第七章答案

第七章 1、什么是串行异步通信,它有哪些作用? 答:在异步串行通信中,数据是一帧一帧(包括一个字符代码或一字节数据)传送的,每一帧的数据格式参考书。通信采用帧格式,无需同步字符。存在空闲位也是异步通信的特征之一。 2、89C51单片机的串行口由哪些功能部件组成?各有什么作用? 答:89C51单片机的串行接口由发送缓冲期SBUF,接收缓冲期SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。 由发送缓冲期SBUF发送数据,接收缓冲期SBUF接收数据。串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。定时器T1产生串行通信所需的波特率。 3、简述串行口接收和发送数据的过程。 答:串行接口的接收和发送是对同一地址(99H)两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读和写的。当向SBUF发“写”命令时(执行“MOV SBUF,A”),即向缓冲期SBUF装载并开始TXD引脚向外发送一帧数据,发送完便使发送中断标志位TI=1。 在满足串行接口接收中断标志位RI(SCON.0)=0的条件下,置允许接收位REN(SCON.4) =1,就会接收一帧数据进入移位寄存器,并装载到接收SBUF中,同时使RI=1。当发读SBUF 命令时(执行“MOV A, SBUF”),便由接收缓冲期SBUF取出信息通过89C51内部总线送CPU。 4、89C51串行口有几种工作方式?有几种帧格式?各工作方式的波特率如何确定? 答:89C51串行口有4种工作方式: 方式0(8位同步移位寄存器),方式1(10位异步收发),方式2(11位异步收发),方式3 (11位异步收发)。 有2种帧格式:10位,11位 方式0:方式0的波特率≌fosc/12(波特率固定为振荡频率1/12) 方式2:方式2波特率≌2SMOD/64×fosc 方式1和方式3:方式1和方式3波特率≌2SMOD/32×(T1溢出速率) 如果T1采用模式2则: 5、若异步通信接口按方式3传送,已知其每分钟传送3600个字符,其波特率是多少?答:已知每分钟传送3600个字符,方式3每个字符11位,则: 波特率=(11b/字符)×(3600字符/60s)=660b/s 6、89C51中SCON的SM2,TB8,RB8有何作用? 答:89c51SCON的SM2是多机通信控制位,主要用于方式2和方式3.若置SM2=1,则允许多机通信。 TB8是发送数据的第9位,在方式2或方式3中,根据发送数据的需要由软件置位或复位。它在许多通信中可用作奇偶校验位;在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位。RB8是接收数据的第9位,在方式2或方式3中接收到的第9位数据放在RB8位。它或是约定的奇偶校验位,或是约定的地址/数据标示位。 7、设fosc=11.059MHz,试编写一段程序,其功能为对串行口初始化,使之工作与方式1,波特率为1200b/s;并用查询串行口状态的方法,读出接收缓冲器的数据并回送到发送缓冲器。 解: START:MOV SCON,#40H ;串行接口工作于方式1 MOV TMOD,#20H ;定时器T1工作于模式2 MOV TH1,#0E8H ;赋定时器计数初值 MOV TL1,#0E8H SETB TR1 ;启动定时器T1 MOV A,SBUF ;读出接收缓冲器数据 MOV SBUF,A ;启动发送过程 JNB TI,$ ;等待发送完 CLR TI ;清TI标志 SJMP $ ;结束 8、若晶振为11.0592MHz,串行口工作与方式1,波特率为4800b/s。写出用T1作为波特率发生器的方式字和计数初值。 解: MOV TMOD,#20H ;定时器T1工作于模式2 MOV TH1,#0FAH ;赋定时器计数初值 MOV TL1,#0FAH 9、为什么定时器T1用作串行口波特率发生器时,常选用工作模式2?若已知系统时钟频率和通信用的波特率,如何计算其初值? 答:因为工作模式2是自动重装初值定时器,编程时无需重装时间参数(计数初值),比较使用。若选用工作模式0或工作模式1,当定时器T1溢出时,需在中断服务程序中重装初值。 已知系统时钟频率fosc和通信用的波特率fbaud,可得出定时器T1模式2的初值 10、若定时器T1设置成模式2作波特率发生器,已知fosc=6MHz。求可能产生的最高和最低的波特率。 解:最高波特率为T1定时最小值时,此时初值为255,并且SMOD=1,有: 最高波特率为T1定时最大值时,此时初值为0,并且SMOD=0,有: 11、串行通信的总线标准是什么?有哪些? 答:美国电子工业协会(EIA)正式公布的串行总线接口标准有RS-232C,RS-422,RS-423和RS-485等。 在异步串行通信中应用最广的标准总线是RD-232C。它包括了按位串行传输的电气和机械方面的,如适用范围、信号特性、接口信号及引脚说明等,适用于短距离(<15m)或带调制解调的通信场合。采用RS-422, RS-485标准时,通信距离可达1000m。 12、简述单片几多机通信的原理。 答:当一片89C51(主机)与多片89C51(从机)通信时,所有从机的SM2位都置1.主机首先发送的一帧数据为地址,即某从机机号,其中第9位为1,所有的从机接收到数据后,将其中第9位装入RB8中。各从机根据收到的第9位数据(RB8中)的值来决定从机可否再接收主机的信息。若(RB8)=0,说明是数据帧,则使接收中断标志位RI=0,信息丢失; 若(RB8)=1说明是地址帧,数据装入SBUF并置RI=1,中断所有从机,只有被寻址的目标从机清除SM2(SM2=0),以接收主机发来的一帧数据(点对点通信)。其他从机仍然保持SM2=1. 13、当89C51串行口按工作方式1进行串行数据通信时。假定波特率为1200b/s,以中断方式传送数据。请编写全双工通信程序。 解:设系统时钟频率fosc=6.0MHZ。查教材表9-2可知,可取SMOD=0,T1的计数初值为F3H。程序如下: ORG 0000H AJMP MAIN ;上电,转向主程序 ORG 0023H ;串行口的中断入口地址 AJMP SERVE ;转向中断服务程序 ORG 0040H ;主程序 MAIN: MOV SP,#60H ;设置堆栈指针 MOV SCON ,#50H MOV PCON ,#00H MOV TMOD,#20H MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H SETB TR1 MOV R0 ,#20H ;置发送数据区首地址 MOV R1 ,#40H ;置接收数据区首地址 MOV R7 ,#10H ;置发送字节长度 MOV R6 ,#10H ;置接收字节长度 SETB ES ;允许串行口中断 SETB EA ;CPU允许中断 MOV A ,@R0 ;取第一个数据发送 MOV SBUF ,A ;发送第一个数据 SJMP $ ;等待中断 SERVE: JNB RI ,SEND ;TI=1,为发送中断 CLR RI MOV A ,SBUF ;读出接收缓冲区内容 MOV @R1 ,A ;读入接收缓冲区 DJNZ R6 ,L1 ;判断数据块发送完否 SJMP L2 ;数据块接收完,转L2 L1:INC R1 ;修改数据区指针 L2:RETI ;中断返回 SEND: CLR TI ;清除发送中断标志 DJNZ R7 ,L3 ;判断数据块发送完否 SJMP L4 ;数据块接收完,转L4 L3: MOV A ,@R0 ;取数据发送 MOV SBUF ,A ;发送数据 INC R0 ;修改数据地址 L4: RETI ;中断返回 END 14、以89C51串行口按工作方式3进行串行数据通信。假定波特率为1200b/s,第9数据位作奇偶校验位,以中断方式传送数据。请编写通信程序。 解: ORG 0000H AJMP MAIN ;上电,转向主程序 ORG 0023H ;串行口的中断入口地址 AJMP STOP ;转向中断服务程序 ORG 0040H ;主程序 MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#20H MOV TH1,#0E8H MOV TL1,#0E8H SETB TR1 MOV SCON ,#0D0H MOV PCON ,#00H MOV R0 ,#20H ;置发送数据区首地址 MOV R1 ,#40H ;置接收数据区首地址 SETB ES ;允许串行口中断 SETB EA ;CPU允许中断 MOV A ,@R0 MOV C, PSW.0 ;P→C CPL C MOV TB8 ,C MOV SBUF ,A ;发送第一个数据 SJMP $ STOP: JNB RI SOUT ;TI=1,为发送中断 CLR RI MOV A ,SBUF ;读出接收缓冲区内容 MOV C ,PSW.0 ;P→C CPL C ;形成奇校验 JC LOOP1 ;判断接收端的奇偶值,C=1转LOOP1 JNB RB8 ,LOOP2 ;C=0,RB8=0,转LOOP2 SJMP ERROR ;C=0,RB8=1,转出错处理 LOOP1: JB RB8 ,LOOP2 ;C=1,RB8=1,转LOOP2 SJMP ERROR ;C=0,RB8=1,转出错处理 LOOP2: MOV @R1 ,A ;将接收数据送入接收数据区 INC R1 ;修改数据区指针 RETI SOUT: CLR TI ;是发送中断,清除发送中断标志 INC R0 ;修改数据区指针 MOV A ,@R0 MOV PSW.0, C ;P→C CPL C MOV TB8 ,C MOV SBUF ,A ;发送第一个数据 RETI ERROR:…… 15、某异步通信接口,其帧格式由1个起始位(0),7个数据位,1个奇偶校验位和1个停止位(1)组成。当该接口每分钟传送1800个字符时,试计算出传送波特率。 解:该异步通信接口的帧格式为10b/字符,当该接口每分钟传送1800个字符时: 波特率=(10b/字符)×(1800字符/60s)=300b/s 16、串行口工作在方式1和方式3时,其波特率与fosc、定时器T1工作模式2的初值及SMOD 位的关系如何?设fosc=6MHz,现利用定时器T1模式2产生的波特率为110b/s。试计算定时器初值。 解:关系如下: 当波特率为110b/s,fosc=6MHz,令SMOD=0,有: 17、设计一个单片机的双机通信系统,并编写通信程序。将甲机内部RAM 40H--4FH存储区中去。 参考教材例题7-12