单片机原理及接口技术 李朝青课本答案 第七章

第七章 1、什么是串行异步通信，它有哪些作用？ 答：在异步串行通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，每 一帧的数据格式参考书。通信采用帧格式，无需同步字符。存在空闲位也是异步通信的特 征之一。 2、89C51单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？ 答：89C51单片机的串行接口由发送缓冲期 SBUF，接收缓冲期 SBUF、输入移位寄存器、 串行接口控制器 SCON、定时器 T1构成的波特率发生器等部件组成。 由发送缓冲期 SBUF 发送数据，接收缓冲期 SBUF 接收数据。串行接口通信的工作方式选 择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器 SCON 控制和指示。定时器 T1产生 串行通信所需的波特率。 3、简述串行口接收和发送数据的过程。 答：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H ）两个物理空间的特殊功能寄存器 SBUF 进行读和写的。当向 SBUF 发“写”命令时（执行“MOV SBUF,A” ） ，即向缓冲期 SBUF 装载并开始 TXD 引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位 TI=1。 在满足串行接口接收中断标志位 RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位 REN（SCON.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收 SBUF 中，同时使 RI=1。当发读 SBUF 命令时（执行“MOV A, SBUF” ） ，便由接收缓冲期 SBUF 取出信息通 过89C51内部总线送 CPU。 4、89C51串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各工作方式的波特率如何确定？ 答：89C51串行口有4种工作方式： 方式0（8位同步移位寄存器） ，方式1（10位异步收发） ，方式2（11位异步收发） ，方式 3（11位异步收发） 。 有2种帧格式：10位，11位 方式0：方式0的波特率fosc/12(波特率固定为振荡频率1/12) 方式2：方式2波特率2 SMOD/64fosc 方式1和方式3：方式1和方式3波特率2 SMOD/32(T1溢出速率) 如果 T1采用模式2则： 5、若异步通信接口按方式3传送，已知其每分钟传送3600个字符，其波特率是多少？ 答：已知每分钟传送3600个字符，方式3每个字符11位，则： 波特率=（11b/ 字符）（3600 字符/60s ）=660b/s 6、89C51中 SCON 的 SM2，TB8 ，RB8有何作用？ 答：89c51SCON 的 SM2是多机通信控制位，主要用于方式2和方式3.若置 SM2=1，则允许 多机通信。 TB8是发送数据的第9位，在方式 2或方式3中，根据发送数据的需要由软件置位或复位。它 在许多通信协议中可用作奇偶校验位；在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位。 RB8是接收数据的第9位，在方式2或方式3中接收到的第9 位数据放在 RB8位。它或是约定 的奇偶校验位，或是约定的地址/数据标示位。 7、设 fosc11.059MHz，试编写一段程序，其功能为对串行口初始化，使之工作与方式 1，波特率为1200b/s；并用查询串行口状态的方法，读出接收缓冲器的数据并回送到发送 缓冲器。 解： START:MOV SCON,#40H ;串行接口工作于方式1 MOV TMOD,#20H ;定时器 T1工作于模式2 MOV TH1,#0E8H ;赋定时器计数初值 MOV TL1,#0E8H SETB TR1 ;启动定时器 T1 MOV A,SBUF ;读出接收缓冲器数据 MOV SBUF,A ;启动发送过程 JNB TI,$ ;等待发送完 CLR TI ;清 TI 标志 SJMP $ ;结束 8、若晶振为11.0592MHz ，串行口工作与方式 1，波特率为 4800b/s。写出用 T1作为波特率 发生器的方式字和计数初值。 解： MOV TMOD,#20H ;定时器 T1工作于模式2 MOV TH1,#0FAH ;赋定时器计数初值 MOV TL1,#0FAH 9、为什么定时器 T1用作串行口波特率发生器时，常选用工作模式2？若已知系统时钟频率 和通信用的波特率，如何计算其初值？ 答：因为工作模式2是自动重装初值定时器，编程时无需重装时间参数（计数初值） ，比较 使用。若选用工作模式0或工作模式1，当定时器 T1溢出时，需在中断服务程序中重装初值。 已知系统时钟频率 fosc 和通信用的波特率 fbaud，可得出定时器 T1模式2的初值 10、若定时器 T1设置成模式2作波特率发生器，已知 fosc6MHz 。求可能产生的最高和最 低的波特率。 解：最高波特率为 T1定时最小值时，此时初值为255，并且 SMOD=1，有： 最高波特率为 T1定时最大值时，此时初值为0，并且 SMOD=0，有： 11、串行通信的总线标准是什么？有哪些内容？ 答：美国电子工业协会（EIA）正式公布的串行总线接口标准有 RS-232C,RS-422,RS-423和 RS-485等。 在异步串行通信中应用最广的标准总线是 RD-232C。它包括了按位串行传输的电气和机械 方面的规定，如适用范围、信号特性、接口信号及引脚说明等，适用于短距离（15m）或 带调制解调的通信场合。采用 RS-422, RS-485标准时，通信距离可达1000m。 12、简述单片几多机通信的原理。 答：当一片89C51（主机）与多片 89C51（从机）通信时，所有从机的 SM2位都置1.主机首 先发送的一帧数据为地址，即某从机机号，其中第9位为1，所有的从机接收到数据后，将 其中第9位装入 RB8中。各从机根据收到的第9位数据（RB8中）的值来决定从机可否再接 收主机的信息。若（RB8）=0，说明是数据帧，则使接收中断标志位 RI=0，信息丢失；若 （RB8）=1说明是地址帧，数据装入 SBUF 并置 RI=1，中断所有从机，只有被寻址的目标 从机清除 SM2（SM2=0） ，以接收主机发来的一帧数据（点对点通信） 。其他从机仍然保持 SM2=1. 13、当89C51串行口按工作方式 1进行串行数据通信时。假定波特率为1200b/s ，以中断方式 传送数据。请编写全双工通信程序。 解：设系统时钟频率 fosc=6.0MHZ。查教材表9-2可知，可取 SMOD=0,T1的计数初值为 F3H。程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;上电，转向主程序 ORG 0023H ;串行口的中断入口地址 AJMP SERVE ;转向中断服务程序 ORG 0040H ;主程序 MAIN: MOV SP,#60H ;设置堆栈指针 MOV SCON ,#50H MOV PCON ,#00H MOV TMOD,#20H MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H SETB TR1 MOV R0 ,#20H ;置发送数据区首地址 MOV R1 ,#40H ；置接收数据区首地址 MOV R7 ,#10H ；置发送字节长度 MOV R6 ,#10H ；置接收字节长度 SETB ES ;允许串行口中断 SETB EA ;CPU 允许中断 MOV A ,R0 ；取第一个数据发送 MOV SBUF ,A ;发送第一个数据 SJMP $ ；等待中断 SERVE: JNB RI ,SEND ;TI=1,为发送中断 CLR RI MOV A ,SBUF ;读出接收缓冲区内容 MOV R1 ,A ;读入接收缓冲区 DJNZ R6 ,L1 ;判断数据块发送完否 SJMP L2 ;数据块接收完，转 L2 L1:INC R1 ;修改数据区指针 L2:RETI ;中断返回 SEND: CLR TI ;清除发送中断标志 DJNZ R7 ,L3 ;判断数据块发送完否 SJMP L4 ;数据块接收完，转 L4 L3: MOV A ,R0 ;取数据发送 MOV SBUF ,A ;发送数据 INC R0 ;修改数据地址 L4: RETI ;中断返回 END 14、以89C51串行口按工作方式 3进行串行数据通信。假定波特率为1200b/s ，第9数据位作 奇偶校验位，以中断方式传送数据。请编写通信程序。 解： ORG 0000H AJMP MAIN ;上电，转向主程序 ORG 0023H ;串行口的中断入口地址 AJMP STOP ;转向中断服务程序 ORG 0040H ;主程序 MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#20H MOV TH1,#0E8H MOV TL1,#0E8H SETB TR1 MOV SCON ,#0D0H MOV PCON ,#00H MOV R0 ,#20H ;置发送数据区首地址 MOV R1 ,#40H ；置接收数据区首地址 SETB ES ;允许串行口中断 SETB EA ;CPU 允许中断 MOV A ,R0 MOV C, PSW.0 ;PC CPL C MOV TB8 ,C MOV SBUF ,A ;发送第一个数据 SJMP $ STOP: JNB RI SOUT ;TI=1,为发送中断 CLR RI MOV A ,SBUF ;读出接收缓冲区内容 MOV C ,PSW.0 ;P C CPL C ;形成奇校验 JC LOOP1 ;判断接收端的奇偶值，C=1转 LOOP1 JNB RB8 ,LOOP2 ;C=0，RB8=0，转 LOOP2 SJMP ERROR ;C=0,RB8=1,转出错处理 LOO