单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案讲解

第九章复习思考题

1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口？

输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。

2. 简述输入输出接口的作用。

I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。 3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种？各有什么特点？

在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。 在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。 条件控制方式也称为查询方式。CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。 在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。传输完数据后，返回原来的程序继续执行。 直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。

4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。

80C51P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7D0D1D2D3D4D5D6D7CLKQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7CLRLED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7R0R1R2R3R4R5R6R7+5 V74LS27374LS244WRP2.6?1?1RD1Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y41A11A21A31A42A12A22A32A41G2GR8R9R10R11R12R13R14R15K0K1K2K3K4K5K6K7

图9.1题3接口电路原理图

接口电路原理图如图9.1 源程序： MOV DPTR,#BFFFH ;设置输入/输出口地址

MOVX A,@DPTR NOP NOP

MOVX @DPTR,A AJMP CONT

;读取开关状态 ;延时，总线稳定 ;输出，驱动LED显示 ;延时，总线稳定

COMT:

5. 74LS377是8D触发器，其功能表见表9.17，其中Di为触发器的数据输入端，Qi为触发器的数据输出端，G是使能控制端，CLK是时钟输入端，Q0为建立稳态输入条件之前，锁存器输出Q的状态。采用它为8051单片机扩展1个8位的并行输出口。

80C51P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7D0D1D2D3D4D5D6D7GCLKQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7R0R1R2R3R4R5R6R7+5 VWR74LS377图9.2 题5接口电路原理图

用74LS377扩展的输出口电路如图9-2所示。用P2.7与74LS377的使能控制端G相连，当P2.7为0时，74LS377被选中，如果默认其他未用的地址线为1，则扩展的输出口地址为7FFFH。由于MCS-51单片机的WR接到74LS377的时钟输入端CLK，当CPU执行写外部输出口指令MOVX时，把数据输出到数据总线上，在WR信号由低变高时，写出的数据被打入74LS377并锁存。程序如下：

MOV DPTR, #7FFFH ；输出口地址 MOV A, R6 ；取数据 MOVX @DPTR, A ；输出，

6. 74LS245是一种具有双向驱动的8位三态输出缓冲器，它的功能表见表9.18，其中G为使能端，DIR为方向控制端，A1~A8为A端的数据输入/输出，B1~B8为B端的数据输入/输出。当G为低电平时，DIR为高电平把A端数据传送至B端；DIR为低电平，把B端数据传送至A端。在其他情况下不传送数据，并输出呈高阻态。采用它为8051单片机扩展1个8位的输入口。

80C51P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7RDP2.0?180C5174LS245A1A2A3A4A5A6A7A8G74LS245B1B2B3B4B5B6B7B8DIRB1B2B3B4B5B6B7B8DIRR+5 VP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7RDP2.0A1A2A3A4A5A6A7A8G

（1） （2） 图9-3 题6采用74LS245扩展输入口的2种电路

图9-3为采用74LS245扩展输人接口电路。

电路（1）中，DIR上拉为高电平，74LS245数据传送方向强制为B端到A端，当P2.0为0时，且RD为低电平时，使能端G为低电平，74LS245三态门打开，单片机CPU读取外设输入的数据。其他情况下，74LS245的三态门呈高阻状态。

电路（2）中，只有单片机读取外设数据时，P2.0＝0使74LS245的使能端G有效，如果RD为低电平，把74LS245数据传送方向置为A端到B端，其A→B方向的三态门打开，单片机CPU读取外设输入的数据。P2.0＝1时，使能端G无效，A端和B端处于隔离状态。 图9-3的2个电路都采用P2.0为片选，其输入口地址为0FEFFH（默认未用地址线为1）。 7. 采用8155芯片为8051单片机系统扩展接口，外设为开关组（8个开关组成）和8个LED，每个开关控制1个LED。现需要读取开关组的状态，并把其状态存储到8155芯片RAM中，若开关组的开关全部断开，则不记录。设计接口电路并编制检测程序。

MCS-51P2.7P2.0RDWRALEP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0RESETCSIO/MRDWRALEAD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0RESET8155PA0PA1PA2PA3PA4PA5LED6PA6PA7LED7LED0LED1LED2LED3LED4LED5+5 VR0R1R2R3R4R5R6R7+5 V

PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7R8R91R01RR1121R31R41R5K0K1K2K3K4K5K6K7

图9.4 题7接口电路

接口电路如图9.4所示， 8155的PB口用作读取开关组状态，PA口用作控制LED组，分配地址如下：命令/状态寄存器：0100H；PA口：0101H；PB口：0102H； PA和PB口为基本输入输出方式。K0控制LED0，K1控制LED1，以此类推。设存储开关状态的单元为STATE。

程序如下：

CMMD EQU 0100H PORTA EQU 0101H PORTB EQU 0102H PORTC EQU 0103H STATE EQU 20H

MOV A,#02H MOVX @DPTR, A MOV A,#0FFH MOV DPTR,#0101H MOVX @DPTR,A NOP

;初始化，工作方式控制字 ;设置工作方式，初始化完成

MOV DPTR,# 0100H ;控制寄存器地址

;上电后，熄灭LED ;没有开关闭合 ;PB口地址

MOV STATE,#0FFH

DETECT: MOV DPTR,#0102H

MOVX A,@DPTR MOVX @DPTR,A NOP

CJNE A,#0FFH,VALID SJMP DETECT

;从PB口读开关状态

;从PA口输出控制LED指示灯

MOV DPTR,#0101H ;PA口地址

VALID: MOV STATE,A;

AJMP DETECT

;记录开关状态

8. 采用8255芯片为8051单片机系统扩展接口，外设为开关组（8个开关组成）和8个LED，每个开关对应1个LED。现需要每隔50ms读取一次开关组的状态，并把其状态存储到内部RAM中。设计接口电路并编制检测程序。假设系统晶振频率为12MHz。

80C51WRRDP2.0WRRDCSD7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q08255PA0PA1PA2PA3PA4PA5LED6PA6LED7PA7L …… 此处隐藏：3445字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……