单片机第十习题解答

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：

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。

第11章

1、由运算放大器构成的电流／电压转换电路

2、D／A转换器的主要指标如下：

(1)分辨率

D／A转换器的分辨率指输入的单位数字量变化引起的模拟量输出的变化，是对输入量变化敏感程度的描述。

(2)建立时间

建立时间是描述D／A转换速度快慢的一个参数，用于表明转换速度。其值为从输入数字量到输出达到终位误差±(1／2)GB(最低有效位)时所需的时间。

(3)转换精度

理想情况下，精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。严格讲精度与分辨率并不完全一致。只要位数相同，分辨率则相同．但相同位数的不同转换器精度会有所不同。

当DAC为二进制12位，满量程输出电压为5V时，分辨率为1.22 mV

3、DAC用作程控放大器，其电压放大倍数可由CPU通过程序设定。由图可见，需要放大的电压V in和反馈输入端R fb相接。运算放大器输出V out还作为DAC的基准电压V REF，数字量由CPU送来，其余如

图所示。DAC0832内部Iout一边和T型电阻

网络相连，另一边又通过反馈电阻R fb和V in

相通，可得以下方程组：

解上述方程组可得

选R ＝R 6，则上式变为

因此，从最后式子可知，输出电压的放大倍数受B 控制。

4、同步

5、二种方式

(1) 单缓冲方式。其特点是DAC0832内部的两个数据缓冲器有一个处于直通方式，另一个处于受MCS —51控制的锁存方式。适用于只有一路模拟量输出，或虽是多路模拟量输出但并不要求多路输出同步的情况下。

(2) 双缓冲方式。其特点是数字量的输入锁存和D ／A 转换输出是分两步完成的。适用于在多路D ／A 转换中，要求同步进行D ／A 转换输出的情况下。

6、A ／D 转换器的两个最重要指标：

(1) 转换时间和转换速率

转换时间A ／D 完成一次转换所需要的时间。转换时间的倒数为转换速率。

(2)分辨率

A ／D 转换器的分辨率习惯上用输出二进制位数或BCD 码位数表示。

7、量化误差是由于有限位数字且对模拟量进行量化而引起的；0.195%；

8、目前应用较广泛的主要有以下几种类型：逐次逼近式转换器、双积分式转换器、∑—△式A ／D 转换器和V ／F 转换器。

逐次逼近型A ／D 转换器：在精度、速度和价格上都适中，是最常用的A ／D 转换器件。

fb

in Rfb R V I =

I I out Rfb =+R

256V B R 256V B I out REF out1??=??=256R R B V V fb REF out ??-=in out V B

256V ?-=

双积分A／D转换器：具有精度高、抗干扰性好、价格低廉等优点，但转换速度慢，近年来在单片机应用领域中也得到广泛应用。

∑—△式A／D转换器：它具有积分式与逐次逼近式ADC的双重优点，它对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力，不亚于双积分ADC，它比双积分ADC 有较高的转换速度。与逐次逼近式ADC相比，有较高的信噪比，分辨率高，线性度好，不需要采样保持电路。

9、对DAC来说，分辨率反映了输出模拟电压的最小变化量。而对于ADC来说，分辨率表示输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。量化误差是由ADC的有限分辨率而引起的误差，但量化误差只适用于ADC，不适用于DAC。精度与分辨率基本一致，位数越多精度越高。严格讲精度与分辨率并不完全一致。只要位数相同，分辨率则相同，但相同位数的不同转换器精度会有所不同。

10、程序如下：

MAIN：MOV R0，#20H

MOV R1，#00H

MOV R2，#00H

MOV R3，#50

MOV R8，#08H

LOOP：MOV DPTR，#7FF8H

LOOP1：MOVX @DPTR，A

MOV R6，#0AH

DELAY：NOP

NOP

NOP

DJNZ R6，DELAY

MOVX A，@DPTR

INC DPTR

MOV R2，DPL

MOV DPH，R0

MOVX @DPTR，A

INC DPTR

MOV R0，DPH

MOV R1，DPL

MOV DPH，#7FH

MOV DPL，R2

DJNZ R7，LOOP1

LCALL DELAY1M ；延时1 分钟

DJNZ R3，LOOP

…

11、程序如下：

MIAN：MOV R1，#10

MOV R2，#40H

MOV R0，#7CH

MOVX @R0，A

LOOP：NOP

LOOP1：NOP

JB P3.2，LOOP1

MOVX A，@R0

MOV @ R2，A

INC R2

MOV R0，#7DH

MOV @R2，A

INC R2

DJNZ R1，LOOP

12、（A）×（B）√（C）×(D) √

第12章

1、P0口的每位可驱动8个LSTTL输人，P1、P

2、P3口的每一位只能驱动4个LSTTL输人；低电平；

2、在MCS—51单片机应用系统中．当需用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，这些大功率负载如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，则不能用单片机的I/O线来直接驱动．而必须通过各种驱动电路和开关电路来驱动。此外，为了隔离和抗干扰，有时需加接光电耦合器。

3、常用的开关型驱动器件有光电耦合器、继电器、晶闸管、功率MOS管、集成功率电子开关、固态继电器等。

4、常用电子开关有功率MOS管、晶闸管、集成功宰电子开关、固态继电器等等；电子开关器件的通病是存在通态压降和断态漏电流。

5、开关速度快、工作频率高、无噪声、无触点，工作可靠、寿命长，适用于那些需要抗潮湿、抗腐蚀和防爆场合以及高频和高速系统中。

6、以负载电源类型分类：可分为直流型(DC—SSR)和交流型(AC—SSR)两种。直流型固态电子继电器是以功率晶体管作为开关元件的，交流型固态屯子继电器足以可控硅作为开关元件的，分别用来接通和断开直流或交流负载。

以开关触点形式分类：可分为常开式和常闭式。常开式的功能是输入端施加信号时，固态继电器输出端才接通；而常闭式是仅当输入端施加信号时，固态继电器的输出端才被关断，而输入端没有信号时，固态继电器的输出端始终处于闭合状态。

以控制触发信号的形式分类：可分为过零型和非过零型；非过零型在输人信号时，不管负载电源电压相位如何，负载端立即导通。而过零型必须在负载电源电压接近零且输入控制信号有效时，输出端负载电源才导通。

7、使用注意事项：

(1) 要考虑这两项参数通态压降和断态漏电流。

(2)当使用温度较高时，选用的SSR必须留有一定的余量。

(3) 当负载为感性时，输出端必须加接压敏电阻。

(4) 输出端负载短路会造成SSR损坏，应特别注意避免。

第13章

1、抗干扰性差，传输距离短。

2、由于调制解调器就是在发送时把数字信号转换成模拟信号，送到通信线路上，再把从通讯线路收到的模拟信号转换成数字信号。这样能克服公用电话网频带有限、不能进行二进制数字量的传输缺点。

3、为了起到隔离、抗干扰的作用。

4、RS-422A仅仅是一种电气标准，规定了差分平衡的电气接口，它采用平衡驱动和差分接收的方法；可数传速率、通讯距离、接口处信号产生串扰等性能；

5、RS-232 异步串行通讯中应用最广的标准总线，适用于短距离或带调制解调器的通讯场合，但数传速率低、通讯距离短、接口处信号容易产生串扰等；RS—422A能在长距离、高速率下传输数据；RS-485对于互连是十分方便的，干扰抑制性好，阻抗低，无接地问题；电流环串行接口最大特点是低阻传输线对电气噪声不敏感，而且，易实现光电隔离。

6、不能

第14章

1、空间干扰、供电系统干扰、供电系统干扰

2、以消除直流电源和地线中的脉冲电流所造成的干扰；2；5-10uF的电解电容和一个0.01-1.0uF的电容

3、能有效抑制尖峰脉冲以及各种噪声干扰，从而使过程通道上的信噪比大大提高；A／D、D／A与单片机之间的隔离和开关量隔离

4、并联二极管和稳压管或由电阻和电容组成抑制电路

5、在低频电路中，布线和元件间的电感较小，而接地电路形成的环路，对于扰

的影响却很大，因此应应一点接地。

6、电源去耦就是在每个印制板人口处的电源线与地线之间并接退耦电容，集成芯片去耦就是每个集成芯片都应安置一个0.1uF的陶瓷电容器。

7、不要在印制板上留下空白铜箔层，因为它们可以充当发射天线或接收天线；走线不要有分支，这可避免在传输高频信号导致反射干扰或发生谐波干扰。8、算术平均滤波法，适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波；滑动平均滤波法，适用于高频振荡系统；中位值滤波法，适用于被测参数如温度、液位等变化缓慢的场合；防脉冲干扰平均值滤波法，适用于脉冲干扰比较严重的场合；

9、指令冗余便是采用单字节指令，并在关键的地方人为地插人一些单字节指令(NOP)，或将有效单字节指令重复书写；软件陷阱．就是一条引导指令，强行将捕获的程序引向一个指定的地址，在那里有一段专门对程序出错进行处理的程序。

10、“看门狗”技术就是不断监视程序循环运行时间，若发现时间超过已知的循环设定时间，则认为系统陷入了“死循环”，然后强迫程序返回到0000H入口，在0000H处安排一段出错处理程序，使系统运行纳入正规。

11、当发生电源掉电的意外情况，一些重要的数据可能丢失，这时要求系统应首先检测到电源的变化，然后通过切换电路把备用电池接入系统，以保护RAM中的数据不丢失。

第15章

1、设计一个单片机测控系统，一般可分为四个步骤：

(1)需求分析，方案论证和总体设计阶段。

(2)器件选择，电路设计制作，数据处理，软件的编制阶段。

(3)整个系统的设计与性能测定。

(4)文件编制阶段。

2、89C51最小应用系统

3、数据采集系统一般由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、模—数转换、基本的单片机系统；

1）信号调理电路：信号调理电路是传感器与A／D之间的桥梁，也是测控系统中里要组成部分。信号调理的主要功能是：非电量的转换、信号形式的变换、放大、滤波、共模抑制及隔离等等。

2）多路切换电路: 模拟多路开关的选择主要考虑导通电阻的要求，截止电阻的要求和速度要求。

3）采样保持电路：采样保持电路是为了保证模拟信号高精度转换为数字信号的电路。采样保持器的选择要综合考虑捕获时间，孔隙时间、保持时间、下降率等参数。

4）模—数转换：计算机同外界交换信息所必须的接口器件。选择ADC需主要考虑的指标有：分辨率、转换时间、精度、电源、输入电压范围、工作环境、数字输出特性、价格等。

5）基本的单片机系统

4、单片机集成了微处理器、存储器和各种输入、输出接口等等，主要应用于测控领域，用以实现各种测试和控制功能。

5、开发系统大致分为四类。

(1)通用型单片机开发系统

(2)软件模拟开发系统

(3)普及型开发系统

(4)通用机开发系统

6、不能

7、有4步骤

第一步．建立用户源程序。

第二步，在开发系统机上，利用汇编软件对第一步输入的用户源程序进和汇编，变为可执行的目标代码。

第三步，动态在线调试。

第四步，将调试完毕的用户程序通过编程器，固化在ROM中