单片机原理及接口技术 - 第三版 张毅刚 习题答案_单片机原理及接口技术第三版课后答案

第 1 章 基础知识

一、填空
1.除了单片机这一名称之外，单片机还可称为 微控制器 或 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CPU、存储器、I/O 口三部分,通过内部总线连接一起，集成芯片上。
3. AT89S52 单片机工作频率上限为 33 MHz 。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低成本 和提高可靠性。

二、单选
1.单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是受器件的物理性能限制。
2.在家用电器中使用单片机应属于微计算机的 测量、控制应用。
3.下面的哪一项应用，数据库管理不属于单片机的应用范围。

三、判断对错
√ 1. STC 系列单片机是 8051 内核的单片机。
√ 2. AT89S52 与 AT89S51 相比，片内多出了 4KB 的 Flash 程序存储器、128B 的 RAM、1 个中断
源、1 个定时器（且具有捕捉功能）。
X 3. 单片机是一种 CPU。
X 4. AT89S52 单片机是微处理器。
X 5. AT89C52 片内的 Flash 程序存储器可在线写入，而 AT89S52 则不能。
√ 6. 为 AT89C51 单片机设计的应用系统板，可将芯片 AT89C51 直接用芯片 AT89S51 替换。
√ 7. 为 AT89S51 单片机设计的应用系统板，可将芯片 AT89S51 直接用芯片 AT89S52 替换。
√ 8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是 DSP
的长处。

四、简答

1.微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机、嵌入式处理器它们之间有何区别？

微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。

2.解释 在系统编程（ISP）与在线应用编程（IAP）。

在系统编程 ISP（In System Program），也称在线编程，只需一条与 PC 机USB 口或串口相连的 ISP 下载线，就可把仿真调试通过的程序代码从 PC 机在线写入单片机的Flash 存储器内，省去了编程器。
在线应用编程（IAP）就是可将单片机的闪存内的应用程序在线修改升级。

3.什么是“嵌入式系统”?

系统中嵌入了单片机作为控制器，是否可称其为“嵌入式系统”?
系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。多数人把 “嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。

第 2 章 硬件结构

一、填空
1.在 AT89S52 单片机中，如果采用 6MHz晶振，一个机器周期为2µs 。
2.AT89S52单片机的机器周期 = 12 个时钟振荡周期。
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28H，88H。
4.片内字节地址为 2AH 单元最低位的位地址是50H，片内字节地址A8H 单元最低位位地址为 A8H。
5.若 A 中的内容为 63H，那么，P 标志位的值为0 。
6. AT89S52 单片机复位后，R4 所对应的存储单元的地址为04H ，因上电时 PSW= 00H。这时当前的工作寄存器区是 0组工作寄存器区。
7. 内部 RAM 中，可作为工作寄存器区的单元地址为 00H～1FH。
8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把 PC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 PC，先弹出的是原来 PCH中的内容。
9. AT89S52 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 AT89S52 单片机的 PC 是 16 位的，因此其寻址的范围为64KB。
10. AT89S52 单片机复位时，P0~P3 口的各引脚为高电平。
11. AT89S52 单片机使用片外振荡器作为时钟信号时，引脚 XTAL1 接片外振荡器的输出信号，引脚 XTAL2的接法是 悬空。
12. AT89S52 单片机复位时，堆栈指针 SP 中的内容为 07H，程序指针 PC 中的内容为0000H 。

二、单选
1.程序在运行中，当前 PC 的值是 当前正在执行指令的下一条指令的首地址。
2.判断下列哪一种说法是正确的 单片机的主频越高，其运算速度越快。

三、判断对错
X 1. 使用 AT89S52 单片机且引脚EA =1 时，仍可外扩 64KB 的程序存储器。
X 2. 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。
√3. 在 AT89S52 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。
√4. PC 可以看成是程序存储器的地址指针。
√5. AT89S52 单片机中特殊功能寄存器（SFR）使用片内 RAM 的部份字节地址。
X 6. 片内 RAM 的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能进行字节寻址。
X 7. AT89S52 单片机共有 32 个特殊功能寄存器，它们的位都是可以用软件设置的，因此，都是可以位寻址的。
X 8. 堆栈区是单片机内部的一个特殊区域，与 RAM 无关。
√9. AT89S52单片机进入空闲模式: CPU停止工作。片内外围电路（如中断系统、串行口和定时器）仍将继续工作。
√10. AT89S52 单片机不论是进入空闲模式还是掉电运行模式后，片内 RAM 和 SFR 中的内容均保持原来的状态。
√11. AT89S52 单片机进入掉电运行模式，CPU 和片内的外围电路（如中断系统 串行口和定时 器）均停止工作。
√12. AT89S52 单片机的掉电运行模式可采用硬件复位和外部中断方式 - 退出。
 
四、简答

1. AT89S51 单片机片内都集成了哪些功能部件？

2. AT89S51中断入口地址

3. 说明EA引脚接高电平或低电平的区别。

当EA脚为高电平时，单片机读片内程序存储器（8K 字节Flash）中的内容，但在PC值超过0FFFH（即超出4K字节地址范围）时，将自动转向读外部程序存储器内的程序；
当EA脚为低电平时，单片机只对外部程序存储器的地址为0000H～FFFFH中的内容进行读操作，单片机不理会片内的8K字节的Flash程序存储器。
1
2

4. AT89S52 单片机有哪两种低功耗节电模式？说明两种低功耗节电模式的异同。

   AT89S52 单片机有两种低功耗节电工作模式：空闲模式（idle mode）和掉电模式（power down mode）。
   空闲模式下，虽然振荡器仍然运行，但是 CPU 进入空闲状态。片内所有外围电路（中断系统、串行口和定时器）仍继续工作，SP、PC、PSW、A、P0～P3 端口等所有其他寄存器，以及内部 RAM 和 SFR 中的内容均保持进入空闲模式前的状态。因为 CPU 耗电量通常要占芯片耗电的 80%～90%，因此 CPU 停止工作则会大大降低功耗。
   掉电模式下，振荡器停止工作。由于没有了时钟信号，内部的所有部件均停止工作，但片内的 RAM 和 SFR 的原来内容都被保留，有关端口的输出状态值都保存在对应的特殊功能寄存器中。

第 3 章 C51编程基础

一、填空
1.与汇编语言相比，C51 语言具有 可读性好，可移植性好，模块化开发与资源共享，生成的代码效率高 等优点。
2. C51语言头文件包括的内容有8051单片机 片内的外设硬件资源，以及 相应的特殊功能寄存器 说明。
3. C51提供了两种不同的数据存储类型xdata和 pdata来访问片外数据存储区。
4.C51提供了code存储类型来访问 程序存储区 。
5.对于SMALL存储模式，所有变量都默认位于8051单片机 内部的数据存储 。
6. C51用“*”和“&”运算符来提取指针变量的 内容 和变量的 地址 。

二、判断对错
√ 1. C51语言处理单片机的中断是由专门的中断函数来处理的。
√ 2.在C51语言中，函数是一个完成一定相关功能的执行代码段，它与另外两个名词“子程序”和“过程”用来描述同样的事情。
X 3.在C51语言编程中，编写中断服务函数时需要考虑如何进行现场保护、阻断其他中断、返回时自动恢复现场等处理的程序段的编写。
X 4. 全局变量是在某一函数中存在的变量，它只在该函数内部有效。
√ 5. 全局变量可使用static关键词进行定义，由于全局变量一直存在，占用了大量的内存单元，加大程序的耦合性，不利于程序的移植或复用。
√ 6.绝对地址包含头文件absacc.h定义了几个宏，用来确定各类存储空间的绝对地址。

三、简答

1.C51扩展了哪几种数据类型？bit sbit sfr sfr16

bit: 位变量，值为0或1
sbit: 定义特殊功能寄存器的可寻址位，值可以进行位寻址的特殊功能寄存器的某位的绝对地址
sfr: 特殊功能寄存器
sfr16: 特殊功能寄存器 用于操作占两个字节的特殊功能寄存器

2.C51数据存储类型？data、bdata、idata、xdata、pdata和code

C51有6种数据存储类型data、bdata、idata、xdata、pdata和code。
数据存储类型idata对应片内RAM的256字节。
数据存储类型code对应程序存储区。
数据存储类型xdata对应片外64KB的RAM空间。
数据存储类型pdata对应片外RAM的256字节。

3. bit与sbit定义的位变量有什么区别？

bit定义普通的位变量，值只能是0或1。
sbit定义特殊功能寄存器的可寻址位，值可以进行位寻址的特殊功能寄存器的某位的绝对地址

第 5 章 数码管、LED 接口设计

一、填空
1.AT89S52 单片机任何一个端口要想获得较大的驱动能力，要采用 低电平输出。
2.检测开关处于闭合状态还是打开状态，只需把开关一端接到 I/O 端口的引脚上，另一端接地，然后通过检测 I/O 端口引脚的电平来实现。
3. “8”字型的 LED 数码管如果不包括小数点段共计 7 段，每一段对应一个发光二极管，有 共阳极，共阴极 两种。
4. 对于共阴极带有小数点段的数码管，显示字符“6”（a 段对应段码的最低位）的段码为7DH ，对于共阳极带有小数点段的数码管，显示字符“3”的段码为 B0H。
5. 已知8段共阳极LED数码显示器要显示某字符的段码为A1H(a段为最低位)，此时显示器显示的字符为 d。
6. LED 数码管静态显示方式的优点是：无显示 闪烁，亮度 较高， 比较容易软件控制，但是占用的 I/O 口线较多。
7.当显示的 LED 数码管位数较多时，一般采用 动态 显示方式，这样可以降低 成本， 减少 I/O 端口 数目。
10.当按键数目少于8个时，应采用 独立 式键盘。当按键数目为64个时，应采用 矩阵 式键盘。
11．使用并行接口方式连接键盘，对独立式键盘而言，8根I/O口线可以接 8个按键，而对矩阵式键盘而言，8根I/O口线最多可以接 64 个按键。

二、判断对错
√ 1．P0 口作为总线端口使用时，是一个双向口。
√ 2．P0 口作为通用 I/O 端口使用时，外部引脚必须接上拉电阻，是一个准双向口。
√ 3．P1～P3 口作为输入端口用时，必须先向端口寄存器写入 1。
X 4．P0～P3 口的驱动能力是相同的。
X 5．当显示数码管位数多时，动态显示占用 I/O 口多，为节省I/O口与驱动电路数目，常用静态扫描显示方式。
X 6．LED 数码管动态扫描显示电路只要控制好每位数码管点亮显示的时间，就可造成“多位同时亮”的假象，达到多位 LED 数码管同时显示的效果。
√ 7．使用专用的键盘/显示器芯片, 可由芯片内部硬件扫描电路自动完成显示数据的扫描刷新，和键盘扫描。
√ 8．控制 LED 点阵显示器的显示，实质上就是控制加到行线和列线上的电平编码来控制点亮某些发光二极管（点），从而显示出由不同发光的点组成的各种字符。
X 9．16×16 点阵显示屏是由 4 个 4×4 的 LED 点阵显示器组成。
√ 10．LCD 1602 液晶显示模块，可显示 2 行，每行 16 个字符。
X 11．HD7279 是可自动获取按下键盘按键的键号以及自动对 LED 数码管进行动态扫描显示用于键盘/LED 数码管的专用接口芯片可，为并行接口芯片。
X 12．LED 数码管的字型码是固定不变的。
X 13．为给扫描法工作的 8×8 的非编码键盘提供接口电路，在接口电路中需要提供两个 8 位并行的输入口和一个 8 位并行的输出口。
√ 14．LED 数码管工作于动态显示方式时，同一时间只有一个数码管被点亮。
√ 15．动态显示的数码管，任一时刻只有一个 LED 数码管处于点亮状态，是 LED 的余辉与人眼的“视觉暂留”造成数码管同时显示的“假象”。

三、简答

2. LED 静态显示方式与动态显示方式有何区别？各有什么优缺点？

答：静态显示时，欲显示的数据是分开送到每一位 LED 上的。静态显示亮度很高，但口线占 用较多。
动态显示则是数据是同时送到每一个 LED 上，再根据位选线确定哪一位LED显示。动态显示口线占用较少，但是需要编程进行动态扫描，适合用在显示位数较多的场合

3. 独立式键盘和矩阵式键盘，什么场合用？

答：独立式键盘是一键一线，按键数目较少时使用，矩阵式键盘适于键盘数目较多的场合。

第 6 章 中断系统

一、填空
1．外部中断 1 的中断入口地址为0013H。定时器 T1 的中断入口地址为 001BH。
2．若（IP）=00010100B，则优先级最高者为 外部中断 1，最低者为 定时器 T1。
3．AT89S52 单片机响应中断后，产生长调用指令 LCALL，执行该指令的过程包括：首先把 PC的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的 16 位地址送入 PC，使程序执行转向 程序存储器 中的中断地址区。
4．AT89S52 单片机复位后，中断优先级最高的中断源是 外部中断 0。
5．当AT89C51单片机响应中断后，必须用软件清除的中断请求标志是 串行中断。

二、单选
1．下列说法错误的是（ B ）。
X 同一时间同一级别的多中断请求，将形成阻塞，系统无法响应
√ 同一级别的中断请求按时间的先后顺序响应
√ 低优先级中断请求不能中断高优先级中断请求，但是高优先级中断请求能中断低优先级中断请求
√ 同级中断不能嵌套
2．在 AT89S52 的中断请求源中，需要外加电路实现中断撤销的是（ 电平方式的外部中断请求 ）。
3．中断查询确认后，在下列各种 AT89S52 单片机运行情况下，能立即进行响应的是（ 当前指令是 MOV A，R3 ）。
4 下列说法正确的是各中断源发出的中断请求信号，都会标记在 AT89S52 的TCON、SCON 以及 T2CON 寄存器中。

三、判断对错
√ 1．定时器 T0 中断可以被外部中断 0 中断。
X 2. 必须有中断源发出中断请求，并且 CPU 开中断，CPU 才可能响应中断。
√ 3．AT89S52 单片机中的同级中断不能嵌套。
X 4．同为高中断优先级，外部中断 0 能打断正在执行的外部中断 1 的中断服务程序。
X 5．中断服务子程序可以直接调用。
X 6．在开中断的前提下，只要中断源发出中断请求，CPU 就会立刻响应中断。

四、简答

1．中断服务子程序与普通子程序 相同和不同之处？

答：RETI 指令在返回的同时自动清除相应的不可寻址的优先级触发器，以允许下次中断，
RET 指令则没有这个操作。其它操作都相同。

2．AT89S52 单片机响应外部中断的典型时间是多少？在哪些情况下，CPU 将推迟对外部中断请求的响应？

答： 3～8 个机器周期之间。
在三种情况下推迟对外部中断请求响应：
（1）AT89S52 正在处理同级或更高优先级的中断。
（2）所查询的机器周期不是当前正在执行指令的最后一个机器周期。
（3）正在执行的指令是 RETI 或是访问 IE 或 IP 的指令。

3．中断响应需要满足哪些条件？

答：
（1）总中断允许开关接通，即 IE 寄存器中的中断总允许位 EA=1。
（2）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中断请求标志为“1”。
（3）该中断源的中断允许位=1，即该中断被允许。
（4）无同级或更高级中断正在被服务。

第 7 章 定时器/计数器

一、填空
1．如果采用晶振的频率为 3MHz，定时器/计数器 Tx（x=0,1）工作在方式 0、1、2 下，其方式 0 的最大定时时间为 32.768ms，方式 1 的最大定时时间为 262.144ms，方式 2 的最大定时时间为 1024µs。
2．定时器/计数器用作计数器模式时，外部输入的计数脉冲的最高频率为系统时钟频率的1/24。
3．定时器/计数器用作定时器模式时，计数脉冲由 系统时钟信号 12 分频后 提供，定时时间与定时器初值有关。
4．定时器/计数器 T1 测量某正单脉冲的宽度，采用 方式 1 定时 方式可得到最大量程？若时钟频率为6MHz，求允许测量的最大脉冲宽度为 131.072ms 。
5. 定时器 T2 三种工作方式：捕捉 重新装载 波特率发生器，可通过对寄存器 T2CON中的相关位进行软件设置来选择。
6. AT89S52单片机的晶振为6MHz，若利用定时器T1的方式1定时2ms，则（TH1）= ，（TL1）= 。

N = (65536 - X) * (12 / 晶振频率)

64536
因此，TH1 = 0xFC，TL1 = 0x18。

二、单选
1．定时器 T0 工作在方式 3 时，定时器 T1 有 3 种工作方式。
2. 定时器 T0、T1 工作于方式 1 时，其计数器为 16位。
3. 定时器 T0、T1 的GATEx=1 时，其计数器是否计数的条件 由 TRx 和INT x 两个条件来共同控制 。
4. 定时器 T2 工作在自动重装载方式时，其计数器为 16 位。
5. 要想测量INT 0 引脚上的正单脉冲的宽度，特殊功能寄存器 TMOD 的内容应为09H。

三、判断对错
1．下列关于 T0、T1 的哪些说法是正确的。
√ A.特殊功能寄存器 SCON，与定时器/计数器的控制无关。
X B.特殊功能寄存器 TCON，与定时器/计数器的控制无关。
X C.特殊功能寄存器 IE，与定时器/计数器的控制无关。
X D.特殊功能寄存器 TMOD，与定时器/计数器的控制无关。
X 2．定时器 T0、T1 对外部脉冲进行计数时，要求输入的计数脉冲的高电平或低电平的持续时间不小于 1 个机器周期。特殊功能寄存器 SCON 与定时器/计数器的控制无关。
√ 3．定时器 T0、T1 对外部引脚上的脉冲进行计数时，要求输入的计数脉冲的高电平和低电平的持续时间均不小于 2 个机器周期。

四、简答

1．定时器/计数器 T1、T0 的工作方式 2 有什么特点？适用于哪些应用场合？

答：方式2为初值自动装入8位定时器/计数器，克服循环定时或循环计数应用时反复装入计数初值影响定时精度的问题。

3．如果系统的晶振的频率为 24MHz，定时器/计数器工作在方式 0、1、2 下，其最大定时时间各为多少？

方式 0 最大定时时间=0.5µs×2^13=0.5µs×8192=4096µs
方式 1 最大定时时间=0.5µs×2^16=0.5µs×65536=327686µs
方式 2 最大定时时间=0.5µs×2^8=0.5µs×256=128µs

4．定时器/计数器 Tx（x=0，1）的方式 2 有什么特点？适用于哪些应用场合？

答：定时器/计数器的工作方式 2 具有自动恢复初值的特点，适用于精确定时，例如波特率的产生。

5．一个定时器的定时时间有限，如何用两个定时器的串行定时来实现较长时间的定时？

方法 1，在第一个定时器的中断程序里关闭本定时器的中断程序，设置和打开另一个定时器；在另一个定时器的中断程序中关闭本定时中断，设置和打开另一个定时器。这种方式的定时时间为两个定时器定时时间的和。
方法 2，一个作为定时器，在定时中断后产生一个外部计数脉冲（比如由 P1.0 接 INT0产生），另一个定时器工作在计数方式。这样两个定时器的定时时间为一个定时器的定时时间乘以另一个定时器的计数值。
1
2

7．THx 与 TLx（x=0，1）是普通寄存器还是计数器？其内容可以随时用指令更改吗？更改后的新值是立即刷新还是等当前计数器计满后才能刷新？

答：THx 与 TLx (x=0,1)是由特殊功能寄存器构成的计数器，其内容可以随时用指令更改，更改后的新值是立即刷新。但在读 THx、TLx 的值时，应该先读 THx 值，后读 TLx，再读 THx。若两次读得 THx 相同，则可确定读得的内容正确。

第 8 章 串行口

一、填空
1、AT89S51 的串行异步通信口为 全双工。
2. 串行通信波特率的单位是bit/s 。
3. AT89S52 的串行通信口若传送速率为每秒 120 帧，每帧 10 位，则波特率为1200
4．串行口的方式 0 的波特率为 fosc/12 。
5．AT89S51 单片机的通讯接口有 并行和 串行两种型式。在串行通讯中，发送时要把 并行数据转换成 串行数据。接收时又需把串行数据转换成 并行数据。
6．当用串行口进行串行通信时，为减小波特率误差，使用的时钟频率为11.0592 MHz。
7．AT89S52单片机串行口的4种工作方式中， 方式 1和 方式 3的波特率是可调的，与定时器/计数器T1的溢出率有关，另外两种方式的波特率是固定的。
8．帧格式为 1 个起始位，8 个数据位和 1 个停止位的异步串行通信方式是 方式 1 。
9．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是 相同 的。
10．串行口工作方式 1 的波特率是 方式 1 波特率=（2SMOD/32）×定时器 T1 的溢出率。
二、单选
1．通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用 MOV指令。
2．AT89S52 的串行口扩展并行 I/O 口时，串行接口工作方式选择 方式 0。
3. 控制串行口工作方式的寄存器是SCON。
三、判断对错
√ 1．串行口通信的第 9 数据位的功能可由用户定义。
√ 2．发送数据的第 9 数据位的内容是在 SCON 寄存器的 TB8 位中预先准备好的。
X 3．串行通信方式 2 或方式 3 发送时，指令把 TB8 位的状态送入发送 SBUF 中。
√ 4．串行通信接收到的第 9 位数据送 SCON 寄存器的 RB8 中保存。
√ 5．串行口方式 1 的波特率是可变的，通过定时器/计数器 T1 的溢出率设定。
X 6. 串行口工作方式 1 的波特率是固定的，为 fosc/32。
X 7. AT89S52 单片机进行串行通信时，一定要占用一个定时器作为波特率发生器。
X 8. AT89S52 单片机进行串行通讯时，定时器方式 2 能产生比方式 1 更低的波特率。
√ 9. 串行口的发送缓冲器和接收缓冲器只有 1 个单元地址，但实际上它们是两个不同的寄存器。

四、简答

1．在异步串行通信中，接收方是如何知道发送方开始发送数据的？
答：实质就是如何检测起始位的开始。当接收方检测到 RXD 端从 1 到 0 的负跳变时就启动检测器，接收的值是 3 次连续采样，取其中 2 次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。

2．AT89S51 单片机的串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确
定？
答：有 4 种工作方式：方式 0、方式 1、方式 2、方式 3
有 3 种帧格式，方式 2 和 3 具有相同的帧格式；方式 0 的发送和接收都以 fosc/12 为固定波特率，
方式 1 的波特率=2SMOD/32×定时器 T1 的溢出率
方式 2 的波特率=2SMOD/64×fosc
方式 3 的波特率=2SMOD/32×定时器 T1 的溢出率

3. 假定串行口串行发送的字符格式为 1 个起始位、8 个数据位、1 个奇校验位、1 个停止位，

3. 画出传送字符“B”的帧格式。答：字符“B”的 ASCII 码为“42H”，帧格式如下：

4．为什么定时器/计数器 T1 用作串行口波特率发生器时，常采用方式 2？若已知时钟频率、
串行通信的波特率，如何计算装入 T1 的初值？
答：因为定时器 T1 在方式 2 下，初值可自动重装，这就避免了执行重装参数的指令所带来的时间误差。
设定时器 T1 方式 2 的初值为 X，计算初值 X 可采用如下公式：
波特率=(2SMOD/32)×(fosc/12)/（256-X）

5. 某 AT89S51 单片机串行口，传送数据的帧格式由 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。当该串行口每分钟传送 1800 个字符时，试计算出它的波特率。

答：串口每秒钟传送的字符为：1800/60=30 个字符/秒
所以波特率为：30 个字符/秒×10 位/个字符=300b/s

第 9 章 并行扩展

一、填空

1. 扩展一片 8255 可以增加 3个并行口，其中 8条口线具有位操作功能；
2. 单片机扩展并行I/O口芯片的基本要求是：输出应具有 数据锁存功能；输入应具有 三态缓冲功能；
3. 从同步、异步方式的角度讲，82C55的基本输入/输出方式属于 同步 通讯，选通输入/输出和双向传送方式属于 异步 通讯。
   二、判断
   √ 1. 82C55 为可编程芯片。
   X 2. 82C55 具有三态缓冲器，因此可以直接挂在系统的数据总线上。
   X 3. 82C55 的 PB 口可以设置成方式 2。
   √ 4．扩展I/O占用片外数据存储器的地址资源。
   X 5．82C55的方式1是无条件的输入输出方式。
   √ 6．82C55的PC口可以按位置位和复位。
   √ 7．82C55的方式0是无条件的输入输出方式。
   三、单选
   1． AT89S52 的并行 I/O 口信息有两种读取方法：一种是读引脚，还有一种是 读锁存器。
4. 利用单片机的串行口扩展并行 I/O 接口是使用串行口的 方式 0。
5. 单片机使用 74LSTTL 电路扩展并行 I/O 接口，输入/输出用的 74LSTTL 芯片为 74LS244/74LS273。
6. AT89S52单片机最多可扩展片外RAM为64KB，但当扩展外部 I/O 口后，外部 RAM的寻址空间将 变小。

四、简答
1．I/O 接口和 I/O 端口有什么区别？I/O 接口的功能是什么？
答：
I/O 端口简称 I/O 口，常指 I/O 接口电路中具有端口地址的寄存器或缓冲器。I/O 接口是指单片机与外设间的 I/O 接口芯片；
I/O 接口功能：(1) 实现和不同外设的速度匹配；(2) 输出数据缓存；(3) 输入数据三态缓冲。

2．I/O 数据传送由哪几种传送方式？分别在哪些场合下使用？
答： 3 种传送方式：
(1) 同步传送方式：当外设速度可与单片机速度相比拟时，常常采用同步传送方式。
(2) 查询传送方式：也称异步传送。单片机通过查询得知外设准备好后，再进行数据传送。优点是通用性好，硬件连线和查询程序简单，效率不高。
(3) 中断传送方式：中断传送方式是利用单片机本身的中断功能和 I/O 接口的中断功能来实现 I./O 数据的传送。单片机只有在外设准备好后，发出数据传送请求，才中断主程序，而进入与外设进行数据传送的中断服务程序，进行数据的传送。中断服务完成后又返回主程序继续执行。因此，中断方式可大大提高工作效率。

3．常用的 I/O 端口编址有哪两种方式？它们各有什么特点？AT89S52 单片机的 I/O 端口编址采用的是哪种方式？
答：两种方式。
(1) 独立编址：就是 I/O 地址空间和存储器地址空间分开编址。优点是 I/O
地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。但却需要设置一套专门的读写 I/O 的指令
和控制信号。
(2) 统一编址：是把 I/O 端口的寄存器与数据存储器单元同等对待，统一进行
编址。优点是不需要专门的 I/O 指令，直接使用访问数据存储器的指令进行 I/O 操作。AT89S52
单片机使用的是 I/O 和外部数据存储器 RAM 统一编址的方式。

4．82C55 的“方式控制字”和“PC 口按位置位/复位控制字”都可以写入 82C55 的同一控制
寄存器，82C55 是如何来区分这两个控制字的？
答：82C55 通过写入控制字寄存器的控制字的最高位来进行判断，最高位为 1 时，为方式控制
字，最高位为 0 时，为 C 口按位置位/复位控制字。

第 10 章 串行扩展

一、填空
1．单总线系统只有一条数据输入/输出线 DQ，总线上的所有器件都挂在该线上，电源也通过这条信号线供给。
2．单总线系统中配置的各种器件，由 DALLAS 公司提供的专用芯片实现。每个芯片都有 64位ROM，用激光烧写编码，其中存有 16位十进制编码序列号，它是器件的 地址编号，确保它挂在总线上后，可唯一地被确定。
3．DS18B20 是 数字温度传感器，温度测量范围为 −55～+128℃，在-10～+85℃范围内，测量精度±0.5 ℃。DS18B20 体积小、功耗低，适合于恶劣环境的现场温度测量，也可用于各种 狭小空间内设备的测温。
4．SPI 接口是一种 同步串行 外设接口，允许单片机与 多厂家的带有标准 SPI 接口的外围器件直接连接。
5．SPI 具有较高的数据传输速度，最高可达1.05 Mbit/s。
6．I2C 的英文缩写为Inter Interface Circuit ，是应用广泛的 芯片间串行扩展总线。
7．I2C 串行总线只有两条信号线，一条是 数据线SDA，另一条是时钟线 SCL。
8．I2C 总线上扩展的器件数量不是由 电流负载决定的，而是由 电容负载确定的。
9．标准的 I2C 普通模式下，数据的传输速率为100k bit/s，高速模式下可达400k bit/s。

二、判断对错
√ 1. 单总线系统中的各器件不需要单独的电源供电，电能是由器件内的大电容提供。
X 2. DS18B20 可将温度转化成模拟信号，再经信号放大、A/D 转换，再由单片机进行处理。
√ 3. DS18B20 的对温度的转换时间与分辨率有关。
√ 4. SPI串行口每发送、接收一位数据都伴随有一个同步时钟脉冲来控制。
X 5. 单片机通过SPI串行口扩展单个SPI器件时，外围器件的片选端CS 一定要通过I/O口控制。
√ 6. SPI串行口在扩展多个SPI器件时，单片机应分别通过I/O口线来控制各器件的片选端CS来分时选通外围器件。
√ 7. SPI 系统中单片机对从器件的选通不需要地址字节。
√ 8. I2C 总线对各器件采用的是纯软件的寻址方法。

三、简答

1．I2C 总线的优点是什么？

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种串行通信总线，广泛用于连接微控制器、传感器和其他外设。它具有以下优点和缺点：
优点：
1.简单灵活：只需要两根线（数据线和时钟线）即可进行通信
2. 多设备支持：支持多个设备连接同一条总线，每个设备有唯一地址，可以通过地址选择通信对象。
3. 低功耗：使用时钟同步方式进行通信，只在需要传输数据时才会产生时钟信号。
4. 速度适中：I2C总线的速度相对较低，通常在100 kHz或400 kHz范围内，适合于连接较远距离的设备。
缺点：
1.速度较慢：不适合传输大量数据或实时性要求较高的应用。
2. 信号传输受限：超过一定距离后信号质量会下降。
3. 线路复杂：需要考虑电平转换、电源电压匹配等问题，线路复杂度较高。
4. 冲突问题：由于多设备共享总线，可能会出现冲突问题，需要通过软件或硬件解决。

2．I2C 总线的数据传输方向如何控制？

3．单片机如何对 I2C 总线中的器件进行寻址？

答：采用软件寻址，主机在发送完起始信号后，立即发送寻址字节来寻址被控的从机，寻址字节格式如上题所示。“DA3、DA2、DA1、DA0”为器件地址，是外围器件固有的地址编码，器件出厂时就已经给定。“A2、A1、A0”为引脚地址，由器件引脚 A2、A1、A0 在电路中接高电平或接地决定。

4．I2C 总线在数据传送时，应答是如何进行的？
答： I2C 总线上传送的字节数（数据帧）没有限制，每一字节必须为 8 位。数据传送时，先传送最高位，每一被传字节后面都须跟 1 位应答位（一帧数据共 9 位）。I2C 总线在传送每一字节数据后都须有应答信号 A，A 信号在第 9 个时钟位上出现，A 信号对应的时钟由主机产生。这时发方须在该时钟位上使 SDA 线处于高电平，以便收方在这一位上送出低电平的应答信号A。
由于某种原因收方不对主机寻址信号应答时，例如接收方正在进行其他处理而无法接收总线上的数据时，必须释放总线，将数据线置为高电平，而由主机产生一个终止信号以结束总线的数据传送。
当主机接收来自从机的数据时，接收到最后一个数据字节后，必须给从机发送一个非应答信号（ A ），使从机释放数据总线，以便主机发送一个终止信号，从而结束数据的传送。

第 11 章 ADC/DAC

一、填空
1．对于电流输出型的 D/A 转换器，为了得到电压输出，应使用 I/V 转换电路。
2．使用双缓冲同步方式的 D/A 转换器，可实现多路模拟信号的 同步输出。
3．一个 8 位 A/D 转换器的分辨率是 1/28，若基准电压为 5V,该 A/D 转换器能分辨的最小的电压变化为 20Mv。
4．若单片机发送给 8 位 D/A 转换器 0832 的数字量为 65H，基准电压为 5V,则 D/A 转换器的输出电压为 1.973V。
5．若 A/D 转换器 00809 的基准电压为 5V,输入的模拟信号为 2.5V 时，A/D 转换后的数字量是 80H。

二、判断对错
X 1．“转换速度”这一指标仅适用于 A/D 转换器，D/A 转换器不用考虑“转换速度”问题。
√ 2．ADC0809 可以利用“转换结束”信号 EOC 向 AT89S52 单片机发出中断请求。
X 3．输出模拟量的最小变化量称为 A/D 转换器的分辨率。
√ 4．对于周期性的干扰电压，可使用双积分型 A/D 转换器，并选择合适的积分元件，可以将该周期性的干扰电压带来的转换误差消除。

三、简答

1．D/A 转换器的主要性能指标都有哪些？

设某 DAC 为二进制 12 位，满量程输出电压为 5V，试问它的分辨率是多少？
答：主要技术指标如下：
分辨率：D／A 转换器的分辨率指输入的单位数字量变化引起的模拟量输出的变化，是对输入量变化敏感程度的描述。
建立时间：建立时间是描述 D／A 转换速度快慢的一个参数，用于表明转换速度。其值为从输入数字量到输出达到终位误差±(1／2)GB(最低有效位)时所需的时间。
转换精度：理想情况下，精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。严格讲精度与分辨率并不完全一致。只要位数相同，分辨率则相同．但相同位数的不同转换器精度会有所不同。
当 DAC 为二进制 12 位，满量程输出电压为 5V 时，分辨率为 1.22 mV

2．A/D转换器两个最重要的技术指标是什么？

答： (1) 转换时间或转换速率 (2) 分辨率 习惯上用输出二进制位数或 BCD 码位数表示。

3．分析 A/D 转换器产生量化误差的原因，一个 8 位的 A/D 转换器，当输入电压为 0～5V 时，其最大的量化误差是多少？
答：量化误差是由于有限位数字对模拟量进行量化而引起的；最大的量化误差为 0.195%；

4．目前应用较广泛的 A/D 转换器主要有哪几种类型？它们各有什么特点？
答：主要有逐次逼近式转换器、双积分式转换器、∑-△式 A／D 转换器。
逐次逼近型 A／D 转换器：在精度、速度和价格上都适中，是最常用的 A／D 转换器件。
双积分 A／D 转换器：具有精度高、抗干扰性好、价格低廉等优点，但转换速度慢
∑-△式 A／D 转换器：有较高的信噪比，分辨率高，线性度好，不需要采样保持电路。

5．在 DAC 和 ADC 的主要技术指标中，“量化误差”、“分辨率”和“精度”有何区别？

答：对 DAC，分辨率反映了输出模拟电压的最小变化量。对于 ADC，分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。量化误差是由 ADC 的有限分辨率而引起的误差，但量化误差只适用于 ADC，不适用于 DAC。精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。严格讲精度与分辨率并不完全一致。只要位数相同，分辨率则相同。但相同位数的不同转换器，精度可能会有所不同，例如由于制造工艺的不同。

第12 章 步进电机

一、填空
1．步进电机是将 脉冲信号转变为 角位移或 线位移的 开环控制元件。
2．给步进电机加一个脉冲信号，电机则转过一个 步距角。
3．直流电机多用在没有 交流电源、方便移动 的场合，具有 低速大力矩等特点
4．直流电机的旋转速度与施加的 电压成正比，输出转矩则与 电流成正比。
5．单片机控制直流电机的采用的是 PWM信号，将该信号转换为有效的直流电平 。
6．单片机调节脉冲信号频率 就可改变步进电机的转速；而改变各相脉冲的先后顺序，就可以改变步进电机的 旋转方向。
二、判断对错
√ 1．步进电机在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。
X 2．单片机对直流电机是不能精确地控制其旋转速度或转矩。