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第5章 接口技术

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单片机原理及接口技术_李朝青课本答案第五章

单片机原理及接口技术_李朝青课本答案第五章

第五章1、什么是中断和中断系统？其主要功能是什么？答：当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生的某一件事件请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件，中断服务处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。

这种过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。

功能：（1）使计算机具有实时处理能力，能对外界异步发生的事件作出及时的处理（2）完全消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率（3）实现实时控制2、试编写一段对中断系统初始化的程序，使之允许INT0，INT1，T O，串行口中断，且使T0中断为高优先级中断。

解：MOV IE,#097HMOV IP,#02H3、在单片机中，中断能实现哪些功能？答：有三种功能：分时操作，实时处理，故障处理4、89C51共有哪些中断源？对其中端请求如何进行控制？答：（1）89C51有如下中断源① :外部中断0请求，低电平有效② :外部中断1请求，低电平有效③T0：定时器、计数器0溢出中断请求④T1：定时器、计数器1溢出中断请求⑤TX/RX：串行接口中断请求（2）通过对特殊功能寄存器TCON、SCON、IE、IP的各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能5、什么是中断优先级？中断优先处理的原则是什么？答：中断优先级是CPU相应中断的先后顺序。

原则：（1）先响应优先级高的中断请求，再响应优先级低的（2）如果一个中断请求已经被响应，同级的其它中断请求将被禁止（3）如果同级的多个请求同时出现，则CPU通过内部硬件查询电路，按查询顺序确定应该响应哪个中断请求查询顺序：外部中断0→定时器0中断→外部中断1→定时器1中断→串行接口中断6、说明外部中断请求的查询和响应过程。

答：当CPU执行主程序第K条指令，外设向CPU发出中断请求，CPU接到中断请求信号并在本条指令执行完后，中断主程序的执行并保存断点地址，然后转去响应中断。

第五章 5.7节 模拟电路接口技术ADC0809

第五章 5.7节 模拟电路接口技术ADC0809

2、主要性能指标 （1）、分辨率
分辨率反映A/D 转换器对输入微小变化响应的能力，通常用数字输
出最低位(LSB)所对应的模拟输入的电平值表示。n 位A/D 能反应 1/2^n 满量程的模拟输入电平。
由于分辨率直接与转换器的位数有关，所以一般也可简单地用数字
量的位数来表示分辨率，即n 位二进制数，最低位所具有的权值，就 是它的分辨率。
值得注意的是，分辨率与精度是两个不同的概念，不要把两者相混
淆。即使分辨率很高，也可能由于温度漂移、线性度等原因，而使其 精度不够高。
例如，ADC输出为八位二进制数， 输入信号最大值为 5V，其分辨率为： U m 19 .61mV 8
2 1
（2）、转换时间
转换时间是指完成一次A/D 转换所需的时间，即由发出启动转换
/**********(C) ADC0809.C**************/ #include <reg51.h> #include "1602.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit ADC_START=P2^0; //四个控制引脚的定义 sbit ADC_ALE =P2^1; sbit ADC_EOC =P2^2; sbit ADC_OE =P2^3; sbit D0=P0^0; //八盏灯的定义 sbit D1=P0^1; sbit D2=P0^2; sbit D3=P0^3; sbit D4=P0^4; sbit D5=P0^5; sbit D6=P0^6; sbit D7=P0^7;
AD转换速度： 500K频率：130us 640K频率：100us 分辨率：8位
4、ADC0809接口电路

微机原理与接口技术

微机原理与接口技术
返回
5.2 I/O端口及其编址方式
5.1.2 接口电路中的信息
❖数据信息 ❖状态信息 ❖控制信息
习惯上把分别传送这三种信息的端口称为 数据口、状态口、控制口
1．数据信息
❖ （1）数字量：
通常以8位或16位的二进制数以及ASCII码的形式传 输，主要指由键盘、磁盘、光盘等输入的信息或主 机送给打印机、显示器、绘图仪等的信息。
❖ （2）模拟量：
第5章 输入输出接口
❖5.1 微机接口及接口技术 ❖5.2 I/O端口及其编址方式 ❖5.3 端口地址译码 ❖5.4 CPU与外设之间的数据传送方式
5.1 微机接口及接口技术
• 5.1.1 为什么要设置接口电路 • 5.1.2 接口电路中的信息 • 5.1.3 接口的基本功能 • 5.1.4 接口的基本结构
2． 端口选择功能
❖微机系统中常有多个外设，而CPU在任一 时刻只能与一个端口交换信息，因此需要 通过接口的地址译码电路对端口进行寻址。
3. 信号转换功能
❖外设所提供的数据、状态和控制信号可能 与微机的总线信号不兼容，所以接口电路 应进行相应的信号转换。
4． 接收和执行CPU命令的功能
❖CPU对外设的控制命令一般以代码形式输 出到接口电路的控制端口，接口电路对命 令代码进行识别、分析，分解成若干控制 信号，传送到I/O设备，并产生相应的具 体操作。
模拟的电压、电流或者非电量。对模拟量输入而言， 需先经过传感器转换成电信号，再经A/D转换器变成 数字量；如果需要输出模拟控制量的话，就要进行 上述过程的逆转换。
❖ （3）开关量：
用“0”和“1”来表示两种状态，如开关的通/断、电 机的转/停、阀门的开/关等。
2．状态信息
CPU在传送数据信息之前，经常需要先了解外 设当前的状态。如输入设备的数据是否准备好 、输出设备是否忙等。

第5章(592)

第5章(592)

第 5 章 计算机控制及接口技术
5.1 概 述
5.1.1 计算机控制系统的组成
将模拟式自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实 现，就组成了一个典型的计算机控制系统，如图5-1所示。因 此，简单地说，计算机控制系统就是采用计算机来实现的
第 5 章 计算机控制及接口技术
图 5-1 计算机控制系统的基本框图
第 5 章 计算机控制及接口技术
4. 分级计算机控制系统 生产过程中既存在控制问题，也存在大量的管理问题。 同时，设备一般分布在不同的区域，其中各工序、各设备同 时并行地工作，基本上是相互独立的，故全系统是比较复杂 的。这种系统的特点是功能分散，用多台计算机分别执行不 同的控制功能，既能进行控制又能实现管理。 图5-6是一个四级计算机控制系统。其中，过程控制级为最 底层，对生产设备进行直接数字控制； 车间管理级负责本车 间各设备间的协调管理； 工厂管理级负责全厂各车间的生产 协调， 包括安排生产计划、备品备件等； 企业(公司)管理级 负责总的协调，安排总生产计划，进行企业(公司)经营方向 的决策等。
第 5 章 计算机控制及接口技术
图 5-6 计算机分级控制系统
第 5 章 计算机控制及接口技术
5.1.3
1. 用计算机对温度、压力、流量、液面、速度等过程参数 进行测量与控制的系统称为计算机过程控制系统。图5-7介绍 了工业炉计算机控制的典型情况，其燃料为燃料油或者煤气， 为了保证燃料在炉膛内正常燃烧，必须保持燃料和空气的比 值恒定。图中描述了燃料和空气的比值控制过程，它可以防 止空气太多时，过剩空气带走大量热量； 也可防止当空气太 少时，由于燃料燃烧不完全而产生过多的一氧化碳或碳黑。 为了保持所需的炉温，将测得的炉温送入计算机计算，进而 控制燃料和空气阀门的开度。

第 5 章 嵌入式系统软件开发与调试-单片机原理及接口技术-孙一林-清华大学出版社

第 5 章 嵌入式系统软件开发与调试-单片机原理及接口技术-孙一林-清华大学出版社
Keil开发环境主要功能 （1）编辑：*.asm或*.c （2）编译： *.asm或*.c → *.obj （3）连接： *.obj → *.bin或*.abs （4）转换： *.bin或*.abs → *.hex； （5）模拟：动态调试、模拟运行 （6）管理：project → 工程项目
2021/2/20
5.1 Keil开发环境简介
Keil开发应用流程
（1）创建工程项目文件 （2）选择微型机芯片型号 （3）设置工程选项 （4）选择添加微型机启动代码等 （5）创建、编辑原程序文件 （6）编译原程序文件 （7）单步或连续模拟运行调试、观察运行结果 （8）生成*.hex文件
2021/2/20
5.1 Keil开发环 在Keil环境中调试运行
Keil环境调试窗口
2021/2/20
5.3 在Keil环境中调试运行
Keil调试环境中设置断点
2021/2/20
5.3 在Keil环境中调试运行
Keil调试环境中可编程接口设备
2021/2/20
● 熟悉Keil开发应用程序流程 ● 熟悉Keil环境的各类设置操作 ● 熟悉Keil环境的调试操作 ● 熟悉Keil环境的调试窗口 ● 掌握使用Keil环境开发应用系统
主要知识点：第5章 5嵌.1 K入eil开式发系环境统简介软件
5.2 在Keil环境中开发应用程序
5.3 在开Ke发il环与境中调调试试运行
2021/2/20
5.1 Keil开发环境简介
● Keil开发环境主要功能 ● Keil开发应用流程 ● Keil开发环境界面
2021/2/20
5.1 Keil开发环境简介
2021/2/20
5.3 在Keil环境中调试运行

微机原理和接口技术(第三版)课本习题答案解析

微机原理和接口技术(第三版)课本习题答案解析

第二章 8086 体系结构与80x86CPU1．8086CPU 由哪两部份构成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU 由两部份组成：指令执行部件<EU,Execution Unit>和总线接口部件<BIU,Bus Interface Unit>。

指令执行部件〔EU 主要由算术逻辑运算单元<ALU>、标志寄存器F R、通用寄存器组和E U 控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。

总线接口部件<BIU>主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或者I／O 端口读取操作数参加E U 运算或者存放运算结果等。

2．8086CPU 预取指令队列有什么好处？ 8086CPU 内部的并行操作体现在哪里？答： 8086CPU 的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU 的设计要求, 指令执行部件〔EU 在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。

从速度上看,该指令队列是在C PU 内部,EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。

8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。

5．简述8086 系统中物理地址的形成过程。

8086 系统中的物理地址最多有多少个？逻辑地址呢？答： 8086 系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的。

8086 系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20 位的物理地址。

采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部份构成,都是16 位二进制数。

通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。

具体做法是16 位的段基址左移4位<相当于在段基址最低位后添4个"0">,然后与偏移地址相加获得物理地址。

第5章 软件接口技术

第5章 软件接口技术

应用软件
运用系统调用
操作系统
用户直接 编写程序
驱动软件
硬件层 图5.1接口软件的层次接口
应用软件
应用软件 应用环境
软件 硬件层
B） Windows的调用层次
BIOS
硬件层
A）dos系统的调用层次
图5.2
设备调用层次
5.2 DOS系统下的接口调用 • DOS系统是单用户的操作系统。DOS系统提供 给用户的编程界面大体有如下几种： ①裸机层软件开发：利用芯片或板卡（适配器） 支持的寄存器或内存数据区编程。需要用户 非常清楚设备的硬件细节，编程较复杂，但 软件实现速度最快。 ②BIOS级软件开发：利用BIOS基本输入输出系 统所提供的一些服务功能编程。 ③系统功能级软件开发：利用DOS系统提供的 系统功能编程。
[例5.4]打开某文件，并向其中写入内容。 FILENAME LEA DX, FILENAME ;DS:DX MOV AL, 1 ；打开方式写 MOV AH, 3DH ；打开文件 INT 21;打开文件的ID号存AX中 MOV BUF, AX ；存打开文件ID号 DON1: LEA DX, FILEBUF1；输入字符串 FILEBUF1 MOV AH, 0AH FILEBUF1+1 INT 21H FILEBUF1+2 MOV CL, FILEBUF+1 ；实际输入的数放CL
…… DON: …… ……
2.显示输出中断(INT 10H) 参数： 待写的字符保存在AL中； 功能号保存在AH中； 其他参数保存在BX;CX;DX INT 10H可实现显示器输出中断调用，它与 DOS显示功能调用相比具有: ①能更快更完整地控制屏幕; ②显示方式中既可以显示字符又可以图形显示。

第5章 并行接口技术-8255A

第5章 并行接口技术-8255A
10
5.2 可编程并行接口芯片8255A
8255A是Intel86系列微处理机的配套并行接 口芯片，它可为86系列CPU与外部设备之间 提供并行输入/输出的通道。由于它是可编 程的，可以通过软件来设置芯片的工作方 式，所以，用8255A连接外部设备时，通常 不用再附加外部电路，使用时很方便。
11
5.2.1、8255A芯片内部结构
14
2. A组和B组控制部件 端口A与端口C的高4位(PC7～PC4)构成A组， 由A组控制部件实现控制功能，端口B与端口 C的低4位(PC3～PC0)构成B组，由B组控制 部件实现控制功能。它们各有一个控制单元， 可接收来自读/写控制部件的命令和CPU通过 数据总线(D7～D0)送来的控制字，并根据它 们来定义各个端口的操作方式。
15
3. 数据总线缓冲存储器 这是一个三态双向8位数据缓冲存储器，它 是8255A与8086/8088CPU之间的数据接口。 CPU执行输出指令时，可将控制字或数据通 过数据总线缓冲存储器传送给8255A。CPU 执行输入指令时，8255A可将状态信息或数 据通过总线缓冲存储器向CPU输入。因此它 是CPU与8255A之间交换信息的必经之路。
2018/10/4
4

从图1中看到，并行接口中应该有一个控 制寄存器用来接收CPU对它的控制命令， 有一个状态寄存器提供各种状态位供 CPU查询。为了实现输入和输出，并行 接口中还必定有相应的输入缓冲寄存器 和输出缓冲寄存器。
5
查询传送方式
硬件：对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态口
12
13
1. 并行输入/输出端口A，B，C 8255A芯片内部包含3个8位端口，这三个端口 均可作为独立的8位端口使用，实现数据的 输入/输出。 必要时端口C可分成两个4位端口，分别与端口 A和端口B配合工作，通常将端口A和端口B定 义为输入/输出的数据端口，而端口C可作为 状态或控制信息的传送端口。

微机原理和接口技术-5-2 存储系统

微机原理和接口技术-5-2 存储系统
0110000000000000 1111111111111111
20
Zuo 华中科技大学计算机学院
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
例3 （1）解：如果ROM和RAM存储器芯片都采用 8K×1的芯片，试画出存储器与CPU的连接图。
MREQ# A15-0 R/W#
CPU
D7~D0
OE#
例2解
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
MREQ# A20-0 R/W#
CPU
D7~D0
OE#
A20-18
000
3-8译码器
001
010
A17-0
WE A CS
256K ×8
D
WE A CS
256K ×8
D
WE A CS
256K ×8
D
D7~D0
D7~D0
D7~D0
…
111
WE A CS
如果采用的字节编址方式，则需要20条地址线，因为220=1024K byte。
注：字编址方式时，每个32位字地址能够访问4个字节； 如果按照字节编址方式，则每个地址只对应一个字节， 因此所需的地址数是前者的4倍， 218* 4=220 ，即需要20条地址线）
13
Zuo 华中科技大学计算机学院
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
解：256K*8位SRAM芯片包含18根地址线 (1) 该存储器需要2048K/256K = 8片SRAM芯片； (2) 需要21条地址线， 因为221=2048K， 其中高3位经过译码器输出后用于芯片选择， 低18位作为每个存储器芯片的地址输入。 (3) 该存储器与CPU连接的结构图如下。

微机原理与接口技术第五章课后答案

微机原理与接口技术第五章课后答案

微机原理与接⼝技术第五章课后答案第五章参考答案1.简述SRAM 芯⽚与DRAM 芯⽚的共同点与不同点。

答：SRAM 与DRAM 的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。

SRAM 与DRAM 的共同点：SRAM 利⽤双稳态触发器电路保存信息，集成度⽐DRAM 低，功耗⽐DRAM ⼤；DRAM 利⽤MOS 管栅极和源极之间的极间电容C 保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。

2.叙述ROM 芯⽚的常见分类，各种ROM 芯⽚的特点及其适⽤场合。

答：ROM 的常⽤分类结果：掩膜ROM ：⽣产完成的芯⽚已保存了信息，保存的信息⽆法修改，适⽤于⼤批量的定型产品中。

PROM ：PROM 可以⼀次写⼊信息，⼀旦写⼊⽆法更改，适⽤于⼩批量的定型产品中。

EPROM ：紫外线擦除可多次编程的存储器，适⽤于新产品的开发。

EEPROM ：电擦除可多次编程的存储器，适⽤于需要在线修改的场合。

3.利⽤4⽚6116（2K ×8位）芯⽚设计连续存储器，采⽤全地址译码。

设起始地址为60000H ，求存储器的最后⼀个单元地址。

答：存储器的最后⼀个单元地址为：61FFFH.4．⽤6264 RAM （8K ×8位）芯⽚构成256K 字节存储器系统，需要多少⽚6264芯⽚20位地址总线中有多少位参与⽚内寻址有多少位可⽤作⽚选控制信号答：需要32⽚6264芯⽚。

20位地址总线中有13位参与⽚内寻址；有7位可⽤作⽚选控制信号。

5.某微机系统中ROM 区有⾸地址为9000H ，末地址为FFFFH ，求其ROM 区域的存储容量。

答：其ROM 区域的存储容量为28K 。

6．在8088CPU 的系统中扩展32K 字节的RAM ，其扩充存储空间的起始地址为08000H 。

设系统的地址总线为A 19~A 0，数据总线为D 7~D 0，存储器芯⽚选⽤6264。

利⽤74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线图。

接口技术知识点整理全

接口技术知识点整理全

求。
（1）寻址功能：对送来的片选信号进行识别。
（2）输入/输出功能：根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。
（3）数据转换功能：并行数据向串行数据的转换或串行数据向并行数据的转换。
（4）联络功能：就绪信号，忙信号等。
（5）中断管理功能：发出中断请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。并具有优先
3.4 8259A 中断控制器
1.8259A 的工作方式： (1) 中断优先级管理方式 a.全嵌套方式(80X86 系统采用,最常用、最基本、默认):中断优先级固定。（优先级 0~7）允许
高级中断打断低级中断（中断嵌套），屏蔽同级和低级中断。 b.特殊全嵌套方式:与全嵌套方式基本相同,中断优先级固定。允许高级中断和同级中断打断现
可屏蔽中断(INTR 中断)：外设申请的中断。电平触发。受中断允许标志 IF 控制。IF = 1 （STI）， 开中断，允许响应 INTR 中断；IF = 0 ( CLI ) ，关中断，禁止响应 INTR 中断。
(2) 软件中断(内部中断)：不需要外部硬件支持，不受中断标志 IF 的影响，中断类型码或包含在 指令中，或预先规定。
第 3 章 中断技术
3.1 中断及中断处理过程
1.中断源分类: (1) 外部中断源:一般的 I/O 设备，如显示器、打印机、键盘等。数据通道中断源，如磁盘直接与
内存交换数据所要求的中断。实时时钟，如外部所需的定时电路等计算机内部故障引起的中断，如电 源掉电、存储出错等。
(2) 内部中断源:CPU 指令执行异常。如运算结果溢出、除法错等。在程序调试过程中由程序员所 设置的中断。如单步中断、软中断指令 INT n 等。 2.中断分类:内部中断(软件中断)、外部中断(硬件中断)。 3.中断定义：CPU 在正常执行程序的过程中，由于某些事件(外部或内部)发生，引起 CPU 暂时中止当 前程序的执行，而转去执行一段特殊程序（称中断服务子程序），以处理该事件。该事件处理完后， 再返回原被中断的程序继续执行。 4.中断源定义：能够向 CPU 发出中断请求的设备或事件。 5.中断系统应具有以下功能:

《计算机接口技术》(函授)部分习题参考解答

《计算机接口技术》(函授)部分习题参考解答

《计算机接口技术》部分习题参考解答第4章 PC机的总线结构和时序4－1 答：总线周期是指CPU从存储器端口或I/O端口存取一个字节所需的时间。

8088/8086基本总线周期由4个时钟周期组成。

IBM PC/XT/A T中，CPU时钟频率是4.77MHz，时钟周期是210ns。

XT机的一个基本总线周期是4个时钟周期，一个输入或输出周期是5个时钟周期。

4－2 答：在T1状态下，8088/8086CPU数据/地址线上是地址信息。

用ALE信号可将地址信息锁存起来。

数据信息在T2开始以后送出。

XT机的AD7~AD0在ALE下降沿控制锁存后送系统地址总线A7~A0。

A19/S6~A16/S3经ALE下降沿控制锁存后送系统地址总线A15~A8；CPU的AD7~AD0在8288发出的DT/!R（数据收发控制信号）和DEN（数据允许）信号控制下，经双向总线驱动器连接到系统数据总线D7~D0，这样，实现了地址和数据及状态信号的分离，使地址信号和数据信号同时分别出现在系统地址总线和数据总线上。

(注意：这里用符号“！”表示逻辑非，对于信号则表示低电平有效，下同。

)4－3 答：PC/XT机中8088的MN/!MX引脚接地，因此工作在最大模式。

8088最大模式系统由8088CPU、8284时钟信号发生器和8288总线控制器组成。

总线控制器发出一些存储器和输出控制信号，接入系统总线后的名称为!IOW、!IOR、!MEMW、!MEMR、ALE信号，此外它还发出中断响应信号!INTA、DT/!R和DEN 等信号。

这些信号是由CPU连接8288的S2、S1、S0三线的电平决定的。

4－4 答：8284时钟发生器的作用是将晶振信号分频，向8088及计算机系统提供符号定时要求的各种时钟信号，并产生准备好和系统复位信号。

CLK信号：4.77MHz，提供XT机时钟频率。

PCLK信号：2.38MHz，分频后供8253使用。

OSC信号：14.31818MHz，供显示器使用。

微机原理及接口技术习题答案

微机原理及接口技术习题答案

第一章习题及答案1. 微处理器内部包含哪三大部分？解： 运算器、控制器和寄存器组。

2. 完成下列数制的转换①10101101B=（ ）D=（ ）H解：10101101B=173D=ADH 。

②0.11B=（ ）D解：0.11B=0.75D 。

③211.25=( )B =( )H解：211.25=11010011.01B=D3.4H 。

④10111.0101B=( )H=( )BCD解：10111.0101B=17.5H=23.3125D=（0010 0011.0011 0001 0010 0101）BCD3. 已知X=+1011010B ，Y =–0011011B ，设机器数为8位，分别写出X 、Y 的原码、反码和补码。

解：[][][]01011010B 01011010B 01011010B X X X ===原反补 [][][]10011011B11100100B 11100101BY Y Y ===原反补4. 已知X 的真值为32，Y 的真值为–19，求[]?Y X =+补解：[]00001101B X Y +=补5. 已知X=51，Y=–86，用补码完成下列运算，并判断是否产生溢出（设字长为8位）。

① X ＋Y ② X －Y③ –X ＋Y ④ –X －Y解：10100011B ，因为67C C 0⊕=，所以未产生溢出。

② 11110111B ，因为67C C 1⊕=，所以产生溢出。

③ 01110111B ，因为67C C 1⊕=，所以产生溢出。

④ 00100011B ，因为67C C 0⊕=，所以未产生溢出。

6. 若使与门的输出端输出高电平，则各输入端的状态是什么？解：各输入端为高电平。

7. 若使与非门的输出端输出低电平，则各输入端的状态是什么？解：各输入端为高电平。

8. 如果74LS138译码器的Y 4端输出低电平，则C 、B 、A 三个输入端的状态分别是什么？解：C 、B 、A 三个输入端的状态分别是‘1’，‘0’，‘0’。

05第五章 机电一体化系统设计 工业控制计算机及其接口技术

05第五章 机电一体化系统设计 工业控制计算机及其接口技术

第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 2. 拨盘输入接口
拨盘内部有一可转动圆盘， 具有“0～9”十个位置，可以通 过前面两个“+、-”按钮进行位 置选择，对应每个位置，前面 窗口有数字提示，拨盘后面有 五根引出线，分别定义为 A、 1、2、4、8。当拨盘在不同位 置时，1、2、4、8线的通断关 系如下表所示。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 软件消抖是在检测到开关状态后，延时一段时 间再进行检测，若两次检测到的开关状态相同 则认为有效。延时时间应大于抖动时间。 • 硬件消抖常采用下图所示电路。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 2. 拨盘输入接口
(1).BCD 码拨盘结构 拨盘种类很多，作为人机 接口使用最方便的是十进制 输入、BCD码输出的BCD码 拨盘，其结构如右图所示。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
二、信息采集接口
1.常用数据采集的结构形式 2.常用的A/D转换器
第五章 工业控制计算机及其接口技术
二、信息采集接口
1.常用数据采集的结构形式
ห้องสมุดไป่ตู้
多路A/D通道。每个信号源检测的信号都有各自独立的 采集通道，该结构形式使用了较多数量的采样-保持器、 A/D转换器，成本高，但转换速度高。
输入接口 • 1. 开关输入接口 • 对于一些二值型控制命 令和参数，常采用简单的 开关作为输入设备。
第五章 工业控制计算机及其接口技术
• 控制微机通过 I/O 口或扩展 I/O 口对开关点电位 进行检测，从而判断开关的状态。由于这类开关 都是机械开关，机械触点的弹性作用使开关在闭 合及断开瞬间产生抖动，造成开关点点电位产生 一系列脉冲，电压抖动时间的长短，与机械特性 有关，一般为 5～10ms。按钮的稳定闭合期由 操作员的按键动作决定，一般在几百微秒至几秒 之间。所以，在进行接口设计时需要采取软件或 硬件措施进行消抖处理。

单片机原理及接口技术(李朝青)课后习题答案――第五章

单片机原理及接口技术(李朝青)课后习题答案――第五章
TF0：定时器T0溢出中断请求。当定时器T0产生溢出时，定时器T0请求标志TF0=1，请求中断处理。使用中断时由硬件复位，在查询方式下可由软件复位。
TF1：定时器T1溢出中断请求。功能与用法类似定时器T0
（3）串行口中断类
串行口中断是为串行数据的传送需要而设置的。串行中断请求也是在单片机芯片内部发生的，但当串行口作为接收端时，必须有一完整的串行帧数据从RI端引入芯片，才可能引发中断。
答：
中断响应时间不是确定不变的。由于CPU不是在任何情况下对中断请求都予以响应的；此外，不同的情况对中断响应的时间也是不同的。下面以外部中断为例，说明中断响应的时间。
在每个机器周期的S5P2期间，端的电平被所存到TCON的IE0位，CPU在下一个机器周期才会查询这些值。这时满足中断响应条件，下一条要执行的指令将是一条硬件长调用指令“LCALL”，使程序转入中断矢量入口。调用本身要用2个机器周期，这样，从外部中断请求有效到开始执行中断服务程序的第一条指令，至少需要3个机器周期，这是最短的响应时间。
如果遇到中断受阻的情况，这中断响应时间会更长一些。例如，当一个同级或更高级的中断服务程序正在进行，则附加的等待时间取决于正在进行的中断服务程序：
如果正在执行的一条指令还没有进行到最后一个机器周期，附加的等待时间为1~3个机器周期；如果正在执行的是RETI指令或者访问IE或IP的指令，则附加的等待时间在5个机器周期内。
12、"89C51单片机外部中断源有几种触发中断请求的方法？如何实现中断请求？答：
有两种方式：
电平触发和边沿触发
电平触发方式：
CPU在每个机器周期的S5P2期间采样外部中断引脚的输入电平。若为低电平，使IE1(IE0)置“1”，申请中断；若为高电平，则IE1(IE0)清零。
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一、人机接口类型及特点
人机接口是操作者与机电系统之间进行信息交 换的接口。按照信息的传递方向，可以分为两大 类：输入接口与输出接口。 常用的输入设备有控制开关、 BCD 二～十进 制码拨盘、键盘等， 常用的输出设备有状态指示灯、发光二极管显 示器、液晶显示器、微型打印机、阴极射线管显 示器等，扬声器等等。 人机接口作为人机之间进行信息传递的通道， 具有以下一些特点：
二、输入接口
3. 键盘输入接口 (1). 矩阵式键盘工作原理 矩阵式键盘由一组行线 (Xi) 与一组列线 (Yi) 交 叉构成，按键位于交叉点上，为对各个键进行区 别，可以按一定规律分别为各个键命名键号，如 右图所示。

二、输入接口

将列线通过上拉电阻接至+5V电源，当无键按 下时，行线与列线断开，列线呈高电平。当键盘 上某键按下时，则该键对应的行线与列线被短路。 例如，7号键被按下闭合时，行线X3与列线Yl被短 路，此时Yl的电平由X3电位决定。如果将列线接 至控制微机的输入口，行线接至控制微机的输出 口，则在微机控制下依次从X0～X3输出低电平， 并使其它线保持高电平，则通过对YO～Y3的读取 即可判断有无键闭合、哪一个键闭合。

二、接口的分类和特点
1. 人机接口 人机接口实现人与机电一体化系统的信息交流、 信息反馈，保证对机电一体化系统的实时监测、 有效控制；由于机械与电子系统工作形式、速率 等存在极大的差异，机电接口还起着调整、匹配、 缓冲的作用。 人机接口又包括输入接口与输出接口两类。通 过输入接口，操作者向系统输入各种命令及控制 参数，对系统运行进行控制；通过输出接口，操 作者对系统的运行状态、各种参数进行监测。

位 置 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
线 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
号 2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
权 4 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
值 8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
二、输入接口
(2) BCD码拨盘的接口 (a) 静态接口

由上述可知，BCD 码拨盘 可以直接与控制微机的并行口 或扩展并行口相连，以BCD码 形式输入信息。右图示出了 BCD码拨盘与8031的P1口 的接口电路。从图中可以看出， 每一片拨盘占用4根I/0口线， 8031可以通过P1口直接读取 拨盘数据。

2. 拨盘输入接口
(1).BCD 码拨盘结构 拨盘种类很多，作为人 机接口使用最方便的是十进 制输入、BCD码输出的 BCD码拨盘，其结构如右 图所示。
拨盘内部有一可转动圆盘，具有“0～9”十个位置，可 以通过前面两个“+、-”按钮进行位置选择，对应每个位置， 前面窗口有数字提示，拨盘后面有五根引出线，分别定义为 A、1、2、4、8。当拨盘在不同位置时，1、2、4、8线 的通断关系如下表所示。

二、接口的分类和特点
从不同的角度及工作特点出发，机电一体化系 统的接口有多种分类方法。 根据接口的变换和调整功能，可将接口分为零 接口、被动接口、主动接口和智能接口； 根据接口的输入/输出对象，可将接口分为机械 接口、物理接口、信息接口与环境接口等； 根据接口的输入/输出类型，可将接口分为数字 接口、开关接口、模拟接口和脉冲接口。 本章根据接口所联系的子系统不同，以信息处 理系统( 微电子系统)为出发点，将接口分为人机 接口与机电接口两大类，对各子系统内部接口不 作具体介绍。

二、输入接口
1. 开关输入接口 对于一些二值型控制命令和参数，常采用简单 的开关作为输入设备。 控制微机通过 I/O 口或扩展 I/O 口对开关点电 位进行检测，从而判断开关的状态。由于这类开 关都是机械开关，机械触点的弹性作用使开关在 闭合及断开瞬间产生抖动，造成开关点点电位产 生一系列脉冲，电压抖动时间的长短，与机械特 性有关，一般为 5～10ms。按钮的稳定闭合期由 操作员的按键动作决定，一般在几百微秒至几秒 之间。所以，在进行接口设计时需要采取软件或 硬件措施进行消抖处理。

一、A/D转换接口

A/D 转换是从模拟量到数字量的转换，它是 信息采集系统中模拟放大电路和CPU的接口，见下 图。A/D转换芯片种类繁多，主要有逐次比较式、 双积分式、量化反馈式和并行式。
一、A/D转换接口
1．A/D 转换的主要环节和常用术语 (1) 多路选择模拟开关 (2) 信号调节器 作用是调节模拟信号的幅度，使模拟信号的 大小符合A/D转换的要求 (3) 采样保持和孔径误差 采样保持的作用是减小孔径误差。模拟量转 换成数字量需要一个时间过程，对于一个动态模 拟信号，在A/D转换器接通的孔径时间里，输入模 拟信号的值是不确定的，从而引起输出的不确定 性误差。


二、输入接口
(c) 去除键的机械抖动 其方法是读得键号后延时 10ms，再次读键盘，若此键仍闭合则认为有效， 否则认为前述键的闭合是由于机械抖动或干扰所引 起的； (d) 使控制微机对键的一次闭合仅作一次处理采 用的方法是等待闭合键释放后再做处理。

三、输出接口
目前常用的数码显示器有发光管的 LED 和液晶 的 LCD 两种，显示方式可以是静态显示或动态显 示。 LED 显示器工作在静态显示方式时，其阴极(或 阳极)点连接在一起接地(或+5V)，每一个的段选线 （a ，b，c，d，e，f，g，dp）也分别与一个8位 口相连。LCD 数码显示只能工作在静态显示，并要 求加上专门的驱动芯片4056 。
二、输入接口
从表中可以看出，若将A 线作为控制线，将 1、2、4、 8 线作为数据线，当A线接 到控制电平时，数据线输出 的即是与拨盘位置相对应的 BCD码。 一片拨盘可以输入一位 十进制数，当需要输入多位 十进制数时，可以选用多片 拨盘拼接，并通过相应的接 口设计给每片拨码盘赋予相 应的十进制权值。
二、输入接口

(b) 动态接口
当进行读码盘操作时，将P1.7置为低电平， P1.4、P1.5、 Pl.6置为高电平，此时从P1.0～P1.3读取的即为第四位码盘 (千位)的值。同理，分别将P1.6、P1.5、P1.4中的一位置为低 电平，而将其它输出口线置为高电平，即可从P1.0～P1.3读取 百位、十位和个位的输入值。

一、人机接口类型及特点
1. 专用性 每种机电一体化产品都有其自身特定的功能， 对人机接口有着不同的要求，所以在制定人机接 口的设计方案时，要根据产品的要求而定。 2. 低速性 与控制机的工作速度相比，大多数人机接口设 备的工作速度很低，在进行人机接口设计时，要 考虑控制机与接口设备间的速度匹配，以提高系 统的工作效率； 3. 高性价比 在满足功能要求的前提下，输入、输出设备配 置以小型、微型、廉价型为原则。
二、输入接口
(2) 键盘接口电路 下图示出了8031通过 P1口与一个4×4键盘的 接口电路，其中P1.0～P1.3作行扫描输出线， P1.4～P1.7作列检测输入线。

二、输入接口
(3) 键输入程序 键输入程序具有下面四项功能： (a) 判断键盘上有无键闭合 其方法为在扫描线 P1.0～P1.3上全部送“0”，然后读取P1.4～P1.7 状态，若全部为“1”，则无键闭合，若不全为 “1”，则有键闭合； (b) 判别闭合键的键号 其方法为对键盘行线进 行扫描，依次从P1.0、P1.1、Pl.2、P1.3 送出低 电平，并从其它行线送出高电平，相应地顺序读 入P1.4～P1.7的状态 ， 若P1.4～P1.7全为“1”， 则行线输出为“0”的这一列上没有键闭合；若 P1.4～P1.7不全为“1”，则说明有键闭合。行列 交叉点即为该键键号，例如P1.0～P1.3输出为 1101，读回P1.4～P1.7为1011， 则说明位于第3 行与第2列相交处的键处于闭合状态，键号为6；

三、输出接口
1. 七段数码显示与 8031 的接口 LED显示器工作在动态显示方式时，段选码端 口I/O1用来输出显示字符的段选码，I/02 输出位 选码。 I/O1不断送待显示字符的段选码，I/02不 断送出不同的位扫描码，并使每位显示字符停留 显示一段时间，一般为1ms～5ms，利用眼睛的 视觉惯性，从显示器上便可以见到相当稳定的数 字显示。
5.3 机电接口
一、A/D转换接口
二、D/A转换接口 三、控制量输出接口
一、A/D转换接口
机电接口是指机电一体化产品中的机械装置 与控制微机间的接口。按照信息的传递方向，机 电接口分为信息采集接口和控制量输出接口。 信息采集接口 在机电一体化产品中，控制微机要对机械执 行机构进行有效控制，就必须随时对机械系统的 运行状态进行监视，随时检测运行参数，如温度、 速度、压力、位置等。 控制输出接口 控制微机通过信息采集接口 检测机械系统的状态，经过运算处理，发出有关 控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、功 率放大，驱动执行元件去调节系统的运行状态， 使其按设计要求运行。
四、可编程输入/显示接口芯片8279

8729是可编程的 输入/显示接口芯 片，它能自动完 成键盘的扫描输 入和LED扫描显 示输出。键盘部 分提供的扫描方 式可以和具有64 个触点的键盘或 传感器相连，能 自动清除按键抖 动，并实现多键 同时按下的保护。 显示部分按扫描 方式工作，可以 连接8位或16位 LED显示块。

二、接口的分类和特点
2. 机电接口 按照信息和能量的传递方向，机电接口又可分为 信息采集接口（传感器接口）与控制输出接口。信 息处理系统通过信息采集接口接受传感器输出的信 号，检测机械系统运行参数，经过运算处理后，发 出有关控制信号，经过控制输出接口的匹配、转换、 功率放大，驱动执行元件，以调节机械系统的运行 状态，使其按要求动作。

三、输出接口

2. 串行口控制的静态 LCD 显示

右图是串行口扩展 的两位静态LCD显示电路。 当 8031 的串行口不作 通讯使用时，可以使它工 作在移位寄存器方式(方 式0)，扩展74LS164来驱 动LCD静态显示器。工作 在移位寄存器方式时，串 行口的TXD端输出移位同 步时钟，RXD端输出串行 数据，即段选码数据。