第11章单片机常用接口
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章1 绪论1.第一台计算机的问世有何意义?答:第一台电子数字计算机ENIAC问世,标志着计算机时代的到来。
与现代的计算机相比,ENIAC有许多不足,但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元,对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。
2.计算机由哪几部分组成?答:由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成,运算器与控制器合称为CPU。
3.微型计算机由哪几部分构成?答:微型计算机由微处理器、存储器和I/O接口电路构成。
各部分通过地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)相连。
4.微处理器与微型计算机有何区别?答:微处理器集成了运算器和控制器(即CPU);而微型计算机包含微处理器、存储器和I/O接口电路等。
5.什么叫单片机?其主要特点有哪些?答:在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。
单片机主要特点有:控制性能和可靠性高;体积小、价格低、易于产品化;具有良好的性能价格比。
6.微型计算机有哪些应用形式?各适于什么场合?答:微型计算机有三种应用形式:多板机(系统机)、单板机和单片机。
多板机,通常作为办公或家庭的事务处理及科学计算,属于通用计算机。
单板机,I/O设备简单,软件资源少,使用不方便。
早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统,现在已很少使用。
单片机,单片机体积小、价格低、可靠性高,其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。
目前,单片机应用技术已经成为电子应用系统设计的最为常用技术手段。
7.当前单片机的主要产品有哪些?各有何特点?答:多年来的应用实践已经证明,80C51的系统结构合理、技术成熟。
因此,许多单片机芯片生产厂商倾力于提高80C51单片机产品的综合功能,从而形成了80C51的主流产品地位,近年来推出的与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。
《单片微型计算机原理及应用》习题参考答案姜志海刘连鑫王蕾编著电子工业出版社目录第1章微型计算机基础 (2)第2章半导体存储器及I/O接口基础 (4)第3章MCS-51系列单片机硬件结构 (11)第4章MCS-51系列单片机指令系统 (16)第5章MCS-51系列单片机汇编语言程序设计 (20)第6章MCS-51系列单片机中断系统与定时器/计数器 (26)第7章MCS-51系列单片机的串行口 (32)第8章MCS-51系列单片机系统扩展技术 (34)第9章MCS-51系列单片机键盘/显示器接口技术 (36)第10章MCS-51系列单片机模拟量接口技术 (40)第11章单片机应用系统设计 (44)第1章微型计算机基础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。
它具有解释指令、执行指令和与外界交换数据的能力。
其内部包括三部分:运算器、控制器、内部寄存器阵列(工作寄存器组)。
微型计算机由CPU、存储器、输入/输出(I/O)接口电路构成,各部分芯片之间通过总线(Bus)连接。
以微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备、电源、系统软件一起构成应用系统,称为微型计算机系统。
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.单片机与普通微型电脑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电脑的。
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、微电脑、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;而微电脑、单片机都是一个完整的电脑系统,单片机特指集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微电脑。
6.MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种?它们的差异是什么?答:MCS-51系列单片机的基本型芯片分别是8031、8051和8751。
它们的差异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。
第2章 AT89C51单片机片内硬件结构1.在AT89C51单片机中,如果采用6MHz晶振,一个机器周期为。
答:2µs2.AT89C51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,该位所在字节的字节地址分别为和。
51单片机I/O引脚IO口工作原理一、P0端口的结构及工作原理P0端口8位中的一位结构图见下图:由上图可见,P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。
再看图的右边,标号为P0.X引脚的图标,也就是说P0.X引脚可以是P0.0到P0.7的任何一位,即在P0口有8个与上图相同的电路组成。
下面,我们先就组成P0口的每个单元部份跟大家介绍一下:先看输入缓冲器:在P0口中,有两个三态的缓冲器,在学数字电路时,我们已知道,三态门有三个状态,即在其的输出端可以是高电平、低电平,同时还有一种就是高阻状态(或称为禁止状态),大家看上图,上面一个是读锁存器的缓冲器,也就是说,要读取D锁存器输出端Q的数据,那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端(上图中标号为…读锁存器‟端)有效。
下面一个是读引脚的缓冲器,要读取P0.X引脚上的数据,也要使标号为…读引脚‟的这个三态缓冲器的控制端有效,引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。
D锁存器:构成一个锁存器,通常要用一个时序电路,时序的单元电路在学数字电路时我们已知道,一个触发器可以保存一位的二进制数(即具有保持功能),在51单片机的32根I/O 口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。
大家看上图中的D锁存器,D端是数据输入端,CP是控制端(也就是时序控制信号输入端),Q是输出端,Q非是反向输出端。
对于D触发器来讲,当D输入端有一个输入信号,如果这时控制端CP没有信号(也就是时序脉冲没有到来),这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。
如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了,这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。
数据传送过来后,当CP时序控制端的时序信号消失了,这时,输出端还会保持着上次输入端D的数据(即把上次的数据锁存起来了)。
如果下一个时序控制脉冲信号来了,这时D端的数据才再次传送到Q端,从而改变Q端的状态。
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机(microcontroller)是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中,用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口(USART):USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输,常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI(串行外围接口):SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口,通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性,可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C(Inter-Integrated Circuit):I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线,用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输,可以实现多主多从的通信方式,并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO(通用输入/输出):GPIO接口是单片机中最常见的接口之一,用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态,可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC(模数转换器):ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号,常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口,单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号,便于处理和分析。
3. DAC(数模转换器):DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口,单片机可以控制外部设备的模拟量输出,如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM(脉冲宽度调制):PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期,可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S(串行音频接口):I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
单片机的常用接口详细资料说明(一)引言概述:单片机是一种集成电路,能够完成多种任务,如输入输出、数据处理、控制静态逻辑等。
它的常用接口是为了与外部设备通信和交互。
本文将详细介绍单片机的常用接口,并提供相关资料说明。
正文内容:一、GPIO接口1. 简介:GPIO(General Purpose Input/Output)是单片机最基本的通用输入输出接口。
它可以配置为输入或输出模式,用于连接各种外部设备。
2. 输入模式设置:包括上拉电阻、下拉电阻的配置,输入信号的检测,消抖等。
3. 输出模式设置:包括推挽输出、开漏输出、输入/输出状态的设置等。
4. GPIO的常用操作:包括读取输入状态、设置输出状态、配置引脚方向等。
5. 相关资料说明:提供GPIO接口的引脚映射、寄存器配置及操作方法等相关资料。
二、UART接口1. 简介:UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是单片机与外部设备进行串行通信的接口。
2. 串口通信原理:包括波特率、数据位、停止位、校验位等相关原理。
3. UART的工作模式:包括异步模式、同步模式、多机通信模式等。
4. UART的常见应用:包括与PC进行通信、与传感器进行数据交换等。
5. 相关资料说明:提供UART接口的引脚映射、寄存器配置及通信协议等相关资料。
三、SPI接口1. 简介:SPI(Serial Peripheral Interface)是一种串行通信接口,常用于连接单片机与外部设备,如存储器、显示模块等。
2. SPI通信原理:包括主从模式、时钟极性和相位等相关原理。
3. SPI的数据传输方式:包括全双工模式、半双工模式等。
4. SPI的常见应用:包括与Flash EEPROM进行数据交换、与LCD进行通信等。
5. 相关资料说明:提供SPI接口的引脚映射、寄存器配置及通信协议等相关资料。
四、I2C接口1. 简介:I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信接口,常用于连接单片机与各种外部设备,如温度传感器、加速度传感器等。
单片机常用接口(一)引言:单片机是嵌入式系统中常用的一种微型计算机,它通过各种接口与外围设备进行通信和控制。
本文将详细介绍单片机常用接口的相关知识,帮助读者理解和应用单片机系统。
概述:单片机常用接口是单片机系统中重要的组成部分,它包括数字接口和模拟接口两部分。
数字接口用于数字信号的输入输出,而模拟接口用于模拟信号的输入输出。
在设计单片机系统时,合理选择和使用接口是实现各种功能的关键。
正文:一、数字接口数字接口是单片机与数字设备通信的关键,它包括并口、串口、时序接口等几种常见的接口类型。
1. 并口接口a. 并口接口的工作原理b. 并口接口的应用场景c. 并口接口数据传输的方式d. 并口接口的优缺点e. 并口接口的发展趋势2. 串口接口a. 串口接口的工作原理b. 串口接口的应用场景c. 串口接口数据传输的方式d. 串口接口的优缺点e. 串口接口的发展趋势3. 时序接口a. 时序接口的工作原理b. 时序接口的应用场景c. 时序接口数据传输的方式d. 时序接口的优缺点e. 时序接口的发展趋势4. SPI接口a. SPI接口的工作原理b. SPI接口的应用场景c. SPI接口数据传输的方式d. SPI接口的优缺点e. SPI接口的发展趋势5. I2C接口a. I2C接口的工作原理b. I2C接口的应用场景c. I2C接口数据传输的方式e. I2C接口的发展趋势二、模拟接口模拟接口是单片机与模拟设备通信的关键,它包括模拟输入接口和模拟输出接口两部分。
1. 模拟输入接口a. 模拟输入接口的工作原理b. 模拟输入接口的应用场景c. 模拟输入接口的工作方式d. 模拟输入接口的优缺点e. 模拟输入接口的发展趋势2. 模拟输出接口a. 模拟输出接口的工作原理b. 模拟输出接口的应用场景c. 模拟输出接口的工作方式d. 模拟输出接口的优缺点e. 模拟输出接口的发展趋势3. ADC接口a. ADC接口的工作原理b. ADC接口的应用场景c. ADC接口的工作方式e. ADC接口的发展趋势4. DAC接口a. DAC接口的工作原理b. DAC接口的应用场景c. DAC接口的工作方式d. DAC接口的优缺点e. DAC接口的发展趋势5. PWM接口a. PWM接口的工作原理b. PWM接口的应用场景c. PWM接口的工作方式d. PWM接口的优缺点e. PWM接口的发展趋势总结:本文介绍了单片机常用接口的基本原理、应用场景、数据传输方式、优缺点以及发展趋势。