选中的存储单元中；OE是读出允许端，低电平有效。

HM628128的功能表如表3所示。

其中，H表示高电平，L表示低电平，X表示任意状态由于AT89C51直接外部RAM容量为64K，地址线为16条，其中低8位地址和数据分时复用，因此需要外部地址锁存器和ALE锁存信号来锁存低8位地址。

又由于AT89C51的外部数据和外设地址通用，若扩展外设必然占用数据地址。

因此本系统采用P2.7（A15）口来区分数据和外设：当P2.7（A15）口为高电平时，选择外部数据；P2.7（A15）口为低电平时，则为外设。

单片机原理及应用（C语言版）第7章MCS-51单片机串行口主编：周国运中国水利水电出版社本章要点本章主要讲述MCS-51单片机串行口的结构、工作原理以及应用。

主要内容包括串行通信基本知识、MCS-51单片机串行口结构、串行口工作方式以及单片机与PC机通信的接口电路。

7.1 串行通信基本知识主要内容7.1.1 数据通信7.1.2 异步通信和同步通信7.1.3 波特率7.1.4 通信方向7.1.5 串行通信接口种类7.1.1 数据通信计算机与外界的信息交换称为通信。

基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。

1．并行通信单位信息（通常指一个字节）的各位数据同时传送的通信方法称为并行通信。

优点：传送速度快；缺点：数据有多少位，就需要多少根传送线。

适合近距离通信7.1.1 数据通信2．串行通信单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信。

优点：只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；缺点：传送速度较低。

适合远距离通信1．异步通信异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。

7.1.2异步通信和同步通信图7-3 异步通信的一帧数据格式1、异步通信起始位（0）：信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。

线路上在不传送字符时应保持为1。

接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符，应马上准备接收。

数据位：紧接着起始位后面，它可以是5位（D0--D4）、6位、7位或8位（D0--D7）。

1、异步通信奇偶校验：只占一位，但也可以规定不使用奇偶校验位，这一位就可省去。

也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。

停止位：用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。

停止位可以是1位、1.5位或2位。

接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备--只要再接收到0，就是新的字符的起始位。

单片机原理及应用（第3版）参考答案《单片机原理及应用(第3版)》习题参考答案姜志海黄玉清刘连鑫编著电子工业出版社目录第1章概述 ............................................................. 2 第2章 MCS,51系列单片机硬件结构 . (5)第3章 MCS,51系列单片机指令系统 .......................................10 第4章 MCS,51系列单片机汇编语言程序设计 ............................... 13 第5章 MCS,51系列单片机硬件资源的应用 ................................. 18 第6章 MCS,51系列单片机并行扩展接口技术 ............................... 23 第7章 MCS,51系列单片机串行总线扩展技术 ............................... 28 第8章单片机应用系统设计 . (30)第1章概述1(简述微型计算机的结构及各部分的作用微型计算机在硬件上由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。

运算器是计算机处理信息的主要部分;控制器控制计算机各部件自动地、协调一致地工作;存储器是存放数据与程序的部件;输入设备用来输入数据与程序;输出设备将计算机的处理结果用数字、图形等形式表示出来。

通常把运算器、控制器、存储器这三部分称为计算机的主机，而输入、输出设备则称为计算机的外部设备(简称外设)。

由于运算器、控制器是计算机处理信息的关键部件，所以常将它们合称为中央处理单元CPU(Central Process Unit)。

2(微处理器、微型计算机、微型计算机系统有什么联系与区别,微处理器是利用微电子技术将计算机的核心部件(运算器和控制器)集中做在一块集成电路上的一个独立芯片。

第7章习题答案1．通常8031给用户提供的I/O口有哪几个？为什么？答案：MCS-51系列单片机虽然有4个8位I/O口P0、P1、P2、P3，但4个I/O口实际应用时，并不能全部留给用户作系统的I/O口。

因为当单片机在外部扩展了程序存储器、数据存储器时，就要用P0和P2口作为地址/数据总线，而留给用户使用的I/O口只有P1口和一部分P3口。

(不做系统扩展，都可以用作I/O口)2．在MCS-51单片机应用系统中，外接程序存储器和数据存储器的地址空间允许重叠而不会发生冲突，为什么？外部I/O接口地址是否允许与存储器地址重叠？为什么？答案：因为单片机访问外部程序存储器与访问外部数据存储器（包括外部I/O口）时，会分别产生PSEN与RD/WR两类不同的控制信号，因此外接程序存储器和数据存储器的地址空间允许重叠而不会发生冲突。

外部扩展I/O口占用数据存储器地址空间，与外部数据存储器统一编址，单片机用访问外部数据存储器的指令来访问外部扩展I/O口。

因此外部I/O接口地址是否允许与程序存储器地址重叠不允许与数据数据存储器地址重叠。

3．在通过MOVX指令访问外部数据存储器时，通过I/O口的哪些位产生哪些控制信号？答案：MCS-51对外部数据存储器的访问指令有以下4条：1）MOVX A, @Ri2）MOVX @Ri, A3）MOVX A, @DPTR4）MOVX @DPTR, A访问外部数据存储器指令在执行前，必须把需要访问的存储单元地址存放在寄存器Ri （R0或R1）或DPTR中。

CPU在执行1）、2）指令时，作为外部地址总线的P2口输出P2锁存器的内容、P0口输出R0或R1的内容；在执行3）、4）指令时，P2口输出DPH内容，P0口输出DPL内容。

写时(/WR P3.6)有效；读时（/RD P3.7）有效。

4．外部存储器的片选方式有几种？各有哪些特点？答案：外部存储器的片选方式有线选法和译码法两种。

线选法的特点是连接简单，不必专门设计逻辑电路，但是各个扩展芯片占有的空间地址不连续，因而地址空间利用率低。

word 格式格式.. .. 第七章 习题参考答案一、填空题1、在串行通信中，有数据传送方向为 单工 、 半双工 和 全双工 三种方式。

2、要串口为10位UART UART，，工作方式应选为 方式1 。

3、用串口扩并口时，串行接口工作方式应选为方式 0 。

4、计算机的数据传送有两种方式，即 并行数据传送 和 串行数据传 送 方式，其中具有成本低特点的是 串行数据传送 方式。

5、串行通信按同步方式可分为 异步 通信和 同步 通 信。

6、异步串行数据通信的帧格式由 起始 位、 数据 位、 奇偶校验 位和位和停止 位组成。

7、串行接口电路的主要功能是 串行串行 化和 反串行 化，把 帧中格式信息滤除而保留数据位的操作是 反串行反串行 化。

8、专用寄存器“串行数据缓冲寄存器”，实际上是 发送缓冲 寄存器和 接 收缓冲寄存器的总称。

9、MCS-51的串行口在工作方式0下，是把串行口作为 同步移位 寄存器来使用。

这样，在串入 并出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为 并行输出 口使用，在并入串出移位寄存器的配合下，就可以把串行 口作为 并行输入 口使用。

1010、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是约定 的。

1111、、使用定时器使用定时器//计数器设置串行通信的波特率时，计数器设置串行通信的波特率时，应把定时器应把定时器应把定时器//计数器1设定作方式 2 ，即 自动重新加载 方式。

1212、某、某8031串行口，传送数据的帧格式为1个起始位（个起始位（00），），77个数据位，据位，11个偶校验位和1个停止位（个停止位（11）组成。

当该串行口每分钟传送 1800个字符时，则波特率应为 300b/s 。

解答：串口每秒钟传送的字符为：解答：串口每秒钟传送的字符为：1800/60=301800/60=30个字符个字符//秒所以波特率为：所以波特率为：3030个字符个字符//秒×10位/个字符个字符=300b/s =300b/s 1313、、8051单片机的串行接口由发送缓冲积存器SBUF SBUF、、接收缓冲寄存器SBUF 、 串行接口控制寄存器SCON SCON、定时器、定时器T1构成的波特率发生器 等部件组成。