《单片机原理及应用》答案(9~10)

第九章习题解答

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？ 解：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：一.实现和不同外设的速度匹配；二.输出数据缓存；三.输入数据三态缓冲。

2.常用的I/O接口编址有哪两种方式？它们各有什么特点？MCS-51的I/O端口编址采用的是哪种方式？

解：一.独立编址方式：独立编址方式就是I/O地址空间和存储器地址空间分开编址。独立编址的优点是I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。但是，却需要设置一套专门的读写I/O的指令和控制信号。二.统一编址方式：这种编址方式是把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。统一编址的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，简单、方便且功能强大。MCS-51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。

3.I/O数据传送有哪几种传送方式？分别在哪些场合下使用？

解：一.同步传送方式：同步传送又称为有条件传送。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，最典型的同步传送就是单片机和外部数据存储器之间的数据传送。二.查询传送方式：查询传送方式又称为有条件传送，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。异步传送的优点是通用性好，硬件连线和查询程序十分简单，但是效率不高。为了提高单片机的工作效率，通常采用中断方式。三.中断传送方式：中断传送方式是利用MCS-51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，采用中断方式可以大大提高单片机的工作效率。

4.编写程序，采用8255A的C口按位置位/复位控制字，将PC7置0，PC4置1，（已知8255A各端口的地址为7FFCH-7FFFH）。 解：本题主要考察对8255A的C口的操作。其方式控制字的高位为0时，低四位对C口进行置位。由题目我们得到了方式控制字的地址为7FFFH。 ORG 0000H

MAIN: MOV DPTR,#7FFFH ;控制字寄存器地址送DPTR MOV A,#0EH ;将PC7置0 MOVX @DPTR,A

MOV A,#09H ;将PC4置1

MOVX @DPTR,A END

5.8255A的方式控制字和C口按位置位/复位控制字都可以写入8255A的同一控制寄存器，8255A是如何区分这两个控制字的？ 解：8255A通过它们的最高位来进行判断，最高位为1时，这时8255A认为这是方式控制字，否则认为是C口按位置位/复位控制字

6.由图9-6来说明8255A的A口在方式1的选通输入方式下的工作过程。

解：当外设输入一个数据并送到PA7－PA0上时，输入设备自动在选通输入线STBA向8255A发送一个低电平选通信号。8255A收到选通信号后：首先把PA7-PA0上输入的数据存入A口的输入数据缓冲/锁存器；然后使输入缓冲器输出线IBFA变成高电平，以通知输入设备，8255A的A口已收到它送来的输入数据。8255A检测到联络线STBA由低电平变成了高电平、IBFA为1状态和中断允许触发器INTEA为1时，使输出线INTRA（PC3）变成高电平，向8031发出中断请求。（INTEA的状态可由用户通过对PC4的置位/复位来控制。8031相应中断后，可以通过中断服务程序从A口的输入数据缓冲/锁存器读取外设发来的输入数据。当输入数据被CPU读走后，8255A撤销INTRA上的中断请求，并使IBFA变为低电平，以通知输入外设可以送下一个输入数据。 7.8155H的端口都有哪些？哪些引脚决定端口的地址？引脚

TIMERIN和TIMEROUT的作用是什么？

解:8155H的端口有以下几种：命令/状态寄存器、A口、B口、C口、计数器和RAM单元。引脚IO/M、A2、A1、A0决定端口地址。TIMERIN是计数器输入线，输入的脉冲上跳沿用于对8155H片内的14位计数器减一。TIMEROUT为计数器输入线。当14位计数器减为0时就可以在该引线上输出脉冲或方波，输出的信号的形状与所选的计数器工作方式有关。 8.判断下列说法是否正确，为什么？

（1）由于8155H不具有地址锁存功能，因此在与8031的接口电路中必须加地址锁存器。

（2）在8155H芯片中，决定端口和RAM单元编址的信号线是AD7-AD0和WR。

（3）8255A具有三态缓冲器，因此可以直接挂在系统的数据总线上。

（4）8255A的B口可以设置成方式2。 解：（1）8155H具有地址锁存功能；

（2）引脚IO/M、A2、A1、A0决定端口地址和RAM单元编址； （3）8255A不具有三态缓冲器；

（4）8255A的B口只可以设置成方式0和方式1。

9.现有一片8031，扩展了一片8255A，若把8255A的B口用做输入，B口的每一位接一个开关，A口用作输出，每一位接一个发

光二极管，请画出电路原理图，并编写出B口某一位接高电平时，A口相应位发光二极管被点亮的程序。

解：由于电路图比较简单，在这里就画了，大家可以参考图9-10，A口每一位接二极管的正极，二极管的负极接低。B口每一位接一开关，开关直接接地。这样我们只需要将读到的B口的值送给A口就可以满足题目要求了。 ORG 0000H

MIAN： MOV A，#10000010B ；A口出，B口入 MOV DPTR，#0FF7FH ；控制地址送DPTR MOVX ＠DPTR，A ；送方式控制字

MOV DPTR，#0FF7DH ；B口地址送DPTR MOVX A，＠DPTR ；读开关信息

MOV DPTR，#0FF7CH ；A口地址送DPTR MOVX ＠DPTR，A ；将信息反溃到二极管 END

10.假设8155H的TIMERIN引脚输入的频率为4MHz？问8155H的最大定时时间是多少？

解：8155H记数器的初值范围是：3FFFH-2H。当频率为4MHz，初值为3FFFH时，最大定时时间为：16383/4E+6=0.00409575S 11.MCS-51的并行接口的扩展有多种方式，在什么情况下，采用扩展8155H比较合适？什么情况下，采用扩展8255A比较适合？

解：8255A具有3个8位的并行I/O口，3种工作方式，可通过编程改变其功能，因而使用灵活方便，通用性强，可作为单片机与多种外围设备连接时的中间接口电路。8155H芯片内包含有256B的RAM存储器（静态），2个可编程的八位并行口PA和PB，1个可编程的6位并行口PC，以及1个14位减法定时器/计数器。所以它经常用于单片机的外围接口芯片。

12.假设8155H的TIMERIN引脚输入的脉冲频率为1MHz，请编写出在8155H的TIMEROUT引脚上输出周期为10ms的方波的程序。

解：将1MHz的脉冲改变为10ms的方波，这就让我们想到了在数字电路里面学到的分频器。计算得出分频前后频率之比为10000:1，这样我们只要将定时器初值设置为64H就可以了。（假设I/O口地址为7F00H-7F05H）

START： MOV DPTR，#7F04H ；指针指向定时器低8位 MOV A，#64H ；送初值给A

MOVX ＠DPTR，A ；初值送给低8位 INC DPTR ；指向高8位

MOV A，#40H ；定时器方波输出 MOVX ＠DPTE，A

MOV DPTR，#7F00H ；指向命令/状态口 MOV A，#0C2H ；设定控制字

MOVX ＠DPTE，A ；启动定时器 END

第十章习题解答

1.为什么要消除按键的机械抖动？消除按键的机械抖动的方法有哪几种？原理是什么？

解：在按键的闭合和断开过程中，由于开关的机械特性，导致了按键抖动的产生。如果不消除按键的机械抖动，按键的状态读取将有可能出现错误。消除按键抖动一般是采用软件或硬件去抖。软件去抖的原理：在第一次检测到有键按下时，该键所对应的航线是为低电平，执行一端延时10ms的子程序后，确认该行线电平是否仍然为低电平，如果仍为低电平，则确认为该行确实有键按下。

2.判断下列说法是否正确？

（1）8279是一个用于键盘和LED（LCD）显示器的专用芯片。 （2）在单片机与微型打印机的接口中，打印机的BUSY信号可作为查询信号或中断请求信号使用。

（3）为给以扫描发方式工作的8*8键盘提供接口电路，在接口电路中只需要提供2个输入口和1个输出口。 （4）LED的字型码是固定不变的。 解：（1）正确； （2）正确

（3）错误 （4）错误

3.LED的静态显示方式于动态显示方式有何区别？各有什么优缺点？

解：静态显示时，数据是分开送到每一位LED上的。而动态显示则是数据是送到每一个LED上，再根据位选线来确定是哪一位LED被显示。静态显示亮度很高，但口线占用较多。动态显示则好一点，适合用在显示位数较多的场合。 4.写出表10-1中仅显示小数点“.”的段码。 解：80H（共阴极）；7FH（共阳极） 5.说明矩阵式键盘按键按下的识别原理。

解：按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上，无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线的电平决定。列线的电平如果为低，则行线电平为低；列线的电平如果为高，则行线的电平亦为高。将行、列线信号配合起来并做适当的处理，才能确定闭合键的位置。

6.对于图10-11的键盘，采用线反转法原理来编写识别某一按键按下并得到其键号的程序。

解：先对P1口高四位送低电平，读取P1口低四位的值；再对P1口低四位送低电平，读取P1口高四位的值，将两次读到的值组

合在一起就得到了按键的特征码，在根据特征码查找键值。 KEYIN: MOV P1,#0FH ;反转读键 MOV A,P1 ANL A,#0FH MOV B,A MOV P1,#0F0H MOV A,P1 ANL A,#0F0H ORL A,B

CJNE A,#0FFH,KEYIN1 RET ；未按键

KEYIN1: MOV B,A ；暂存特征码 MOV DPTR,#KEYCOD ；指向码表MOV R3,#0FFH ；顺序码初始化 KEYIN2: INC R3 MOV A,R3

MOVC A,@A+DPTR CJNE A,B,KEYIN3

MOV A,R3 ；找到，取顺序码 RET

KEYIN3: CJNE A,#0FFH，KEYIN2；未完，再查

RET ；已查完，未找到，以未按键处理 KEYCOD: DB 0E7H,0EBH,0EDH,0EEH DB 0D7H,0DBH,0DDH,0DEH DB 0B7H,0BBH,0BDH,0BEH DB 77H,7BH,7DH,7EH

7.键盘有哪3种工作方式，它们各自的工作原理及特点是什么？ 解：一.编程扫描方式：当单片机空闲时，才调用键盘扫描子程序，反复的扫描键盘，等待用户从键盘上输入命令或数据，来响应键盘的输入请求。二.定时扫描工作方式：单片机对键盘的扫描也可用定时扫描方式，即每隔一定的时间对键盘扫描一次。三.中断工作方式：只有在键盘有键按下时，才执行键盘扫描程序并执行该按键功能程序，如果无键按下，单片机将不理睬键盘。 8.根据图10-14的电路，编写在6个LED显示器上轮流显示“1，2，3，4，5，6”的显示程序。

解：本电路图采用的是动态显示。程序如下 DIR: MOV R0,#79H ;从79H开始里面存放着 MOV R3,#01H ；1，2，3，4，5，6 MOV A,R3

LD0: MOV DPTR,#7F01H ；位选码 MOV @DPTR,A INC DPTR

MOV A,@R0 ADD A,#0DH

MOVC A,@A+PC ；取到笔形码 DIR1: MOVX @DPTR,A ；送出显示 ACALL DL1MS INC RO MOV R3

JB ACC.5,LD1 ；是否到最右边的LED RL A

MOV R3,A ；保存位选码 AJMP LD0 LD1: RET

DSEG: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH ;0,1,2,3,4,5,6 DL1MS: MOV R7,#02H DL: MOV R6,#0FFH DL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET

9. 根据图10-17的接口电路编写在8个LED上轮流显示“1，2，3，4，5，6，7，8”的显示程序，比较一下与上一题显示程序的区别。 解：本电路图采用的是静态显示。程序如下：

DIR: SETB P3.3 ;允许显示 MOV SCON,#0 ；工作方式一 MOV DPTR,#TAB ;笔形码 MOV R7,#08H ；初值为8 CALL OUT ;8 DEC R7 CALL OUT ;7 DEC R7 CALL OUT ;6 DEC R7 CALL OUT ;5 DEC R7 CALL OUT ;4 DEC R7 CALL OUT ;3 DEC R7 CALL OUT ;2 DEC R7 ;1 OUT: MOV A,R7

MOVC A,@A+DPTR ；找到对应的笔形码 MOV SBUF,A ；送出显示

JNB TI,$ CLR TI RET

TAB: DB 0COH,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;0,1,2,3,4 DB 92H,B2H,0F8H,80H ;5,6,7,8

10.8279中扫描计数器有两种工作方式，这2种工作方式各应用在什么场合？

解：按编码方式工作时，计数器作二进制计数。4位计数状态从扫描线SL0-SL3输出，经外部译码器4线-16线译码后，为键盘和显示器提供16中取1的扫描线。按译码方式工作时，扫描计数器的最低2位在8279内部被译码后，从SL0-SL3输出，为键盘和显示器直接提供了4中取1的扫描线。

11.简述TpuP-40A/16A微型打印机的Centronics接口的主要信号线的功能。与MCS-51单片机相连接时，如何连接这几条控制线？ 解：DB0-DB7：数据线，单向传输，由单片机输入给打印机。 STB（STROBE）：数据选通信号。在该信号的上升沿，数据线上的8位并行数据被打印机读入机内锁存。

BUSY：打印机忙状态信号。当该信号有效（高电平）时，表示打印机正忙于处理数据。此时，单片机不得使STB信号有效，向打印机送入新的数据。

ACK：打印机的应答信号。低电平有效，表明打印机已取走数据

线上的数据。

ERR：出错信号。当送入打印机的命令格式出错时，打印机立即打印1行出错信息，提示出错。在打印出错信息之前。该信号线出现一个负脉冲，脉冲宽度为30us。

用一根地址线来控制写选通信号STB和读取BUSY引脚状态。 12.如果把图10-30中打印机的BUSY线断开，然后与8031的INTO线相接，请简述电路的工作原理并编写把以20H为起始地址的连续20个内存单元中的内容输出打印的程序。

解：本程序采用外部中断来进行数据打印，先打印一个数据，当BUSY线从高电平变成低电平时，在打印下一个数据 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP IN ORG 0030H

MAIN: SETB EX0 ;允许外部中断 SETB IT0 SETB EA

MOV R0,#7FH ；控制口地址 MOV A,#81H ；控制字 MOVX @R0,A

MOV R1,#20H ；数据区首地址 MOV R2,#19 ；计数器 MOV A,@R1 ；打印内容 MOV R0,#7CH ；A口地址 MOVX @R0,A MOV R0,#7FH MOV A,#0EH

MOVX @RO,A ；PC7＝0 MOV A,#0FH

MOVX @R0,A ；PC7=1 SJMP $

IN: DJNZ R2,EX ；20个数据都结束了吗？ INC R1 ;指向下一个数据 MOV A,@R1 MOV R0,#7CH MOVX @R0,A MOV R0,#7FH MOV A,#0EH MOVX @RO,A MOV A,#0FH MOVX @R0,A

EX: RETI

13.根据图10-14，8155H与32键的键盘相连接，编写程序实现如下功能：用8155H的定时器定时，每隔1S读1次键，并将其读入的键值存入片内RAM中30H开始的单元中。 解：（先回帖，再告诉你！）

14.采用8279芯片的键盘/显示器接口方案，与本章介绍的其他键盘/显示器的接口方案相比，有什么特点？

解：8279芯片的具有不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或N键同时按下进行处理。