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AVR单片机实现光电隔离RS-422485智能接口研究

收稿日期:2003-10-09;修订日期:2003-12-23

作者简介:黄俊杰(1951-),男,河南省鄢陵县人,郑州大学工程师,主要从事智能仪器仪表及分布式监控系统的开

发与研究.

文章编号:1671-6833(2004)01-0085-04

A VR 单片机实现光电隔离RS -422/485智能接口研究

黄俊杰1,黄云峰2

(11郑州大学电气工程学院,河南郑州450002;21郑州市供电公司试验所,河南郑州450007)

摘 要:介绍了以AVR 高速单片机AT 90S2313为核心组成的串行口扩展方法及其软硬件实现方案.该方案可将微机的一个RS -232串行口扩展至4路光电隔离RS -422/RS -485串行口.根据控制方式的不同,4路RS -422/RS -485串行口可以单独或并行使用.在单片机控制下,能够自动识别通讯方式(10位、11位方式)和通讯波特率(1200~115.2k ),可以在不改变微机已有控件的情况下,实现一个RS -232串行口与4路RS -422/RS -485串行口之间的全或半双工通信.实际应用表明,该方案实现的RS -232至4路RS -422/RS -485转换接口电路具有良好的性能及抗干扰能力.关键词:数据采集;智能控制;串行通讯中图分类号:TP 334.7 文献标识码:B

0 引言

由于RS -422/RS -485总线具有抗干扰能

力强、通讯速率高、通讯距离远、可以与多台从机通讯等特点,所以在主从式多机通讯中得到普遍应用.但是,若在一条RS -422/RS -485通讯总线上连接从机过多,则总线负担过重,系统可靠性变差,有时甚至使整个系统不能正常工作.

本文介绍以AVR 高速单片机AT90S2313[1]为核心组成的串行口智能扩展电路.它将微机的一个RS232串行口[2]扩展至4路RS -422或RS -485串行口.此电路能自动识别通讯波特率(1200~115.2k )和通讯方式(10/11位方式)[2],根据数据流向智能控制接收、发送数据,实现主、从方式的双工或半双工的多机通讯.以及在不改变原来软件的情况下,做到即插即用,实现与全部通讯接口的数据通讯;还能根据DTR 、RTS 控制信号[2],用主机软件实现任选通讯接口的数据通讯;通过跳线可以设置双工或半双工的通讯方式.由于全部芯片选用+5V 单电源供电,电路结构简单.在110kV 变电站电气设备的绝缘在线监测系统中,

笔者用该扩展电路组成RS485主从式通讯网络,

实现了主机与40多台数据采集装置之间的数据通讯,通讯性能稳定可靠.

1 电路的整体结构

整个智能扩展电路分为3个部分,其电路的结构框图如图1所示

.

图1 串行口智能扩展电路结构框图

Fig 11 B lock diagram of intelligent extending SCI circuit

第一部分是RS -232接口电路[3],实现各信

号的RS -232电平与TT L 电平的转换;第二部分是RS485/RS422接口电路[3],实现各信号的RS485/RS422电平与TT L 电平的转换;第三部分

是以CPU 为核心的智能控制电路,实现对通讯波特率和通信方式(10/11位方式)[2]的智能识别,通讯接口的发送和接收工作状态的智能切换.可以设置双工/半双工通讯工作方式,还可以通过主机软件设置或电路硬件设置实现对任一通讯接口或全部通讯接口进行数据通讯[4].

电路中采用DC -DC 隔离电源供电,并在微

2004年 3月第25卷 第1期郑州大学学报(工学版)

Journal of Zhengzhou University (Engineering Science )Mar 1 2004V ol 125 N o 11

机与扩展电路之间采用高速光电耦合进行隔离,从而提高了整个系统的抗干扰能力.各部分的具

体电路如图2所示

.

图2 RS 422/RS 485智能扩展电路原理图

Fig 12 Circuit diagram of intelligent extending SCI -RS 422/RS 485

2 电路工作原理

2.1 RS -232接口电路

M AX238接口芯片含有4路RS -232接口电

路[3],其中一路用于RX D 、TX D 通讯信号的电平转换,另外两路用于DTR 、RTS 信号的电平转换.

通过主机软件设置DTR 、RTS 的状态选择通讯接口,实现主机与连接在此通讯接口上的从机进行的数据通讯[4].

2.2 RS -422/RS485接口电路

这部分电路由4片(U3~U6)M AX489芯片[3]

组成,芯片内部含有1组接收、发送电平转换电路.该芯片是全双工通讯方式的RS422接口芯片,RE 使能端(低有效)控制数据的接收,DE 使能端(高有效)控制数据的发送.当该芯片用于RS485

半双工通讯方式时,须将连接在发送器输出端和接收器输入端的开关全部闭合.为便于通讯系统调试,可以在各路发送使能端和数据接收端分别安装一个发光管以观察各路的通讯状态.2.3 单片机的控制原理

RS485通讯方式是软件通过收、发使能信号

来控制数据的分时接收与发送,使用同一对差分通讯总线实现双向数据通讯的半双工通讯方式,而RS232通讯接口不能提供这样的使能控制信号.通过单片机对主机PC -TX D 信号的监测,准确计算出传送一帧数据的时间,智能产生收、发使能信号,控制数据的分时接收与发送,从而实现数据的半双工通讯.

单片机对传送一帧数据的时间的识别方法如

下:当单片机监测到主机发送数据的起始位时,开始测量PC -TX D 信号的每个脉冲的脉冲宽度,计算出对应的波特率,若均属于通用波特率集合,它们中的最高波特率即是通讯波特率.否则,该脉冲宽度是发送两帧数据的间隔时间,电平负跃变的时刻是起始位的开始时刻,开始重新测量每个脉冲的脉冲宽度.当通讯波特率确定后,检测第十位的电平状态,若是低电平,则可确定是11位通讯方式.否则是10位通讯方式.由通讯波特率和通讯方式计算出传送一帧数据的时间.

通讯接口接收、发送数据的智能控制过程如下:每当监测到主机发送数据的起始位时,单片机输出收、发使能信号(RE =1、DE =1),控制收、发电路禁止接收、允许发送数据,主机数据发送到RS485通讯总线上,同时定时器开始计时.当计时

时间等于发送一帧数据的时间时,单片机输出收、

发使能信号(RE =0、DE =0),控制收、发电路允许接收、禁止发送数据.此时,主机可以接收RS485通讯总线上的从机数据.当单片机又监测到主机发送数据的起始位时,重复上述的发送过程.

在通讯过程中,波特率测量和收、发数据智能控制必须同步进行,否则就会造成通讯数据的丢失.

为适应高速通讯的要求,电路中采用美国At 2mel 公司的AT90S2313单片机.它是目前最新的单片机系列之一,其突出特点是执行速度高(工作频

率在10MH z 时,每条指令执行时间仅100ns ),片

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8 郑州大学学报(工学版) 2004年

内硬件资源丰富[1].内部多功能定时器可以方便地实现波特率测量和收、发数据智能控制的同步操作.定时器的捕获功能可以在CPU不参与的情况下及时捕获传送信号的脉冲跃变时刻,计算出通讯波特率.定时器的比较功能可以准确控制发送数据的时间,并能在定时期间内,根据测量的波特率可方便修改定时时间.使用CPU内部的电源监测和可编程看门狗定时器,使电路具有较强的抗干扰能力.

单片机I/O端口的分配和功能:ICP捕获输入[1]端用于监测主机PC-TX D信号;P B0~P B7输出端用于通讯接口的收、发使能控制信号; TX D、RX D用于与主机通讯,可根据主机命令来选择通讯接口;PD4输入,由K1设置双工或半双工通讯方式.通过K2、DTR和RTS选择通讯端口如表1所示.

表1 通讯端口选择表

T ab11 Selecting table of communication port 序号K2DTR RTS通讯端口

10000

20011

30102

40113

51X X全部

3 软件设计

3.1 软件框图

串行口智能扩展卡的软件框图如图3所示.

3.2 半双工通讯方式的软件设计

在RS485半双工通讯方式下,首先选择通讯接口.所选择的通讯接口允许接收、禁止发送数据,其余通讯接口全部禁止接收和发送.在检测到PC-TX D信号的数据起始位之后,该通讯接口禁止接收、允许发送数据,并开始计时.通过检测数据信号的每个脉冲宽度,确定其波特率和数据的发送位数,进而计算出每帧数据允许发送的时间.当计时时间大于或等于该时间时,该通讯接口禁止发送并允许接收数据.在接收状态下,CPU重复检测选择的通讯接口是否改变和发送数据的起始位.当检测到选择的通讯接口改变时,切换到新选择的通讯接口;当检测到发送数据的起始位时,重复上述的数据发送的控制过程.

3.3 双工通讯方式软件设计

在RS422双工通讯方式下,首先选择通讯接口,并允许其接收和发送数据.禁止未选中的通讯接口接收和发送数据.在整个过程中,CPU始终检测选择的通讯接口否改变,当检测到选择的通讯接口改变时,切换到新选择的通讯接口

.

图3 软件流程图

Fig13 F low ch art of softw are

4 结束语

该电路制作成PCI接口卡,插入主板插槽(只使用插槽上的+5V电源和地线),并用扁平电缆把该卡连接到主板的RS-232串行接口上,主机通过4个9孔插座(防止与RS-232串行接口混淆)与连接在4路通讯总线上的多个从机进行数据通讯.该电路采用电源监测和可编程的看门狗监测定时器,使通讯系统具有较强的抗干扰能力.通讯接口电路采用DC-DC隔离电源供电,与主机之间用高速光耦进行隔离,增强了主机系统的抗干扰能力,使扩展卡具有较强的通用性和较高的可靠性.该接口卡可广泛应用于主从式多机通讯系统.

参考文献:

[1] 李 勋,耿德根1AVR单片机应用技术[M]1北京:

北京航空航天大学出版社,20021

[2] 吴秀清1微型计算机原理与接口技术[M]1合肥:中

国科学技术大学出版社,19991374~4001

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第1期 黄俊杰等 AVR单片机实现光电隔离RS-422/485智能接口研究

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[R]1Sunnyvale:Maxium lntegratea Productors Inc,1996.

[4] 高金峰,冯 辉,宁彦卿,等1一种实用的Windows 环境下数据块串行通讯技术[J]1计算机应用研究, 1999,16(2):41~431

Study on I ntelligent Control RS-422/485SCI U nder the Mode of

Photoelectricity Couping B ased on AVR Singlechip

H UANGJun-jie1,H UANG Y un-feng2

(11C ollege of E lectrical Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450002,China;21T ests Institute of Zhengzhou E lectric P ower C ompany,Zhengzhou450007,China)

Abstract:This paper introduces in detail an extending method of serial communication interface(SCI)and the s oft2 ware and hardware realization of the scheme.The extending SCI is mainly com posed of singlechip AT90S2313which has a higher operation speed.The scheme can extend one RS-232SCI of PC to four RS-422/RS-485SCIs un2 der the m ode of photoelectricity coupling.According to different control m odes,the four RS-422/RS-485SCIs can be used individually or parallelly.It can als o distinguish automatically10bits from11bits communication m ode and the communication baud rate from1200to115.2k.It can realize duplex or semiduplex communication be2 tween one RS-232SCI to four RS-422/RS-485SCIs without necessarily changing the existing s oftware of PC. The application result shows that the extending SCI circuit has a perfect performance and a g ood capacity of escaping disturbance.

K ey w ords:data collection;intelligence control;serial communication

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单片机原理及应用技术苏家建曹柏荣汪志锋课后习题参考答案

单片机原理及应用技术苏家建 课后习题参考答案 第三章MCS-51指令系统 3-1 MCS-51指令系统有哪几种寻址方式?按功能分类有哪几种指令? 3-2 设A=0FH,R0=30H,片内RAM的(30H)=0AH, (31H)=0BH, (32H)=0CH,下列程序段运行后的结果? MOV A,@R0 ;A=0AH MOV @R0,32H ;(30H)=0CH MOV 32H,A ;(32H)=0AH MOV R0,#31H ;R0=31H MOV A,@R0;A=(31H)=0BH 3-3 (1)R0的内容传送到R1 MOV A,R0 MOV R1,A (2)内部RAM 20H单元的内容传送到A MOV A,20H (3)外部RAM 30H单元的内容传送到R0 MOV R1,#30H MOVX A,@R1 MOV R0,A (4) 外部RAM 30H单元的内容传送到内部RAM 20H单元 MOV R1,#30H MOVX A,@R1 MOV 20H,A (5) 外部RAM 1000H单元的内容传送到内部RAM 20H单元 MOV DPTR,#1000H MOVX A,@DPTR MOV 20H,A (6)程序存储器ROM 2000H单元的内容传送到R1 MOV DPTR,#2000H CLR A MOVC A,@A+DPTR MOV R1,A (7) RAM 2000H单元的内容传送到内部RAM 20H单元 MOV DPTR,#2000H MOVX A,@DPTR MOV 20H,A (8) RAM 2000H单元的内容传送到外部RAM 30H单元 MOV DPTR,#2000H MOVX A,@DPTR MOV R0,#30H MOVX @R0,A (9) RAM 2000H单元的内容传送到外部RAM 1000H单元

单片机原理及应用总结

单片机原理及应用 第一章绪论 1.什么叫单片机?其主要特点有哪些? 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。 特点:控制性能和可靠性高、体积小、价格低、易于产品化、具有良好的性价比。 第二章80C51的结构和原理 1.80C51的基本结构 a.CPU系统 ●8位CPU,含布尔处理器; ●时钟电路; ●总线控制逻辑。 b.存储器系统 ●4K字节的程序存储器 (ROM/EPROM/FLASH,可外扩 至64KB); ●128字节的数据存储器(RAM,可 外扩至64KB); ●特殊功能寄存器SFR。 c.I/O口和其他功能单元 ●4个并行I/O口; ●2个16位定时/计数器; ●1个全双工异步串行口; ●中断系统(5个中断源,2个优先 级) 2.80C51的应用模式 a.总线型单片机应用模式 ◆总线型应用的“三总线”模式; ◆非总线型应用的“多I/O”模式 3.80C51单片机的封装和引脚 a.总线型DIP40引脚封装 ●RST/V PO:复位信号输入引脚/备用 电源输入引脚; ●ALE/PROG:地址锁存允许信号 输出引脚/编程脉冲输入引脚;●EA/V PP:内外存储器选择引脚/片 内EPROM编程电压输入引脚;●PSEN:外部程序存储器选通信号 输出引脚 b.非总线型DIP20封装的引脚 ●RST:复位信号输入引脚 4.80C51的片内存储器 增强型单片机片内数据存储器为256 字节,地址范围是00H~FFH。低128字节的配情况与基本型单片机相同。高128字节一般为RAM,仅能采用寄存器间接寻址方式询问。注意:与该地址范围重叠的特殊功能寄存器SFR 空间采用直接寻址方式询问。 5.80C51的时钟信号 晶振周期为最小的时序单位。一个时钟周期包含2个晶振周期。晶振信号12分频后形成机器周期。即一个机器周期包含12个晶振周期或6个时钟周期。 6.80C51单片机的复位 定义:复位是使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态。 a.复位电路 两种形式:一种是上电复位;另一种是上电与按键均有效的复位。 b.单片机复位后的状态 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态。初始化后,程序计数器 PC=0000H,所以程序从0000H地址单元开始执行。 特殊功能寄存器复位后的状态是确定的。P0~P3为FFH,SP为07H,SBUF 不定,IP、IE和PCON的有效位为0,其余的特殊功能寄存器的状态为00H.相应的意义为: ●P0~P3=FFH,相当于各口锁存器已 写入1,此时不但可用于输出,也 可以用于输入; ●SP=07H,堆栈指针指向片内RAM

单片机原理与应用技术教学大纲

《单片机原理与应用技术》教学大纲 一、课程名称 单片机原理与应用技术 二、先修课程 电子技术类基础课程和微机应用类基础课程 三、课程性质与任务 课程性质: 本课程是高职高专电子类相关专业的的一门专业课程。本大纲可作为(高中后大专、对口单招、五年制高职)层次学生的教学参考。 课程的任务: 它以MCS-51单片机为例,详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。为学生进一步学习微机在智能仪表、工业控制领域中的应用技术奠定必要的基础。 四、课程教学目标 1、知识目标 (1)熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统,掌握程序的设计基本方法,能够较熟练地设计常用的汇编语言源程序; (2)掌握单片机的接口技术,熟悉常用的外围接口芯片及典型电路。 (3)熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法,具有初步的软、硬件设计能力。 (4)能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法。 2、能力目标 初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。 五、教学内容 第一章微机基础知识 (一)教学目的 熟悉微处理器、微型机和单片机的概念及组成。掌握计算中常用数制及数制间的转换,了解BCD码和ASCII码。熟悉数据在计算机中的表示方法。 (二)教学重点与难点 重点:

计算中常用数制及数制间的转换。 难点: 微处理器、微型机和单片机的概念及组成,微机的工作过程 (三)教学内容 1、微处理器、微机和单片机的概念; 2、微机的工作过程。 (四)本章小结 1、数制有二进制、十进制、十六进制等。 2、计算机系统中常包含有地址总线、数据总线、控制总线 3、微处理器是由运算器、控制器两部组成 4、单片机是由输入、输出、接口电路、时钟电路、存储器、运算器、控 制器几部分组成 (五)思考题 1、试用计算机汇编语言指令完成12*34+56÷7-8的计算步骤? 第二章 MCS-51单片机的结构和原理 (一)教学目的 熟悉MCS- 51单片机内部结构、引脚功能以及单片机执行指令的时序;掌握单片机存储器结构和输入/输出端口结构特点。掌握堆栈的使用。 (二)教学重点与难点 重点: 1、8051的存储器配置及特点; 2、21个特殊功能寄存器(SFR)的功能; 3、堆栈的概念; 4、复位电路。 难点: 1、MCS- 51单片机内部结构; 2、CPU时序。 (三)教学内容

单片机原理与应用技术实验报告(实验项目:发光二极管闪烁)

***数学计算机科学系实验报告 专业:计算机科学与技术班级:实验课程:单片机原理与应用技术姓名:学号:实验室:硬件实验室 同组同学: 实验时间:2013年3月20日指导教师签字:成绩: 实验项目:发光二极管闪烁 一实验目的和要求 1.使用单片机的P1.5口做输出口,使该位发光二极管闪烁。 2.掌握单片机使用。 二实验环境 PC机一台,实验仪器一套 三实验步骤及实验记录 1.在pc机上,打开Keil C。 2.在Keil C中,新建一个工程文件,点击“Project->New Project…”菜单。 3.选择工程文件要存放的路径 ,输入工程文件名 LED, 最后单击保存。 4. 在弹出的对话框中选择 CPU 厂商及型号。 5.选择好 Atmel 公司的 89c51 后 , 单击确定。 6.在接着出现的对话框中选择“是”。 7.新建一个 C51 文件 , 点击file菜单下的NEW,或单击左上角的 New File快捷键。 8.保存新建的文件,单击SAVE。 9.在出现的对话框中输入保存文件名MAIN.C,再单击“保存”。 10.保存好后把此文件加入到工程中方法如下 : 用鼠标在 Source Group1 上单击右键 , 然后再单击 Add Files to Group ‘Source Group 1'。 11.选择要加入的文件 , 找到 MAIN.C 后 , 单击 Add, 然后单击Close。 12.在编辑框里输入代码如下: #include "reg51.h" //包含头文件 sbit led=P1^5; //表示用led等效于P1^5, P1^0就是指头文件里定义的P1寄存器的第5BIT #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

《单片机原理及应用》教学大纲

《单片机原理及应用》教学大纲 大纲说明 课程代码:3335014 总学时:48学时(讲课40学时,实验8学时) 总学分:3 课程类别:专业模块选修课 适用专业:机械设计制造及其自动化专业、电气工程及自动化专业 预修要求:数字电子技术、模拟电子技术、电路、计算机基础、微机原理、汇编语言 一、课程的性质、目的、任务: 性质:是机电一体化专业的专业必修课。是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。 目的:通过学习利于改善学生的知识结构,使其获得利用单片机解决某些工程技术问题所需的知识,为学习后续课程及在今后工作中利用单片机实现电器控制、过程控制、信息处理和管理奠定必要的基础。 任务:通过学习要求学生掌握单片机的工作原理,了解有关单片机的基本知识,掌握该单片机的指令系统及汇编语言设计的基本方法,掌握单片机的基本功能及典型接口技术,获得相关领域内应用单片机的初步能力。 二、课程教学的基本要求: 原理部分以讲授为主;程序设计提倡多读程序、多写、多上机;硬件接口应在掌握了硬件的工作原理的基础上结合实验提高动手能力;教学手段应多样化避免单调的教学模式;实验环节重点学习单片机的硬件组成、工程应用及系统开发;课后作业的主要目的是掌握本章的学习要点,巩固前面所学的内容,为下一章学习做好准备;考试采用闭卷理论考试,结合实验和平时成绩,在内容上尽量体现单片机的基本常识性问题,结合实际,做到质、量结合。 三、大纲的使用说明: 本课程的先修课程为:《电路》《电子技术》《计算机基础》《程序设计》《微机原理》;电子机械专业学生应掌握大纲所要求的大部分内容;课程可根据总课时数而定。 大纲正文 第一章绪论学时:1学时(讲课1学时实验0学时)本章讲授要点:有关微型机的基本知识,包括分类、结构和组成,以及单片机的结构、典型产品及应用,单片机应用系统开发。 重点:单片机的特点、开发方式。 难点:单片机开发方式。 §1.1 电子计算机的发展概述 §1.2 单片机的发展过程及产品近况 §1.3 单片机的特点及应用领域

单片机原理及应用习题答案

思考与练习题1 1.1单项选择题 (1)单片机又称为单片微计算机,最初的英文缩写是( D ) A.MCP B.CPU C.DPJ D.SCM (2)Intel公司的MCS-51系列单片机是( C )的单片机。 A.1位 B.4位 C.8位 D.16位 (3)单片机的特点里没有包括在内的是( C ) A.集成度高 B.功耗低 C.密封性强 D.性价比高 (4)单片机的发展趋势中没有包括的是( B ) A.高性能 B.高价格 C.低功耗 D.高性价比 (5)十进制数56的二进制数是( A ) A.00111000B B.01011100B C.11000111B D.01010000B (6)十六进制数93的二进制数是( A ) A.10010011B B.00100011B C.11000011B D.01110011B (7)二进制数11000011的十六进制数是( B ) A. B3H B.C3H C.D3H D.E3H (8)二进制数11001011的十进制无符号数是( B ) A. 213 B.203 C.223 D.233 (9)二进制数11001011的十进制有符号数是( B ) A. 73 B.-75 C.-93 D.75 (10)十进制数29的8421BCD压缩码是( A ) A.00101001B B.10101001B C.11100001B D.10011100B (11)十进制数-36在8位微机中的反码和补码是( D ) A.00100100B、11011100B B.00100100B、11011011B C.10100100B、11011011B D.11011011B、11011100B (12)十进制数+27在8位微机中的反码和补码分别是( C ) A.00011011B、11100100B B.11100100B、11100101B C.00011011B、00011011B D.00011011B、11100101B (13)字符9的ASCII码是( D ) A.0011001B B.0101001B C.1001001B D.0111001B (14)ASCII码1111111B的对应字符是( C ) A. SPACE B.P C.DEL D.{ (15)或逻辑的表达式是( B ) A.A?B=F B. A+B=F C. A⊕B=F D.(A?B)=F (16)异或逻辑的表达式是( C ) A.A?B=F B. A+B=F C. A⊕B=F D.(A?B)=F (17)二进制数10101010B与00000000B的“与”、“或”和“异或”结果是( B ) A.10101010B、10101010B、00000000B B.00000000B、10101010B、10101010B C.00000000B、10101010B、00000000B D.10101010B、00000000B、10101010B (18)二进制数11101110B与01110111B的“与”、“或”和“异或”结果是( D ) A.01100110B、10011001B、11111111B B.11111111B、10011001B、01100110B C.01100110B、01110111B、10011001B D.01100110B、11111111B、10011001B (19)下列集成门电路中具有与门功能的是( D ) A.74LS32 B.74LS06 C.74LS10 D.74LS08

单片机原理及应用作业答案

作业答案0-1 绪论 1.单片机是把组成微型计算机的各功能部件即(微处理器(CPU))、(存储器(ROM和RAM))、(总线)、(定时器/计数器)、(输入/输出接口(I/O口))及(中断系统)等部件集成在一块芯片上的微型计算机。 2.什么叫单片机其主要特点有哪些 解: 将微处理器(CPU)、存储器(存放程序或数据的ROM和RAM)、总线、定时器/计数器、输入/输出接口(I/O口)、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机,称为单片微型计算机,简称单片机。 单片机的特点:可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。 第1章 MCS-51单片机的结构与原理 15. MCS-51系列单片机的引脚中有多少根I/O线它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系其地址总线和数据总线各有多少位对外可寻址的地址空间有多大 解: MCS-51系列单片机有4个I/O端口,每个端口都是8位双向口,共占32根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用寄存器P0~P3)、一个输入驱动器和输入缓冲器。通常把4个端口称为P0~P3。在无片外扩展的存储器的系统中,这4个端口的每一位都可以作为双向通用I/O端口使用。在具有片外扩展存储器的系统中,P2口作为高8位地址线,P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。 MCS-51系列单片机数据总线为8位,地址总线为18位,对外可寻址空间为64KB。25. 开机复位后,CPU使用的是哪组工作寄存器(R0-R n)它们的地址是什么CPU如何确定和改变当前工作寄存器组(R0-R n) 解: 开机复位后,CPU使用的是第0组工作寄存器。它们的地址是00H-07H。CPU通过对程序状态字PSW中RS1和RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。 27. MCS-51单片机的时钟周期、机器周期、指令周期是如何定义的当主频为12MHz的时候,一个机器周期是多长时间执行一条最长的指令需要多长时间 解:

单片机原理及应用实验报告

单片机原理实验报告 专业:计算机科学与技术 学号: :

实验1 计数显示器 【实验目的】 熟悉Proteus仿真软件,掌握单片机原理图的绘图方法 【实验容】 (1)熟悉Proteus仿真软件,了解软件的结构组成与功能 (2)学习ISIS模块的使用方法,学会设置图纸、选元件、画导线、修改属性等基本操作 (3)学会可执行文件加载及程序仿真运行方法 (4)理解Proteus在单片机开发中的作用,完成单片机电路原理图的绘制【实验步骤】 (1)观察Proteus软件的菜单、工具栏、对话框等基本结构 (2)在Proteus中绘制电路原理图,按照表A.1将元件添加到编辑环境中(3)在Proteus中加载程序,观察仿真结果,检测电路图绘制的正确性 表A.1

Switches&Relays BUT BUTTON 【实验原理图】 【实验源程序】 #include sbit P3_7=P3^7; unsigned char x1=0;x2=0 ; unsigned char count=0; unsigned char idata buf[10]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; void delay(int time) { int k,j;

for(;time<0;time--) for(k=200;k>0;k--) for(j=500;j<0;j--); } void init() { P0=buf[x1]; delay(10); P2=buf[x2]; delay(10); } void main() { init(); while(1) { x1=count/10; x2=count%10; P0=buf[x1]; delay(10);

单片机原理及应用(答案)

1:单片机8031的XTAL1和XTAL2引脚是()引脚。 1.外接定时器 2.外接串行口 3.外接中断 4.外接晶振 2:LU表示()。 1.累加器 2.程序状态字寄存器 3.计数器 4.算术逻辑部件 3:单片机上电复位后,PC的内容和SP的内容为()。 1.0000H,00H 2.0000H,07H 3.0003H,07H 4.0800H,08H 4:8031单片机的定时器T1用作定时方式时是()。 1.由内部时钟频率定时,一个时钟周期加1 2.由内部时钟频率定时,一个机器周期加1 3.由外部时钟频率定时,一个时钟周期加1 4.由外部时钟频率定时,一个机器周期加1 5:INTEL8031的P0口,当使用外部存贮存器时它是一个()。 1.传输高8位地址口 2.传输低8位地址口 3.传输高8位数据口 4.传输低8位地址/数据口 6:当需要从MCS-51单片机程序存储器取数据时,采用的指令为() 1.MOV A, @R1 2.MOVC A, @A + DPTR 3.MOVX A, @ R0 4.MOVX A, @ DPTR 7:若PSW的RS1/RS0=10则单片机工作寄存器工作在()。 1.0区 2.1区

3.2区 4.3区 8:假定设置堆栈指针SP的值为37H,在进行子程序调用时把断点地址进栈保护后,SP的值为()。 1.6H 2.37H 3.38H 4.39H 9:单片机上电复位后,堆栈区的最大允许范围是个单元。 1.64 2.120 3.128 4.256 10:在MCS-51指令中,下列指令中()是无条件转移指令。 1.LCALL addr16 2.DJNZ direct,rel 3.SJMP rel 4.ACALL addr11 11:INTEL 8031的P0口,当使用外部存贮存器时它是一个()。 1.传输高8位地址口 2.传输低8位地址口 3.传输高8位数据口 4.传输低8位地址/数据口 12:单片机中的程序计数器PC用来()。 1.存放指令 2.存放正在执行的指令地址 3.存放下一条指令地址 4.存放上一条指令地址 13:8051单片机中,输入/输出引脚中用于专门的第二功能的引脚是()。 1.P0 2.P1 3.P2 4.P3

单片机原理与应用技术实验报告(实验项目:定时器)

*****数学计算机科学系实验报告 专业:计算机科学与技术班级:实验课程:单片机原理与应用技术 姓名:学号:实验室:硬件实验室 同组同学: 实验时间:2013年3月20日指导教师签字:成绩: 实验项目:定时器 一实验目的和要求 定时器0实现1s定时,流水灯显示上的数据每秒加1。 二实验环境 PC机一台,实验仪器一套 三实验步骤及实验记录 1.在pc机上,打开Keil C。 2.在Keil C中,新建一个工程文件,点击“Project->New Project…”菜单。 3.选择工程文件要存放的路径 ,输入工程文件名 M, 最后单击保存。 4. 在弹出的对话框中选择 CPU 厂商及型号。 5.选择好 Atmel 公司的 89c51 后 , 单击确定。 6.在接着出现的对话框中选择“是”。 7.新建一个 C51 文件 , 点击file菜单下的NEW,或单击左上角的 New File快捷键。 8.保存新建的文件,单击SAVE。 9.在出现的对话框中输入保存文件名MAIN.C,再单击“保存”。 10.保存好后把此文件加入到工程中方法如下 : 用鼠标在 Source Group1 上单击右键 , 然后再单击 Add Files to Group ‘Source Group 1'。 11.选择要加入的文件 , 找到 MAIN.C 后 , 单击 Add, 然后单击Close。 12.在编辑框里输入代码如下: #include "reg51.h" //包含头文件 sbit LE1=P2^0; //位选573锁存器使能 sbit LE2=P2^1; //段选573锁存器使能 #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

《单片机原理及应用》实验报告

《单片机原理及应用》 实验报告 2017/2018 学年第1 学期 系别计算机学院 专业软件工程 班级17软件工程班 姓名XXXXXX 学号8888888888 授课老师******

实验一:流水灯实验 1.实验目的 (1)学习编译和仿真环境使用 (2)学习P3口的使用方法 (3)学习延时子程序的编写 2实验内容 (1)通过对P3口地址的操作控制8位LED流水点亮,从而认识单片机的接口;(2)通过改变并行口输出电平控制LED灯的点亮与否,通过延时程序控制亮灯时间。 3.实验运行结果图 4.源代码 //流水灯实验 #include //包含单片机寄存器的头文件 sfr x=0xb0; //P3口在存储器中的地址是b0H,通过sfr可定义8051内核单片机 //的所有内部8位特殊功能寄存器,对地址x的操作也就是对P1口的

操作 /**************************************** 函数功能:延时一段时间 *****************************************/ void delay(void) { unsigned char i,j; for(i=0;i<255i++) for(j=0;j<255j++) ; //利用循环等待若干机器周期,从而延时一段时间 } /***************************************** 函数功能:主函数 ******************************************/ void main(void) { while(1) { x=0xfe; //第一个灯亮 delay(); //调用延时函数 x=0xfd; //第二个灯亮 delay(); //调用延时函数 x=0xfb; //第三个灯亮 delay(); //调用延时函数 x=0xf7; //第四个灯亮 delay(); //调用延时函数 x=0xef; //第五个灯亮 delay(); //调用延时函数 x=0xdf; //第六个灯亮

单片机原理及应用课程标准

《单片机原理及应用》课程标准 课程名称:《单片机原理及应用》 课程类型:专业基础课 总学时:100 适应专业:电子类专业 制订人:段安红 2010年6月

《单片机原理及应用》课程标准 课程名称:《单片机原理及应用》 课程类型:专业基础课 总学时: 适应专业:电子类专业 一、课程概述 1.课程性质 单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术,其在教学及产业界的技术推广仍然是当今科学技术发展的热点,学习单片机并掌握其设计应用技术已经成为电子类学生必须掌握的一门技术,也是现代工科学生的一个基本条件。 《单片机原理及应用》是应用电子技术的一门专业基础课。它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言或汇编语言等课程为基础。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。 通过本课程的学习,使学生掌握单片机技术及其在工业控制和日常生活中的应用,培训学生实践能力、创新能力和新产品设计开发能力,为将来从事电子电器新产品设计开发,电子产品的检测和维护等工作奠定坚实的基础,为学生将来在电子类专业领域进一步发展打下良好基础。 2.课程基本理念 本课程的设计突破了学科体系模式,打破了原来各学科体系的框架,将学科的内容按“项目”进行整合。本课程的“项目”包含了单片机就用技术的四个项目,每个项目均由若干个具体的典型工作任务组成,每个任务均将相关知识和实践过程有机结合,力求体现“做中学”,“学中做”的教学理念;本课程内容的选择上降低理论重心,突出实际应用,注重培养学生的应用能力和解问题的实际工作能力。 3.课程设计思路 本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力,遵循学生认知规律,紧密结合应用电子专业的发展需要,为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分析设计成若干项目或工作情景,以项目为单位组织教学、并以典型设备为载体,通过具体案例,按单片机项目实施的顺序逐步展开,让学生在掌握技能的同时,引出相关专业理论知识,使学生在技术训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用、培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要。

《单片机原理及应用》实验指导书.

单片机原理及应用实验指导书 罗钧付丽编 重庆大学光电工程学院 2010年5月 目录 实验规则 (2 实验一单片机监控程序实验(4学时 (3 附1.1:LAB2000P实验仪 (9 附1.2:验证实验程序 (10 附1.3:K EIL的使用步骤参考 (17 实验二 A/D转换实验 (3学时 (21 附2.1:验证实验程序 (24 实验三 D/A转换实验 (2学时 (25

附3.1:DA转换实验程序 (27 实验四单片机系统综合实验( 3学时 (28 附4.1:实验仪中的温度传感器电路 (30 附4.2:直流电机和步进电机控制接口电路 (31 实验规则 为了维护正常的实验教学次序,提高实验课的教学质量,顺利的完成各项实验任务,确保人身、设备安全,特制定如下实验规则: 一、实验前必须充分预习,完成指定的预习内容,预习要求如下: 1.认真阅读本实验指导书,分析掌握本次实验的基本原理; 2.完成各实验预习要求中指定的内容; 3.明确实验任务。 二、实验时,认真、仔细的写出源程序,进行调试,有问题向指导老师举手提问; 三、实验时注意观察,如发现有异常现象(电脑故障或实验箱故障,必须及时报告指导老师,严禁私自乱动。 四、实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验数据、波形、逻辑关系及其它现象,记录的原始结果必须经指导教师审阅签字后,方可离开。 五、自觉保持实验室的肃静、整洁;实验结束后,必须清理实验桌,将实验设备、工具、导线按规定放好,并填写仪器设备使用记录。 六、凡有下列情况之一者,不准做实验: 1.实验开始后迟到10 分钟以上者;

2.实验中不遵守实验室有关规定,不爱护仪器,表现不好而又不服从教育者; 七、实验后,必须认真作好实验报告,在规定时间里必须交给实验指导老师,没交实验报告者,视为缺做一次实验。实验报告要求必须包括: 1.写出设计实验程序; 2.总结实验步骤和实验结果; 八、一次未做实验,本实验课成绩视为不及格。 以上实验规则,请同学们自觉遵守,并互相监督。 实验一单片机监控程序实验(4学时 实验预习要求: 1.按照附3学习使用Keil软件。 2.熟悉键盘和显示器接口及工作原理。 3.根据实验原理,读懂验证实验程序,并写出设计性实验源程序。 4.思考题: (1从附1.2监控程序可以看出:六位数码管显示的数据存放在单片机哪个位置? (2参考图1.1A与监控程序,键盘上若数字键7被按下,单片机怎样判断该键被按下? 一、实验目的 1.掌握8031系统中,键盘和显示器的接口方法。 2.掌握键盘扫描和LED八段码显示器的工作原理。

EMC系列单片机原理及应用技术

第一章 EM78系列单片机简介 台湾义隆公司推出的八位EM78系列单片机已有多年,并广泛应用在家用电器、工业控制、仪器等方面,其优良的单片机结构和性能为用户所认同,但与AT89系列、PIC系列、Z86系列、GMS97系列等单片机比较而言,EM78系列单片机进入内地市场稍晚一些,所以一般人并不太了解。本章将对EM78系列单片机的主要特点作一个概述,供大家参考(以EM78X56为例)。 第一章一、先进的单片机结构 EM78系列单片机将众多功能集于一身,这其中包括ALU、ROM、RAM、I/O、堆栈、中断控制器、定时/计数器、看门狗、电压检测器、复位电路、振荡电路等,成为真正意义上的单片机小系统。 第二章二、优越的数据处理性能 EM78系列单片机采用RISC结构设计、单周期、单字节及流水线指令、五级堆栈、RAM 数量从32~157个,最短指令周期100ns,程序页面为1K(多至4页),与其它一些单片机相比,EM78系列单片机具有更高、更快的运行处理速度。 第三章三、强大的单片机新功能 这包括: ①①三个中断源:定时器中断、I/O唤醒中断、外部信号输入中断 ②②R-OPTION功能:如果用户程序有几个版本,希望能放在同一ROM内,则通过 R-OPTION功能便可实现此想法,R-OPTION功能设置是在相关I/O上上拉或下拉电阻,通过判断相关I/O的状态来选择执行内部何种版本程序。 ③③内置电压检测器:当电源电压掉在一额定值以下时单片机始终处于复位状态,以此提 高系统的复位性能。 ④④低功耗设计:正常工作电流2mA、休眠状态电流1μA ⑤⑤多功能I/O口:可程序设置为I/O上拉、下拉、开路等方式 ⑥⑥I/O唤醒功能:通过I/O变化唤醒处于休眠状态的单片机 ⑦⑦内置看门狗定时器:提高单片机抗干扰能力 第四章四、灵活的功能选择设计 通过软件分别设置: ①①指令周期的时钟周期数(2/4) ②②特殊指令的指令周期数(1/2) ③③振荡方式(内部RC、外部RC 、XTAL低频、XTAL高频等) ④④R-OPTION功能开/关 ⑤⑤WDT开/关 第五章五、通俗易懂的指令系统

《单片机原理及应用》试题库

《单片机原理及应用》试题库 一、填空题 1、MCS-51有 5 个中断源,有 2 个中断优先级,优先级由软件填写特殊功能寄存器IP 加以选择。 2、MOV PSW,#10H是将MCS-51的工作寄存器置为第2区。 3、用串口扩并口时,串行接口工作方式应选为方式0。 4、寄存器PC复位后为0000H。 5、PSW中RS1RS0=10时,R2的地址为12H。PSW中RS1RS0=11时,R7的地址为1FH。 6、MCS-51中,T0中断服务程序入口地址为000BH。 7、80C51中断有2个优先级。 8、80C51中断嵌套最多级。 9、MCS-51单片机访问片外存贮器时,利用ALE信号锁存来自P0口的低8位地址信号。 10、12根地址线可选4K个存储单元,32KB存储单元需要15根地址线。 11、三态缓冲寄存器输出端的“三态”是指高电平态、低电平态和高阻态。 12、74LS138是具有3个输入的译码器芯片,其输出作为片选信号时,最多可以选中8块芯片。 13、A/D转换器的作用是将模拟量转为数字量,D/A转换器的作用是将数字量转为模拟量。 14、单片机系统复位后,PSW=00H,因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第0组,8个寄存器的地址为00H~07H。 15、假定SP=60H,ACC=30H,B=70H,执行下列指令: PUSH ACC PUSH B 后,SP的内容为,61H单元的内容为,62H单元的内容为。 16、假定SP=62H,(61H)=30H,(62H)=70H,执行下列指令: POP DPH POP DPL 后,DPTR的内容为7030H,SP的内容为60H。 17、单片机的数据通信方式有二种,即串行方式和并行方式,其中串行方式传输距离较远,成本较低。 18、异步串行通信有单工、半双工和全双工共三种传送方向形式。 19、异步串行通信的帧格式由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。 20、波特率的含义为每秒传二进制的位数,其单位为bps。 21、MOVX指令用来对片外RAM进行读写操作。 22、80C51的T1作为串行口方式1和方式3的波特率发生器。 23、定时器0和定时器1的中断标志分别为TF0和TF1。 24、外部中断0和外部中断1的中断标志分别为IE0和IE1。 25、T0和T1两引脚也可作为外部中断输入引脚,这时TMOD寄存器中的C/位应当为1。(我认为“作为外部中断输入引脚”就是计数器方式,故为1) 26、通过设置TMOD中的M1M0位可以定义定时/计数器的工作方式,其中0为00 ,方式1为01 ,方式2为10 。 27、MCS-51内有5个中断源,按其自然优先级从高到低的排列顺序为外部0、定时器/计数器0、外部1、定时器/计数器1、串口,它们所对应的中断入口地址分别为0003H、00BH、0013H、001BH、0023H。 28.8051单片机片内有4个8位的I/O口,它们分别是P0、P1、P2和P3,其中具有第二功能的I/O口为P3。 29.8051单片机低128单元随机存贮器,按其用途可划分为寄存器区、位寻址区、 字节寻址区,它们的地址范围分别为00H-1FH、20H-2FH、30H-7FH。

《单片机原理及应用实验》课程教学大纲

《单片机原理及应用实验》课程教学大纲 一、课程性质和目的 本课程是电气信息类 (电子信息工程、自动化、生物医学工程、电气工程及其自动化、通信工程) 专业的一门实验教学必修课程。 本课程的主要任务是完成《单片机原理及应用》理论课程的实验教学。通过本实验课程,使学生能理论联系实际,培养学生的设计能力、动手能力、创新能力,全面提高学生的综合运用能力,为后续的课设计和将来参加工作打下坚实的应用基础。 二、课程的基本要求 1、使学生掌握单片机原理与应用的基础知识,建立起单片机应用系统的概念; 2、能够运用已掌握的知识分析并设计单片机应用系统的基本软件、硬件模块; 3、熟练掌握单片机仿真开发系统的使用并能使用该系统完成软、硬件的调试; 4、掌握单片机应用系统设计的基本技能和方法,注重学生的系统概念和综合设计分析能力的培养。 三、课程的内容与要求 《单片机原理及应用》实验(20学时),占1个学分,同时,根据理论课程的教学安排,在第6学期开设《单片机原理及应用》实验。

实验一实验环境使用及指令系统实验 1、实验目的和要求 通过实验熟悉软件仿真环境和MCS-51系列单片机指令系统;掌握简单的程序编制、调试方法、熟练掌握单字节及多字节二进制无符号数的运算方法。 2、实验内容 掌握软件仿真环境,掌握数据传送类指令,包括内RAM数据间传输、外RAM数据间传输、内外RAM之间数据传输、查表指令、堆栈操作等;掌握数据运算类指令、逻辑运算类指令,包括加、减、乘、除、逻辑与、逻辑或、位取反等指令,同时掌握多字节的二进制运算等。 实验二顺序、分支、循环、子程序等程序结构设计实验 1、实验目的和要求 熟悉并掌握顺序结构、分支结构、程序循环结构、子程序的编程方法和技巧。 2、实验内容 顺序:对给定的变量进行查表,表格形式可以是字节、字类型。 分支:统计给定数据块正、负数的个数;简单的分段函数计算。 循环:连续地址数据块的复制;给定数据块中找最小值;多个数据的算术运算等。 子程序:多个数据的ASCII码转换,编制多个数据的排序的子程序。 实验三外部中断系统的应用 1、实验目的和要求 熟悉并掌握外部中断的编程方法和技巧,并加深对MCS-51系列单片机中断系统硬件结构的认识。 2、实验内容 采用下降沿触发的中断方式设计一个事故检测装置。要求:设备正常工作时,绿色指示灯亮,红色指示灯灭;设备出现故障时,绿色指示灯灭,红色指示灯亮。 实验四外部中断及定时器应用实验 1、实验目的和要求

单片机原理及应用第三版

第1章思考题及习题1参考答案 一、填空 1. 除了单片机这一名称之外,单片机还可称为或。答:微控制器,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、、和三部分,通 过内部连接在一起,集成于一块芯片上。答:CPU、存储器、I/O口、总线 3. AT89S52单片机工作频率上限为 MHz。答: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,从而大大降低和提 高。答:成本,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 A.为了编程方便B.受器件的物理性能限制 C.为了通用性D.为了提高运算速度 答:B 2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。 A.辅助设计应用B.测量、控制应用 C.数值计算应用D.数据处理应用 答: B 3. 下面的哪一项应用,不属于单片机的应用范围。 A.工业控制 B.家用电器的控制 C.数据库管理 D.汽车电子设备 答:C 三、判断对错 1. STC系列单片机是8051内核的单片机。对 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)。对 3. 单片机是一种CPU。错 4. AT89S52单片机是微处理器。错

5. AT89C52片内的Flash程序存储器可在线写入,而AT89S52则不能。错 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。对 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。对 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。对 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? 答: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。而微计算机、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. AT89S51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一型号的产品?“S”的含义是什么? 答:相当于MCS-51系列中的87C51,只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 3. 单片机可分为商用、工业用、汽车用以及军用产品,它们的使用温度范围各为多少? 答:商用:温度范围为0~+70℃;工业用:温度范围为-40~+85℃;汽车用:温度范围为-40~+125℃;军用:温度范围为-55~+150℃。 4. 解释什么是单片机的在系统编程(ISP)与在线应用编程(IAP)。 答:单片机的在系统编程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。 5. 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”? 答:广义上讲,凡是系统中嵌入了“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”。但多数人把“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。 6. 嵌入式处理器家族中的单片机、DSP、嵌入式微处理器各有何特点?它们的应用领域有何 不同? 答:单片机体积小、价格低且易于掌握和普及,很容易嵌入到各种通用目的的系统中,

单片机原理与应用实验指导书(学生部分)(2009.4修订)

单片机原理与应用实验指导书 2009年5月

第一章实验箱系统概述一、系统地址分配 (1),存贮器地址分配 (2),I/O地址分配 二、系统接口定义 (1),CZ11:用户实验通讯接口; (2),CZ4:打印接口;

(3),JX0,JX17为系统提供的数据总线接口 (4),CZ7:系统提供的扩展接口; (5),JX12、JX14:液晶显示接口 三、通用电路简介 (1)LED发光二极管指示电路:实验台上包括16只发光二极管及相应驱动电路。见图1-1,Ll—L16为相应发光二极管驱动信号输入端, 该输入端为低电平 “0”时发光二极管亮

图1-6 (2)逻辑电平开关电路:见图1-2。实验台上有8只开关Kl-K8, 与之相对应的K1-K8个引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“l”, 向下拨相应插孔输出低电平“0”。 图1-7 (3)单脉冲电路:实验台上单脉冲产生电路如图1-3,标有“”和“”的两个引线插孔为正负单脉冲输出端。附近按钮AN为单脉冲产生按钮,每按一次产生一个单脉冲。 图1-8

(4)分频电路:该电路由一片74LS393组成,见图1-4。T0—T7为分频输出插孔。 该计数器在加电时由RESET信号清零。当脉冲输入为8.0MHZ时,T0—T7输出脉 冲频率依次为4.0MHZ,2.0MHZ,1.0MHZ,500KHZ,250KHZ,125KHZ,62500HZ,31250HZ。 图1-9 (5)脉冲发生电路:实验台上提供一8MHZ的脉冲源,见图1-5,实验台上标有8MHZ 的插孔,即为脉冲的输出端。 图1-10 (6)485接口电路: 图1-11

单片机原理及应用习题答案 (第三版)

第一章习题参考答案 1-1:何谓单片机?与通用微机相比,两者在结构上有何异同? 答:将构成计算机的基本单元电路如微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上,称其为单片微型计算机,简称单片机。 单片机与通用微机相比在结构上的异同: (1)两者都有CPU,但通用微机的CPU主要面向数据处理,其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。例如,现今微机的CPU都支持浮点运算,采用流水线作业,并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz),字长普遍达到32位。单片机主要面向控制,控制中的数据类型及数据处理相对简单,所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些,计算速度和精度也相对要低一些。例如,现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算,CPU还采用串行工作方式,其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU,在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机,在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机,32位单片机产品目前应用得还不多。 (2) 两者都有存储器,但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB),存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。单片机中存储器的组织结构比较简单,存储器芯片直接挂接在单片机的总线上,CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元,存储器的寻址空间一般都为64 KB。 (3) 两者都有I/O接口,但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设,能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的,且千差万别,种类很多。单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路,需有熟练的接口电路设计技术。 另外,单片机的微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路集成在一块芯片上,而通用微机的微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路一般都是独立的芯片 1-4 IAP、ISP的含义是什么? ISP:In System Programable,即在系统编程。用户可以通过下载线以特定的硬件时序在线编程(到单片机内部集成的FLASH上),但用户程序自身不可以对内部存储器做修改。 IAP:In Application Programable,即在应用编程。用户可以通过下载线对单片机进行在线编程,用户程序也可以自己对内部存储器重新修改。 1-6 51单片机与通用微机相比,结构上有哪些主要特点? (1)单片机的程序存储器和数据存储器是严格区分的,前者为ROM,后者为RAM; (2)采用面向控制的指令系统,位处理能力强; (3)I/O引脚通常是多功能的; (4)产品系列齐全,功能扩展性强; (5)功能是通用的,像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。 1-7 51单片机有哪些主要系列产品? (1)Intel公司的MCS-51系列单片机:功能比较强、价格比较低、较早应用的单片机。此系列三种基本产品是:8031/8051/8751; (2)ATMEL公司的89系列单片机:内含Flash存储器,开发过程中可以容易地进

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