第06章 单片机串行通信系统 习题解答

第6章单片机串行通信系统习题解答

一、填空题

1．在串行通信中，把每秒中传送的二进制数的位数叫波特率。

2．当SCON中的M0M1=10时，表示串口工作于方式 2 ，波特率为 fosc/32或fosc/64 。3．SCON中的REN=1表示允许接收。

4．PCON 中的SMOD=1表示波特率翻倍。

5．SCON中的TI=1表示串行口发送中断请求。

6．MCS-51单片机串行通信时，先发送低位，后发送高位。

7．MCS-51单片机方式2串行通信时，一帧信息位数为 11 位。

8．设T1工作于定时方式2，作波特率发生器，时钟频率为11.0592MHz，SMOD=0，波特率为2.4K时，T1的初值为 FAH 。

9．MCS-51单片机串行通信时，通常用指令 MOV SBUF,A 启动串行发送。10．MCS-51单片机串行方式0通信时，数据从 P3.0 引脚发送/接收。

二、简答题

1．串行口设有几个控制寄存器？它们的作用是什么？

答：串行口设有2个控制寄存器，串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。其中PCON 中只有PCON.7的SMOD与串行口的波特率有关。在SCON中各位的作用见下表：

2．MCS-51单片机串行口有几种工作方式？各自的特点是什么？

答：有4种工作方式。各自的特点为：

3．MCS-51单片机串行口各种工作方式的波特率如何设置，怎样计算定时器的初值？ 答：串行口各种工作方式的波特率设置：

工作方式O ：波特率固定不变，它与系统的振荡频率fosc 的大小有关，其值为fosc/12。 工作方式1和方式3：波特率是可变的，波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 工作方式2：波特率有两种固定值。

当SM0D=1时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/32 当SM0D=0时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/64 计算定时器的初值计算：

4．若fosc = 6MHz ，波特率为2400波特，设SMOD =1，则定时/计数器T1的计数初值为多少？并进行初始化编程。 答：根据公式 N=256-2

SMOD

×fosc /（2400×32×12）= 242.98≈243 =F3H

TXDA: MOV TMOD,#20H

;置T1定时器工作方式2

MOV TL1,#0F3H ;置T1计数初值. MOV TH1,#0F3H

MOV PCON,#80H ；置SMOD =1

B

f B f N OSC

SMOD OSC SMOD ??-

=???-=384225612322256

5．用8051串行口外接CD4094扩展8位并行输出口,驱动8个LED发光二极管。画出硬件电路图，编写程序，使LED发光二极管从左到右依次闪亮。

答：电路图如下

LED发光二极管从左到右循环点亮的C51参考程序：

#include //包含51单片机寄存器定义的头文件

#include //包含函数_nop_（）定义的头文件

unsigned char code Tab[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//流水灯控制码，该数组被定义为全局变量

sbit P17=P1^7;

void delay(void)

{

unsigned char m,n;

for(m=0;m<200;m++)

for(n=0;n<250;n++)

;

}

/**************************************************************

函数功能：发送一个字节的数据

**************************************************************/

void Send(unsigned char dat)

{

P17=0; //P1.7引脚输出锁存信号，对cd4094锁存

nop_(); //延时一个机器周期

_nop_(); //延时一个机器周期，保证锁存完成

P17=1; //结束对cd4094的锁存

SBUF=dat; //将数据写入发送缓冲器，启动发送

while(TI==0) //若没有发送完毕，等待

;

TI=0; //发送完毕，TI被置“1”，需将其清0

}

/*******************************************

函数功能：主函数

******************************************/

void main(void)

{

unsigned char i;

SCON=0x00; //SCON=0000 0000B，使串行口工作于方式0

while(1)

{

for(i=0;i<8;i++)

{

Send(Tab[i]); //发送数据

delay(); //延时

}

}

}

三、Proteus仿真

1.在Proteus下，仿真实现6.6节内容。

答：全自动洗衣机串行方式时间显示Proteus仿真

为节省单片机并口资源，全自动洗衣机时间显示可用串口实现。一次洗衣时间一般不会超过99分钟，用2位LED数码管显示时间即可。电路如图6-9所示。

入并出的移位寄存器，功能是接收AT89C51单片机串行通信口输出的串行数据并转换成并行数据输出，从而驱动LED数码管显示。74LS164的1、2脚为数据输入端，接单片机串行口的RXD端（P3.0脚），74LS164的第8脚为时钟脉冲输入端（CLK），接单片机串行口的TXD端（P3.1脚），第9脚R为清零端，低电平清零，正常工作时接高电平。两只LED数码管采用共阴极静态显示方式。

下列程序实现串行两位LED数码管时间显示，显示范围为00—99分钟。使用串行口进行信息传送，程序编写相当简单，用户只需将需要显示的数据直接送串口发送缓冲器，等待串行中断即可。

汇编语言参考程序：

ORG 0000H ;在0000H单元存放转移指令

LJMP NAIN ;转移到主程序

ORG 000BH ;定时器T0的中断入口地址

LJMP INTERRUPT ;转移到中断子程序

ORG 0200H ;主程序从0200H开始

MAIN: MOV TMOD,#01H ;使用定时器T0,工作方式1

MOV TH0, #3CH ;置初T0值50ms

MOV TL0, #0B0HH

MOV R0,#0 ;用于存1秒的计数次数

SETB EA ;开中断总允许

SETB ET0 ;允许T0中断

SETB TR0 ;启动计时

LOOP: LCALL Display ;循环调用显示子程序

SJMP LOOP

TAB: DB 3FH,06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH ；0~9的共阴极段码DISPLAY: ;显示子程序（显示分钟）

MOV DPTR, #TAB ;将表首地址赋给DPTR

MOV A, 30H ;将30H中存放的分计数赋给累加器A

MOV B, #0AH ;将10赋给累加器B

DIV AB ;分计数除以10得十位数放在A中，个位数放在B中MOVX A, @A+DPTR ;查表得十位数的`显示段码

MOV SBUF, A ;发送十位数

L1: JBC TI, L2 ;判是否发送完，未发完循环等待，若发完则转L2 SJMP L1

L2: MOV A, B ;将个位数赋给累加器A

MOVX A, @ A+DPTR ;查表得个`位数的显示段码

MOV SBUF, A ;发送个位数

L3: JBC TI, L4 ;判是否发送完，未发完循环等待，若发完则转L4 SJMP L3

L4: RET ;子程序返回

INTERRUPT: ;中断服务子程序

INC R0 ;每中断一次（50ms）加1

CJNE R0, #20, L5 ;判是否中断20次，若不是则转L5中断返回，若是则顺序执行CLR R0 ;到1秒钟，清R0

INC R1 ;秒计数加1

CJNE R1, #60, L5 ;判秒是否计满60次，若未满则转L5中断返回，若满则顺序执行CLR R1 ;如果秒计满60，将秒计数单元内容清0

INC 30H ;分钟计数单元30H内容加1

CJNE 30H, #99, L5 ;判分是否计满99次，若未满则转L5中断返回，若满则顺序执行CLR R1 ;如果分计满99，将秒计数单元内容清0

CLR 30H ;同时将分计数单元内容清0

L5: MOV TH0, #3CH ; 定时器重新赋初值

MOV TL0, #0B0HH

RETI ;中断返回

C语言参考程序：

#include // 包含51单片机寄存器定义的头文件

unsigned char Tab[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

//数组Tab放0~9的共阴极字段码

unsigned char int_time; //设中断次数计数变量

unsigned char second; //秒计数变量

unsigned char minute; //分钟计数变量

void delay(void) //延时函数

{

unsigned char n,j; //设计数循环变量

for(j=0;j<200;j++); //通过循环延时

for(n=0;n<200;n++); //通过循环延时

}

void DisplayMinute(unsigned char m) //显示函数

{ unsigned char ge, si; //定义变量ge、si，用于存放个位、十位

si=Tab[m/10]; //计算出十位的值，查表转换成相应的段码送变量si SBUF=si; //发送显示十位

while(TI==0); //等待发送完毕

TI=0; //发送完后清中断标志

ge=Tab[m%10]; //计算出十位的值，查表转换成相应的段码送变量ge

SBUF=ge; //发送显示个位

while(TI==0); //等待发送完毕

TI=0; //发送完后清中断标志

delay(); //调延时函数，是数码管显示有一定的亮度

delay();

}

void main(void) //主函数

{

TMOD=0x01; //使用定时器T0,工作方式1

EA=1; //开中断总允许

ET0=1; //允许T0中断

TH0=(65536-46083)/256; //定时器高八位赋初值(50ms)

TL0=(65536-46083)%256; //定时器低八位赋初值

TR0=1; //启动计时

PCON=0x00; //置SMOD=0

SCON=0x00; //串行口工作在方式0

while(1) //无限循环体

{

DisplayMinute(minute); //调用分钟显示子程序

}

}

void interserve(void ) interrupt 1 //计数器T0中断函数

{

int_time++; //每中断一次（50ms）加1

if(int_time==20) // 50ms记20次为1秒（仿真时可将次数改小，减少等待时间）。 {

int_time=0; //中断计数变量清0

second++; //秒计数变量加1

}

if(second==60) //判是否到了60秒（仿真时可将次数改小，减少等待时间）。

{

second=0; //如果秒计满60，将秒计数变量清0

minute++; //分钟计数变量加1

}

if(minute==99) //判分钟是否等于99

{ minute=0; //如果分钟计满99，将分钟计数变量清0秒计数变量清0

second=0; //将秒计数变量清0

}

TH0=(65536-46083)/256; //定时器重新赋初值

TL0=(65536-46083)%256;

}

2.在Proteus下，仿真实现例6-2内容。

答：电路如图6-8所示，试编制程序输入K1～K8的状态信息，并存入内部RAM 40H。

图6-8 串行通讯方式0应用

4014 是一个并入串出转换芯片，Q8端为串行数据输出端，CLK为时钟脉冲输入端，P/S 为操作控制端，P/S=1：锁存并行输入数据，P/S=0：允许串行移位操作。

要完成题目的要求，应先将开关状态锁存，然后串行传送给单片机。

在Proteus下画出电路图。

汇编语言参考程序如下:

ORG 0000H ;上电后程序从00000H开始，在0000H单元存放转移指令LJMP KIN ;转移到主程序

ORG 0100H ;主程序从0100H开始

KIN: MOV SCON,#00H ;设定串行口为方式0

CLR ES ;禁止串行中断

SETB P1.0 ;锁存并行输入数据

CLR P1.0 ;允许串行移位操作

SETB REN ;允许并启动接收（TXD发送移位脉冲）

JNB RI,$ ;等待接收完毕

MOV 40H,SBUF ;存入K1～K8状态数据

SJMP $ ;循环等待

END ;汇编结束

C语言参考程序：

# include //包含特殊功能寄存器库

sbit P1_0=P1^0; //定义P1.0口，程序中用P1_0代替P1.0。void main() //主函数

{

unsigned char i; //定义变量i，将接收到的数据放到变量i中。P1_0=1; //锁存并行输入数据

P1_0=0; //允许串行移位操作

SCON=0x00; //设定串行口为方式0

while (!RI) {;} //等待接收完毕

RI=0; //清中断标志

i=SBUF; //存入K1～K8状态数据

……

}