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作业第一讲 串行总线与通信技术（下） 第一讲作业
1、 8051 MCU中的串行接口UART由哪几部分组成？包含哪些特殊功能寄存器？各自的作用是什么？
评分规则: UART由发送数据缓冲器SBUF、发送控制器、输出移位寄存器，接收数据缓冲器SBUF、接收控制器、输入移位寄存器，以及串行口控制寄存器SCON、电源控制寄存器PCON等组成。（3分）SCON用于串行通信的方式选择、接收和发送的控制，存放接收和发送中断标志，以及发送和接收的第8 bit信息。（1分）PCON与串行口有关的是最高位SMOD，为波特率是否加倍选择。（1分）
2、 串行口控制寄存器SCON中的TB8、RB8、SM2起什么作用？
评分规则: TB8：方式2、3中要发送的第8位数据。在多机通信时，TB8用来表示发送的数据是地址帧还是数据帧，TB8=1表示地址帧，TB8=0表示数据帧。在通信过程中，TB8也可以作为奇偶检验位发送。（1分）RB8：方式2、3中接收的第8位数据。在多机通信时，RB8用来表示接收的数据是地址帧还是数据帧，RB8=1表示地址帧，RB8=0表示数据帧。在通信过程中，RB8也可以是接收到的奇偶检验位。（1分）SM2：当串行口以方式2或方式3接收时，若SM2＝1，只有当接收到的第8位数据（RB8）为1时，才将接收数据送入接收SBUF ，并使RI置1，申请中断，否则数据将丢失；若SM2＝0，则无论第8位数据（RB8）是1还是0，都能将数据装入接收SBUF，并申请中断。（1分）
3、 微控制器与PC机进行RS232串行通信时，为何要进行逻辑电平变换？
评分规则: PC上的RS-232C标准接口采用负逻辑电平，逻辑“1”的电平在-15～-5V之间，逻辑“0”的电平在+5～+15V之间。而微控制器一般采用TTL电平，因此需要逻辑电平转换。
4、 简述多机通信的过程。
评分规则: 首先将主、从机均初始化为方式2或方式3，且置SM2=1，允许多机通信。（1分） 当主机要与某一从机通信时，发出该从机的地址（此时TB8=1）。（1分） 各从机接收主机发送的地址，并与本机地址比较。（1分） 对于地址比较相等的从机（表示被寻址），令SM2=0，并向主机返回应答信息，建立联络；其余地址比较不符的从机，继续保持SM2=1不变，则其对主机随后发送的数据帧将不予理睬，直至发来新的地址帧。（1分） 主机与寻址的从机联络后，就向该从机发送命令和数据，发送的命令或数据的TB8均为0，因此只有被呼叫的从机能接收到（因为它的SM2=0）。实现了主从机一对一的通信。（1分） 主从机一次通信结束后，该从机重置SM2=1；主机可再次寻址并开始新的一次通信。
5、 简述I2总线器件的连接方式，应如何启动和停止总线？
评分规则: 所有器件的数据线均连接到I2C总线的SDA线，时钟线均连接到SCL线。总线上每个器件有唯一的器件地址。（1分）I2C总线的起始信号是：在SCL为高电平时，SDA从高电平变为低电平。（1分）I2C总线的停止信号是在SCL为高电平时，SDA从低电平变为高电平。（1分）
6、 SPI串行接口采用什么方式寻址并访问总线上的器件？
评分规则: SPI接口有4跳线，其中有一条低电平有效的从机选择线CS，因此，主机对多个从设备的寻址是采用片选方式。
第一讲 串行总线与通信技术（下） 第一讲单元测验
1、 波特率反映了数据传送的速率，一般用 表示 。
A:位/秒
B:字符/秒
C:帧/秒
D:字节/秒
E:字/秒
答案: 位/秒
2、 利用8051微控制器的UART扩展I/O接口时，应选择工作 。
A:方式0
B:方式1
C:方式2
D:方式3
E:方式1或方式2
答案: 方式0
3、 8051 MCU的异步串行模块中，发送和接收寄存器是 。
A:SBUF
B:TMOD
C:SCON
D:DPTR
答案: SBUF
4、 8051微控制器串行口的方式2、3，在接收数据帧时其顺序为_。(1)接收起始位； (2)接收低位到高位的8bit数据位； (3)接收停止位； (4)接收校验位
A:(1)(2) (4) (3)
B:(1)(2)(3)(4)
C:(2) (1) (4)(3)
D:(1) (4) (2) (3)
E:(1) (3) (2) (4)
F:(2) (4) (1) (3)
答案: (1)(2) (4) (3)
5、 异步串行通信中，收发双方必须保持_。
A:数据帧格式和波特率相同
B:收发时钟相同
C:停止位相同
D:起始位相同
E:以上都正确
答案: 数据帧格式和波特率相同
6、 设异步传输时波特率为4800bps，若每个字符对应1位起始位，7位有效数据位，1位偶校验位，1位停止位，则每秒钟传输的最大字符数是 。
A:480
B:4800
C:2400
D:240
E:9600
F:960
答案: 480
7、 异步通信的11位方式，采用奇校验发送数据00110011，则其11位的数据帧是（传输方向向右）：_。
A:11001100110
B:00001100110
C:11001100111
D:01001100110
E:00111100110
答案: 11001100110
8、 RS232通信传送的信号为 ，RS485通信传送的信号为 。
A:数字信号，差分信号
B:数字信号，模拟信号
C:模拟信号，数字信号
D:差分信号，数字信号
E:差分信号，模拟信号
答案: 数字信号，差分信号
9、 8051MCU串行口的发送和接收缓冲器都是SBUF，所以不能同时收发，即不是全双工的串行口。（）
A:正确
B:错误
答案: 错误
10、 8051MCU向SBUF发送一个数据，是启动串口的发送；因此读SBUF是启动串行的接收。（）
A:正确
B:错误
答案: 错误
11、 串行口接收到的第8位数据送SCON寄存器的RB8中保存。（）
A:正确
B:错误
答案: 正确
12、 利用8051微控制器的UART进行多机通信时，应选择11位数据帧的工作方式。（）
A:正确
B:错误
答案: 正确
13、 利用8051微控制器的UART进行多机通信时，应选择11位数据帧的工作方式。（）
A:正确
B:错误
答案: 正确
14、 异步串行通信的波特率决定了数据通信的速率。（）
A:正确
B:错误
答案: 正确
15、 令REN＝1，就启动了串行口的接收功能。（）
A:正确
B:错误
答案: 正确
16、 在串行通讯中，收发双方的数据帧格式应相同，波特率可以不同。（）
A:正确
B:错误
答案: 错误
17、 偶校验要求每个数据帧中的“1”的个数为偶数个。（）
A:正确
B:错误
答案: 正确
18、 RS232标准的总线能与TTL电平的UART引脚直接连接。（）
A:正确
B:错误
答案: 错误
19、 阅读以下程序并填写空白处，实现微控制器接收PC机数据。#include<reg51.h> unsigned char Receive(void) //接收一个字节数据{ unsigned char dat; while( ); RI=0 ; dat=SBUF; //将接收缓冲器中的数据存于dat return dat;}void main(void){ TMOD= 0x20 ; //定时器T1工作于方式2 SCON=0x50 ; //串口工作方式1 PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TR1=1; //启动定时器T1 REN=1 ; //允许接收 while(1) { P1=Receive(); //将接收到的数据送P1口显示 }}
答案: RI==0
20、 对于7位的ASCII码，通常将其D7位作为校验位。若采用奇校验，传送字符B的ASCII码42H时，其发送的数据应为 。
答案: C2H
21、 8051 微控制器有一个全双工的 串行口。
答案: 异步
22、 RS485通讯采用 的工作方式，因此收发不能同时进行。
答案: 半双工
23、 sbit Sda=P1^0;sbit Scl=P1^1;void start（void）{ Sda=1; ； delay5us(); Sda=0; delay6us(); Scl=0;}
答案: SCL=1
24、 I2C串行总线采用 方式，来寻址连接在总线上的不同器件。
答案: 设备地址
作业第二讲 人机接口技术（上） 第二讲作业
1、 什么是按键的抖动？简述消除按键抖动的方法。
评分规则: 抖动：即按键在闭合时不是马上稳定地接通，断开时也不是立即断开，从而使按键输入接口的电压也会出现抖动。（2分）消除方法：有硬件法或软件法，微控制器系统中常用软件法。其基本思想是：在检测到有键按下时，执行10ms延时子程序去前沿抖动，再检测该键是否仍为闭合状态，若是则确认该键被按下，否则认为不是真正的按键操作而是干扰。当检测到按键松开时，同样执行10ms延时子程序以去除后沿抖动。（3分）
2、 说明按键的三种工作方式以及特点。
评分规则: 键盘的工作方式有三种：编程扫描方式、中断工作方式和定时扫描方式。1) 编程扫描方式：也称查询方式，它是利用CPU在完成其他工作的空余时间，调用键盘扫描程序，以响应按键的操作。该种方式不能实时响应键盘的操作。（2分）2) 定时扫描方式：该方式用一个定时器产生定时中断，CPU响应该中断对键盘进行一次扫描，并在有键按下时执行相应的按键处理程序。由于按键按下的持续时间一般大于50ms，所以为了能够对每次按键操作都有响应，定时中断周期应≤50ms。这种工作方式不管按键是否按下，CPU总要进行定时扫描，因此会常处于空扫描状态而浪费CPU的时间资源。（2分）3) 中断工作方式：是在有键按下时产生外部中断请求信号，CPU响应中断后对键盘进行扫描，并执行相应的按键处理程序。该方式的优点是既不会空扫描，又能确保对用户的每一次按键操作都能迅速作出响应。中断工作方式需要相应的硬件电路产生按键的外部中断请求信号。（2分）
3、 简述矩阵式键盘的线路反转法识别按键的过程。
评分规则: 第一步：行作为输出，列作为输入。行输出全为0，输入各列电平，如果列值全为1，表示无键按下；若列值不全为1，表示有键按下，保存读入的列值；（2分）第二步：行列线路反转，即列作为输出，行作为输入。列输出全0，输入各行电平，此时至少有一行为0，记下行值。低电平的行和列交点上的按键即为被按下的键。（2分）根据两步得到的列值和行值，构成一个按键的特征码，根据特征码通过查表法可以得到按下按键的键值。对于线路反转法要求采用双向（或准双向）I/O接口。（2分）
4、 LED数码管有几种结构？其连接特点是什么？
评分规则: 数码管有共阴极和共阳极两种结构。1）共阴数码管中每个LED的阴极连接在一起作为公共端COM，显示的必要条件是共阴极接地或具有较大灌电流的输入口线，各个LED的阳极为控制端，连接到输出端口；当某个LED的阳极控制信号输出高电平时，该LED点亮。（2分）2）共阳数码管中每个LED的阳极连接在一起作为公共端COM，显示的必要条件是共阳极接电源或具有较强高电平驱动能力（输出电流）的输出口线，各个LED的阴极为控制端，连接到输出端口；当某个LED的阴极控制信号输出低电平时，该LED点亮。（2分）
5、 设计一个8*8双色LED阵列需要几个8位输出接口？若采用串行方式扩展输出接口，请画出其电路连接图。
评分规则: 需要3个8位的输出接口，一个为行控制信号输出口，输出行扫描信号；另外两个为段码输出口，分别输出红色LED和绿色LED的段码。（2分）采用串行方式扩展输出接口，一般采用3个串入并出移位寄存器74HC595扩展。（1分）电路图2分。
6、 编写程序，是现在8个动态数码管最低位循环显示数字0-9.
评分规则: 参考程序：#include<reg51.h> void main(void){ unsigned char i; unsigned char code Tab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; P2=0xfe; //P2口作为数码管的位控输出口；P2.0引脚输出低电平，最低位数码管使能工作 while(1) //无限循环 { for(i=0;i<10;i++) { P0=Tab[i]; //P0口作为数码管的段码输出口 delay(); //调用延时函数 } } }
第二讲 人机接口技术（下） 第二讲单元测验
1、 要使MCU能够立即响应按键的操作，则应采用__按键工作方式。
A:查询
B:中断
C:定时
D:等待
答案: 中断
2、 已知共阴LED数码管a～g及dp各段与端口P1.0-P1.7顺序连接，‘P’的段码是__。
A:73H
B:0CH
C:0F3H
D:0FCH
E:75H
F:0EH
答案: 73H
3、 对于共阴LED数码管，其共同端（COM端）是LED的_，显示的必要条件是COM端接_。
A:阴极 地
B:阴极 电源
C:阳极 地
D:阳极 电源
答案: 阴极 地
4、 要在共阳数码管上显示0，则应输出的段码为（设a～g及dp各段与端口P1.0-P1.7顺序连接）： 。
A:3FH
B:0C0H
C:80H
D:7FH
E:6FH
答案: 0C0H
5、 设有8个共阴LED数码管，采用动态连接方式，一个8位端口（段码端口）连接各数码管的段码，另一个8位端口（位控端口）连接8个数码管的COM端。工作时，流入位控端口的最大电流为 。
A:1个LED的电流
B: 2个LED的电流
C:8个LED的电流
D:64个LED的电流
E:16个LED的电流
答案: 8个LED的电流
6、 按键抖动的时间与开关的机械特性有关，一般在 。
A:100-200us
B:5-10ms
C:100-200ms
D:500-1000ms
E:200-500ms
答案: 5-10ms
7、 在字符显示模式，应向ST7920的显示数据RAM（DDRAM）写入 。
A:字符或汉字的字模
B:字符或汉字的编码
C:图形数据
D:都可以
答案: 字符或汉字的编码
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