單片機(jī)原理及接口技術(shù)課后習(xí)題第9章答案概要

1、第九章復(fù)習(xí)思考題1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中為什么要設(shè)置輸入輸出接口？輸入輸出接口電路是CPU與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?。外設(shè)輸入給CPU的數(shù)據(jù)，首先由外設(shè)傳遞到輸入接口電路，再由CPU從接口獲取；而CPU輸出到外設(shè)的數(shù)據(jù)，先由CPU輸出到接口電路，然后與接口相接的外設(shè)獲得數(shù)據(jù)。CPU與外設(shè)之間的信息交換，實(shí)際上是與IO接口電路之間的信息交換。2.簡(jiǎn)述輸入輸出接口的作用。IO接口電路的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外設(shè)之間的速度匹配；

2、（2）實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)鎖存；（3）實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖；（4）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。3.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU與輸入輸出接口之間傳輸數(shù)據(jù)的控制方式有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU與IO接口之間傳輸數(shù)據(jù)有3種控制方式：無條件方式，條件方式，中斷方式，直接存儲(chǔ)器存取方式。在無條件方式下，只要CPU執(zhí)行輸入輸出指令，IO接口就已經(jīng)為數(shù)據(jù)交換做好了準(zhǔn)備，也就是在輸入數(shù)據(jù)時(shí)，外設(shè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)已經(jīng)傳送至輸入接口，數(shù)據(jù)已經(jīng)在輸入接口端準(zhǔn)備好；輸出

3、數(shù)據(jù)時(shí)，外設(shè)已經(jīng)把上一次輸出的數(shù)據(jù)取走，輸出接口已經(jīng)準(zhǔn)備好接收新的數(shù)據(jù)。條件控制方式也稱為查詢方式。CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，先讀接口的狀態(tài)信息，根據(jù)狀態(tài)信息判斷接口是否準(zhǔn)備好，如果沒有準(zhǔn)備就緒，CPU將繼續(xù)查詢接口狀態(tài)，直到其準(zhǔn)備好后才進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在中斷控制方式下，當(dāng)接口準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)傳輸時(shí)向CPU提出中斷請(qǐng)求，如果滿足中斷響應(yīng)條件，CPU則響應(yīng)，這時(shí)CPU才暫時(shí)停止執(zhí)行正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。傳輸完數(shù)據(jù)后，返回原

4、來的程序繼續(xù)執(zhí)行。直接存儲(chǔ)器存取方式即DMA方式，它由硬件完成數(shù)據(jù)交換，不需要CPU的介入，由DMA控制器控制，使數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器與外設(shè)之間直接傳送。4.采用74LS273和74LS244為8051單片機(jī)擴(kuò)展8路輸入和8路輸出接口，設(shè)外設(shè)8個(gè)按鈕開關(guān)和8個(gè)LED，每個(gè)按鈕控制1個(gè)LED，設(shè)計(jì)接口電路并編制檢測(cè)控制程序。CLR74LS273CLKD0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7LED0LED1LED2LED3L

5、ED4LED5LED6LED7R0R1R2R3R4R5R6R774LS244K0K1K2K3K4K5K6K75VR8R9R10R111G2G1Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y41A11A21A31A42A12A22A32A4P2.61?1?80C51P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7RDWRR12R13R14R15圖93題6采用74LS245擴(kuò)展輸入口的2種電路圖93為采用74LS245擴(kuò)展輸人

6、接口電路。電路（1）中，DIR上拉為高電平，74LS245數(shù)據(jù)傳送方向強(qiáng)制為B端到A端，當(dāng)P2.0為0時(shí)，且為低電平時(shí)，使能端為低電平，74LS245三態(tài)門打開，單片機(jī)CPURDG讀取外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)。其他情況下，74LS245的三態(tài)門呈高阻狀態(tài)。電路（2）中，只有單片機(jī)讀取外設(shè)數(shù)據(jù)時(shí)，P2.0＝0使74LS245的使能端有效，如G果為低電平，把74LS245數(shù)據(jù)傳送方向置為A端到B端，其A→B方向的三態(tài)門打RD開，單片機(jī)CPU讀取外設(shè)輸

7、入的數(shù)據(jù)。P2.0＝1時(shí)，使能端無效，A端和B端處于隔離G狀態(tài)。圖93的2個(gè)電路都采用P2.0為片選，其輸入口地址為0FEFFH（默認(rèn)未用地址線為1）。7.采用8155芯片為8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展接口，外設(shè)為開關(guān)組（8個(gè)開關(guān)組成）和8個(gè)LED，每個(gè)開關(guān)控制1個(gè)LED。現(xiàn)需要讀取開關(guān)組的狀態(tài)，并把其狀態(tài)存儲(chǔ)到8155芯片RAM中，若開關(guān)組的開關(guān)全部斷開，則不記錄。設(shè)計(jì)接口電路并編制檢測(cè)程序。P2.7P2.0RDWRALEALE8155MC

8、S51IOMRDWRCSPA7PA6PA5PA4PA3PA2PA1PA0AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7PB7PB6PB5PB4PB3PB2PB1PB0RESETRESETK0K1K2K3K4K5K6K75VR8R9R10R11R12R13R14R15LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7R0R1R2R3R4R5R6R75V圖9.4

9、題7接口電路接口電路如圖9.4所示，8155的PB口用作讀取開關(guān)組狀態(tài)，PA口用作控制LED組，分配地址如下：命令狀態(tài)寄存器：0100H；PA口：0101H；PB口：0102H；PA和PB口為基本輸入輸出方式。K0控制LED0，K1控制LED1，以此類推。設(shè)存儲(chǔ)開關(guān)狀態(tài)的單元為STATE。程序如下：CMMDEQU0100HPTAEQU0101HPTBEQU0102HPTCEQU0103HSTATEEQU20HMOVA#02H初始化，工作