第7部分-应用系统配置及接口技术.doc

单片机原理及接口技术习题及答案 苏州经贸职业技术学院 15第7部分 应用系统配置及接口技术1. 为什么要消除键盘的机械抖动?有哪些方法?答： 通常按键所用的开关为机械弹性开关，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。如果按键较多，常用软件方法去抖动，即检测出键闭合后执行一个延时程序，产生510 ms的延时；让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给510 ms的延时，待后沿抖动消失后，才能转入该键的处理程序。 硬件方法常用RS触发器。2. 试述转换器的种类及特点。答：A/D转换器的种类很多，主要有计数比较型、逐次逼近型、双积分型等。 逐次逼近型A/D转换器的特点是精度、速度和价格都适中，是比较常用的A/D转化器。双积分型A/D转换器的特点是精度高，抗干扰性好，价格低廉，但转换速度慢。3. 设计一个22行列式键盘电路并编写键扫描子程序。解：（1）逻辑电路如下：（2）判断是否有键按下：有列线P1.0、P1.1送全0，查P0.0、P0.1是否为0。判断哪一个键按下：逐列送0电平信号，再逐行扫描是否为0。键号=行首号+列号KEY： LCALL KS JZ KEY LCALL T10ms LCALL KS JZ KEYMOV R2，#0FEH MOV R4，#00HLK1: MOV P1，R2 JB P0.0,ONE MOV A,#00H LJMP KPONE: JB P0.1, NEXT MOV A,#02HKP: ADD A,R4 PUSH ACCLK: LCALL KS JNZ LK POP ACC RETNEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.1,KND RL A MOV R2,A AJMP LK1KND: AJMP KEYKS: MOV P1,#0FCH MOV A,P0 CPL AANL A,#03HRETT10ms: MOV R7,#10HTS1: MOV R6,#0FFHTS2: DJNZ R6,TS2 DJNZ R7,TS1 RET4. 试设计一个LED显示器键盘电路。解： 5. 在一个89C51应用系统中，89C51以中断方式通过并行接口74LS244读取器件5G14433的转换结果。试画出有关逻辑电路，并编写读取结果的中断服务程序。解：硬件电路设计如图：读取A/D结果的中断服务程序：MOV DPTR,#0FE00HMOVX A,DPTRMOV 30H,ARETI6. 在一个f为12 MHz的89C51系统中接有一片器件DAC0832，它的地址为7FFFH，输出电压为0 。请画出有关逻辑框图，并编写一个程序，使其运行后能在示波器上显示出锯齿波(设示波器X方向扫描频率为50 格，Y方向扫描频率为1 V格)。解：硬件电路设计如图：根据DAC0832的地址为7FFFH，则89C51的P2.7接DAV0832的片选。程序设计：因为示波器X方向扫描频率为50/格，Y方向扫描频率为1V/格，所以选择DAC0832的输出电压为0V2V，对应的数字量为00H66H（0102）；每次数据量增值为3，共34次循环，345=170。 ORG 0050H MAIN： MOV DPTR，#7FFFH LOOP1： MOV A，#00H LOOP2： MOVX DPTR，A ADD A,#03H CJNE A,#66H,LOOP2 SJMP LOOP17. 在一个f为12 MHz的89C51系统中接有一片器件ADC0809，它的地址为7FF8H7FFFH。试画出有关逻辑框图，并编写ADC0809初始化程序和定时采样通道2的程序(假设采样频率为1 ms/次，每次采样4个数据，存于89C51内部RAM 70H73H中)。解：硬件电路设计如图：程序清单：ORG 0000HLJMP MAINORG 0013HLJMP IEX1ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV DPTR,#7FFAH SETB IT1 SETB EX1 SETB EALOOP1: MOV R0,#70H MOV R7,#04HLOOP2: MOVX DPTR,AHEAR: SJMP HEAR DJMP R7,LOOP2 LCALL DIMS SJMP LOOP1DIMS: MOV R5,#32HDIMS1: MOV R6,#64HDIMS2: MOV R6,DIMS2 MOV R5,DIMS1 RET ORG 0200HIEX1: MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 RETI8. 在一个89C51系统中扩展一片74LS245，通过光电隔离器件外接8路TTL开关量输入信号。试画出其有关的硬件电路。解：硬件电路设计如图： 9.用89C51的P1口作8个按键的独立式键盘接口。试画出其中断方式的接口电路及相应的键盘处理程序。解：硬件电路设计如图： 键盘处理程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0013HLJMP IEX1ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H SETB IT1 SETB EX1 SETB EA SJMP $IEX1: MOV A,#FFH MOV P1,A MOV A,P1 JNB ACC.7,P7F JNB ACC.6,P6F JNB ACC.5,P5F JNB ACC.4,P4F JNB ACC.3,P3F JNB ACC.2,P2F JNB ACC.1,P1F JNB ACC.0,P0F RETIP7F: LJMP PROM7P6F: LJMP PROM6P5F: LJMP PROM5P4F: LJMP PROM4P3F: LJMP PROM3P2F: LJMP PROM2P1F: LJMP PROM1P0F: LJMP PROM010. 试说明非编码键盘的工作原理。如何去键抖动?如何判断键是否释放?答：（1）非编码键盘是靠软件识别的键盘。根据系统中按键数目的多少来选择不同的键盘结构。键数少时，可采用独立式按键结构；当键数多时可采用行列式按键结构。无论采用什么结构，都是通过单片机对它控制，因此可有三种控制方式：程序控制扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式。以行列式非编码键盘，采用程序控制扫描方式为例，其工作原理为：首先判断键盘上有无键按下，若有键按下则去键的机械抖动影响，然后逐列（行）扫描，判别闭合键的键号，再判别键是否释放，如果键释放则按键号处理相应程序。 （2）当判断有键按下时，执行5ms10ms的延时程序后再判断键盘的状态。如果仍为键按下状态，则认为确定有一个键按下；否则按照键抖动处理。 （3）判断键是否释放时，先判断键是否仍为闭合状态，如果为时，则执行5ms10ms延时程序后再判断直到键释放，以便达到对键的一次闭合仅作一次处理。11. DAC0832与89C51单片机连接时有哪些控制信号?其作用是什么?AC0832与89S51单片机连接时的控制信号有：ILE数据锁存允许信号，高电平有效；/CS输入寄存器选择信号，低电平有效；/WR1输入寄存器的“写”选通信号，低电平有效。/XFER数据转移控制信号线，低电平有效；/WR2DAC寄存器的“写”选通信号。（2）作用：当/CS=0，/WR1=0，ILE=1时，=1，输入锁存器状态随输入线状态变化；当/CS=1，/WR1变高，ILE=1时，= 0时，锁存输入数据。当/WR2=0，/XFER=0时，DAC寄存器的锁存信号=1时，DAC寄存器的输随输入状态变化；当/WR2变高，/XFER=0时，=0时，锁存输入状态。12. 在一个89C51单片机与一片DAC0832组成的应用系统中，DAC0832的地址为7FFFH，输出电压为05 V。试画出有关逻辑框图，并编写产生矩形波，其波形占空比为4，高电平时电压为2.5 V，低电平时电压为1.25 V的转换程序。解：硬件电路设计如图： VOUT=2.5V ，D=2.5V256/5=128=80HVOUT=1.25V ，D=1.25V256/5=64=40H程序清单： MOV DPTR,#7FFFH NEXT: MOV A,#80H MOVX DPTR,A ACALL DELY MOV R4,#04H MOV A,#40H MOVX DPTR,A LOOP: ACALL DELAY DJNZ R4,LOOP AJMP NEXTDELAY: MOV R7,#10HTS1: MOV R6,#0FFHTS2: DJNZ R6,TS2 DJNZ R7,TS1 RET13. 在一个由89C51单片机与一片ADC0809组成的数据采集系统中，ADC0809的地址为7FF8H7FFFH。试画出有关逻辑框图，并编写出每隔1 min轮流采集一次8个通道数据的程序。共采样100次，其采样值存入片外RAM 3000H开始的存储单元中。解：硬件电路设计如图： 设f=6MHz，用定时器定时100ms，用软件计数1060实现定时1min。A/D转换采用查询（p1.0）方式。程序设计如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH AJMP SEAVE ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV R7,#100 ;置采集次数 MOV R1,#30H ;片外RAM地址高位 MOV R0,#00H ; 片外RAM地址低位 MOV R2,#10 ;R2为100ms计数器，置入初值10 MOV R3,#60 ;R3为秒计数器，置入初值60 MOV TMOD,#10H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB ET1 SETB EA SETB TR1LOOP: SJMP LOOP DJMP R7,LOOP SJMP $SEAVE: MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H DJNZ R2,RETURN MOV R2,#10 DJNZ R3,RETURN MOV R6,#08 ;8个通道计数器初值 MOV DPTR,#7FF8H ;IN0的地址NEXT: MOVX DPTR,A ;启动A/D转换 JB P1.0.$ MOVX A,DPTR PUSH DPH ;将通道地址压入堆栈 PUSH DPL MOV DPH,R1 MOV DPL,R0 MOVX DPTR, A INC DPTR MOV R1, DPH ;保存片外RAM地址 MOV R0, DPL POP DPL POP DPH DJNZ R6，NEXTRETURN： RETI ； END14. 以DAC0832为例，说明D/A的单缓冲与双缓冲有何不同。答：所谓双缓冲方式，就是把DAC0832的两个锁存器都接成受控锁存方式。双缓冲DAC0832的连接如下图所示。双缓冲方式用于多路数/模转换系统，以实现多路模拟信号同步输出的目的。为此就要使用两片DAC0832，并采用双缓冲方式连接，如下图所示 。电路中以译码法产生地址，两片DAC0832共占据三个单元地址，其中两个输入寄存器各占一个地址，而两个DAC寄存器则合用一个地址。15. 以DAC0832为例，说明D/A的单极性输出与双极性输出有何不同。答：在DAC0832的输出端连接一级运放组成的反向求和电路，可以得到单极性模拟电压（正电压或负电压），输出电压范围由参考电压VREF值决定。例如，当VREF=+5V（或-5V）时，输出电压VOUT范围是0V-5V（或0V+5V）；当VREF=10V时，VOUT范围是0V10V。在VREF确定以后，若要增加输出电压范围，可以通过增加运放反馈电阻的方法来实现。连接方法是外加电阻R1同芯片中反馈电阻RF串联，并在输入数据为全1的条件下，调节R1阻值，使VOUT达到所需的满量程电压即可。有时，需要转换器输出双极性模拟电压。当输入数字量从全0到全1时，需求输出模拟量由负电压到正电压。单极性输出电压表达式为：VOUT1=双极性输出电压表达式为：VOUT2=比较两式可知，只要将单极性输出模拟电压放大2倍，再与参考电压求和就可以获得双极性输出的模拟电压。16. A/D和D/A的主要技术指标中，“分辨率”与“转换精度”（即“量化误差”或“转换误差”）有何不同。答：（1）分辨率“分辨率”通常用位数表示，如8位、10位、12位等。对于n位转换器，其实际分辨率为模拟量满量程的1/2n。例如，一个10位的A/D转换器去转换一个满量程为5V的电压，则它能分辨的最小电压为5000 mV /10245 mV，我们称该A/D转换器的分辨率为10位或5 mV。再例如，某D/A转换器能够转换8位二进制数，转换后的电压满量程是5V，则它能分辨的最小电压是5V/25620 mV，我们称该D/A转换器的分辨率为8位或20 mV。（2）转换精度“转换精度”是反映转换器转换值与理想值之间的误差。例如，具有8位分辨率的A/D转换器，当输入0V5V电压时，对应的饿数字量为00HFFH，即输入每变化0.0196V时，数据就变化1。由于输入模拟量是连续变化的，只有当它的值为0.0196V的整数倍时，模拟量值才能准确转换成对应的数字量，否则模拟量将被“四舍五入”为相近的数字量。例如，0.025V被转换成02H，最大误差为1/2个最低有效位（常用1/2LSB表示），这就是量化误差。该A/D转换器的具体量化误差（或精度）值可以计算出来为（1/2）5V/25