片机及LCD控制程序示例.ppt

1 单片微机控制技术2010 12 27 课程总结 习题参考答案 习题二 一 8051 8751 8031向我们提供了哪些资源 它们均具有 8位CPU 4个并行I O口 2个T C 1个全双工的串行口 5个中断源 21个SFR 128个字节RAM 8051内部有 4KROM程序存储器 8751内部有 4KEPROM程序存储器 8031内部 外接EPROM程序存储器 它们均可以构成一个完整的8位计算机 2 二 单片机有哪几种辅助电路 上电复位电路和开关复位组合电路单片机的时钟电路 内 外时钟电路 3 三 为什么要用地址锁存器 常用的地址锁存器有哪些 由于MCS 51单片机的P0口是分时复用的地址 数据总线 因此在进行程序存储存扩展时 又须利用地址锁存器将地址信号从地址 数据总线中分离出来 通常用作单片机地址锁存的芯片有两类 一类是8D触发器 如74LS272 74LS377等 另一类是8位锁存器 如741S373 8282等 4 四 画出MCS 51单片机的片外总线结构电路 5 五 MCS 51的特殊地址有那几个 0000H系统复位入口地址0003H外部中断0入口地址000BH定时器 计数器T0中断入口地址0013H外部中断1入口地址001BH定时器 计数器T0中断入口地址0023H串行口中断地址 6 六 MCS 51的专用指针 DPTR外部数据存储器地址指针R0 R1外 内部数据存储器地址低8位指针SP堆栈地址指针PC程序存储器地址指针 7 七 关于定时器我们应该掌握 MCS 51有几个定时器 计数器 MCS 51有2个定时器 计数器T0和T1在单片微机控制系统中为什么要使用它们 在单片微机控制系统中 常要求一些外部实时时钟 以实现定时或延时 也常要求有一些外部计数器 以实现对外部事件进行计数 T0 T1是几位的计数器 定时器 T0 T1是16位的计数器 定时器 通过编程的方式可以用来设定为定时器或者为计数器 8 与计数器 定时器相关的特殊功能寄存器有哪几个 工作方式控制寄存器 定时器控制寄存器 计数器 定时器本质区别是什么 计数器 定时器的基本核心是一个加1计数器加1计数器的脉冲有两个来源 一个是外部脉冲源 另一个是内部的时钟振荡器 定时器对内部的时钟振荡器标准脉冲计数 计数器对外部脉冲计数 9 八 MCS 51单片机应用系统中的地址译码的规则是什么 1 程序存储器与数据存储器地址重叠使用 2 外围扩展芯片与数据存储器统一编址 它不仅占用数据存储器地址单元 而且使用数据存储器的读 写控制信号与读 写指令 3 地址总线宽度为16位 片外程序存储器与数据存储器可直按寻址范围各为64k字节 P2口提供高8位地址 A8 A15 P0口经外部锁存后提供低八位地址 A0 A7 10 九 地址译码有哪几种 由于外围芯片与数据存储器统一编码 因此 单片机的硬件设计中 数据存储器与外围芯片的地址译码较为复杂 通常采用线选法和全地址译码方法 十 地址的书写原则是什么 地址选择译码中未用到的地址位均设成 1 状态 如6116 8255等 将它们推向高位 也可设成 0 状态如 2716 只有一片程序存赌器 则将其片选端接地即可 但是 对于I O接口芯片和数据存储器 在地址选择码中未用到的地址位均添 1 以免引起错误 11 习题三 一 计算机为什么需要I O接口电路 1 外部设备的工作速度快慢差异很大慢速设备如开关 继电器 机械传感器等 每秒钟提供不了一个数据 而高速设备如磁盘 CRT显示器等 每秒可传送几千位数据 面对速度差异如此之大的各类外部设备 CPU无法按固定的时序与他们以同步方式协调工作 2 外部设备种类繁多既有机械式的 又有机电式的 不同种类的外部设备之间性能各异对数据传送的要求也各有不同 无法按统一格式进行 12 3 外部设备的数据信号多种多样既有电压信号 也有电流信号 既有数字形式 还有模拟形式 4 外设和数据传送距离有远近不同因此有的使用并行数据传送 而有的则需要使用串行传送方式 正是由于上述原因 使数据的I O操作变得十分复杂 无法实现外部设备与CPU进行直接的同步数据传送 而必须在CPU和外设之间设置一个接口电路 通过接口电路对CPU与外设之间的数据传送进行协调 因此接口电路就成了数据I O操作的核心内容 13 二 接口电路主要有几项功能 速度协调数据锁存三态缓冲数据转换三 I O扩展方法有哪几种 总线扩展方法串行口扩展方法通过单片机内I O的扩展方法 14 四 为什么需要数据总线隔离技术 站在总线的角度上看 数据总线上连接着多个数据源设备 输入数据 和多个数据负载设备 输出数据 但是在任一时刻 只能进行一个源和一个负载之间的数据传送 当一对源和负载的数据传送正在进行时 要求所有其它不参与的设备在电性能上必须同数据总线隔开 15 五 I O数据传送的控制方式有哪几种 无条件送方式程序查询方式程序中断方式六 MCS 51单片机的并行接口的功能 P0口 数据 地址总线P2口 地址总线P3口 双功能口P1口 用户I O口用于计算机三总线扩展和少量I O口应用场合 16 七 试设计一交通灯控制系统设计要求 东西方向南北方向P1 0 红灯P1 3 红灯P1 1 黄灯P1 4 黄灯P1 2 绿灯P1 5 绿灯编码P1 5P1 4P1 3P1 2P1 1P1 021H100001南北通行11H010001双向暂停0CH001100东西通行0AH001010双向暂停间隔时间20S 17 习题四 一 定时器工作方式的如何选择 定时器有4种工作方式 选择哪一种 首先要看这几种工作方式所允许的最大时间间隔 当时钟为6MHz时 一个机器周期为2 s由于定时器是对机器周期计数的 所以 8位定时器最大定时间隔 28 2 S 512 s13位定时器最大定时间隔 213 2 S 16 384ms16位定时器最大定时间隔 216 2 S 131 07ms 18 二 怎样实现较长时间的定时 对于较长的定时间隔应采取复合的办法另一种方法解决 用T1作定时器 用软件对定时时间到计数 这样可节省一个定时器作其它用 19 三 定时器 计数器的编程要点是什么 查询方式 的计数 我们可以将定时器 计数器的编程要点概括如下 确定方式控制字MOVTMOD DATA予置时或计数初值MOVTHX DATAHMOVTLX DATAL启动定时 计数器工作SETBTRX查询WAIT JBCTFXNEXTSJMPWAIT重新装入定时 计数初值NEXT MOVTHX DATAHMOVTLX DATAL 20 四 试设计一个占空比可调的脉冲发生器设计要求 单片机最小系统周期为1S占空比可调1 2 3 9 提示 采用BCD码拨盘设定占空比 21 习题五 一 显示器 键盘在单片机应用系统中的作用是什么 具有人机对话功能 实现人对应用系统的状态干预和数据输入以及应用系统向人报告运行和运行结果 二 在单片机系统中 常用的显示器有哪几种 发光二极管显示器 简称LED LightEmittingDiode 液晶显示器 简称LCD LiquidCrystalDisplay 荧光管显示器 简称CRT 三 LED显示器的显示字符条件是什么 要使LED显示器显示出字符 必须提供段选码和位选码 段造码 即字码 可以用硬件译码的方法获得 也可以用软件的方法获得 位选码静态显示和动态显示 22 四 LED动态显子程序设计要点是什么 建立显示数据缓冲区 存放待显示数字 字符在字型编码表中的序号 软件译码 利用查表方法获得字型编码 段选码 位扫描输出 采用移位方法逐位点亮LED显示器 延时子程序 控制点亮时间和时间间隔 五 试设计显示 HAPPY 99 的显示主程序 硬件电路 显示子程序DIR给定 六 行列式键盘的编成要点是什么 1 判断键盘上有无键按下 列输出全 读行输入状态 若状态为全 则说明键盘无键按下 若不全为 则说明键盘有按下 2 消除按键抖动的影响 在判断有键按下后 用软件延时的方法 延时1 ms 再判断键盘状态 如果仍为有键按下状态 则认为有一个确定的键按下 否则当作按键抖动处理 3 求按键位置 用扫描的方法识别闭合键N所在的行号X和列号Y 并根据 以下公式计算闭合键的键号N X行首键号 列号Y 4 键闭合一次仅进行一次按键处理 方法是等待按键释放之后 再进行按键功能的处理操作 23 七 试设计键盘 显示主程序通常显示 HEL 99 若按数字键 则由右三向左移显示相关数字 MAIN MOVSP 60H 设堆栈指针MOVDPTR 7F00H 初始化MOVA 03H 编程为PA口MOVX DPTR A PB口输出 PC口输入MOVR0 39H 设显示缓冲区地址指针MOV R0 10H HINCR0MOV R0 0EH EINCR0MOV R0 11H LINCR0MOV R0 12H INCR0MOV R0 09H INCR0MOV R0 08H 24 BML0 LCALLDIR 调用显示子程序LCALLKEY 调用键盘子程序JBACC 4 BML0 判是否为数字键0 fMOV3EH 3DH 是数字键则移入显示缓冲器MOV3DH 3CHMOV3CH 3BHMOV3BH 39HMOV39H ASJMPIBML0通常显示 HEL 99 若按数字键 则由右向左移显示相关数字 若是功能键 则转向功能程序 LCALLIDIR 调用显示子程序START LCALLKEY 调用键盘子程序JBACC 4 BML2 判是否为数字键0 fMOV3EH 3DH 是数字键则移入显示缓冲器MOV3DH 3CHMOV3CH 3BHMOV3BH 39HMOV39H ASJMPSTART 25 BML2 CLRCSUBBA 0FHMOVDPTR TABLERLAJMP A DPTRTABLE AJMPPM0AJMPPM1AJMPPM2AJMPPM3 AJMPPM15 26 PM0 功能0程序AJMPSTARTPM1 功能1程序AJMPSTARTPM2 功能2程序AJMPSTARTPM3 功能3程序AJMPSTART PM15 功能15程序AJMPSTART 27 习题六 一 简述D A的转换器的主要技术指标1 分辨率这里指最小输出电压 对应的输入数字量只有最低有效位为 1 与最大输出电压 对应的数字输出信号所有有效位全为 1 之比 例如对于10位D A转换器 其分辨率为 0 00012 转换精度转换精度以最大的静态转换误差的形式给出 这个转换误差应该是非线性误差 比例系数误差以及漂移误差等综合误差 但是有的产品说明中 只是分别给出各项误差 而不给出综合误差 应该注意 精度和分辨率是两个不同的概念 精度是指转换后所得的实际值对于理想值的接近程度 而分辨率是指能够对转换结果以后影响的最小输入量 对于分辨率很高的D A转换器并不一定具有很高的精度 28 3 建立时间所谓建立时间 系指数模拟转换器中的输入代码有满度值的变化时 其输出模拟信号电压 或模拟信号电流 达到满刻度值士1 2LSB 或满刻度值差百分之多少 时所需的时间 二 说出D A转换器选择要点 在性能上必须满足D A转换的要求 在结构和应用特性上应满足接口方便 外围电路简单 价格低廉等要求 三 指出D A转换芯片的主要结构特性 1 数字输入特性数字输入特性包括接收数的码制 数据格式以及逻辑电平等 目前批量生产的D A转换芯片一般都只能接收自然二进制数字代码 29 2 数字输出特性目前多数D A转换器件均属电流输出器件 手册上通常给出的输入参考电压及参考电阻之下的满码 全l 输出电流I0 另外还给出最大输出短路电流以及输出电压允许范围 3 锁存特性及转换控制D A转换器对数字量输出是否具有锁存功能将直接影响与CPU的接口设计 如果D A转换器没有输入锁存器 通过CPU数据总线传送数字量时 必须外加锁存器 否则只能通过具有输出锁存功能的I O给D A送入数字量 4 参考源D A转换中 参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量 是D A转换接口中的重要电路 对接口电路的工作性能 电路的结构有很大影响 30 四 D A转换器模拟输出电压的极性D A转换器件的输出模拟电压Vo 都可以表达成为输入数字量D 数字代码 和模拟参考电压VR的乘积 二进制代码D可以表示为 目前绝大多数D A输出的模拟量均为电流量 这个电流量要通过一个反相输入的运算放大器才能转换成模拟电压输出 如图所示 31 五 DAC0832有哪些特点 由哪几种电路组成 这个系列的芯片以其价格低廉 接口简单 转换控制容易等优点 在单片机应用系统中得到了广泛的应用这类D A转换器由8位输入锁存器 8位DAC寄存器 八位D A转换电路及转换控制电路构成 六 DAC0832主要特性参数有哪些 分辨率为8位 电流稳定时间1us 可单缓冲 双缓冲或直接数字输入 只需在满量程下调整其线性度 单一电源供电 十5V 15V 低功耗 200mW 32 七 DAC0830系列与8031单片机有哪两种接口方法 如何实现 1 单缓冲器方式接口MOVDPTR ADDRES MOVA DATA MOVX DPTR A 33 2 双缓冲器方式接口DAC0830采用这种接法时 数字量的输入锁存和D A转换输出是分两步完成的 1 CPU数据总线分时地向各路D A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中 2 然后CPU对所有的D A转换器发出控制信号 使各个D A转换器输入寄存器中的数据打入DAC寄存器 实现同步转换输出 34 执行下面8条指令就能完成两路D A同步转换输出MOVDPTR 0DFFFH 指向DAC0830 1 MOVA data1 datal送入DAC0830 1 中锁存MOVX DPTR AMOVDPTR 0BFFFH 指向DAC0830 2 MOVA data2 data2送入DAC0830 2 中锁存MOVX DPTR AMOVDPTR 7FFFH 给0830 1 0830 2 提供MOVX DPTR A WR信号 同时完成D A转换输出 35 八 在示波器上 同步输出梯形波的程序设计提示 Y轴上输出梯形波 X轴上输出锯齿波 以求同步 R5 梯形波计数器 00H 55H 55H 00H R6 锯齿波计数器 00H FFH 36 START MOVR5 00HMOVR6 00HLOOP1 MOVDPTR 0DFFFH Y上升MOVA R5MOVX DPTR AINCR5MOVDPTR 0BFFFHMOVA R6MOVX DPTR AINCR6MOVDPTR 7FFFHMOVX DPTR ACJNER5 55H LOOP1 56H 37 LOOP2 MOVDPTR 0DFFFH Y平坦MOVA R5MOVX DPTR AMOVDPTR 0BFFFHINCR6MOVA R6MOVX DPTR AMOVDPTR 7FFFHMOVX DPTR ACJNER6 0AAH LOOP2LOOP3 MOVDPTR 0DFFFH Y下降DECR5MOVA R5MOVX DPTR AMOVDPTR 0BFFFHINCR6MOVA R6MOVX DPTR AMOVDPTR 7FFFHMOVX DPTR ACJNER6 0FFH LOOP3SJMPSTART 38 习题七 一 A D转换器在单片机应用系统中的作用是什么 实现完成模拟量变换成数字量实现数据采集二 在单片机系统中 常用的A D转换器有哪几种 逐次逼近型的A D转换器DAC0809 DAC0816 双积分型A D转换器MC14433 ICL7035三 如何确定A D转换器的位数 A D转换器位数的确定与整个测量控制系统所要测量控制的范围和精度有关 但又不能唯一确定系统的精度 估算时比总精度要求的最低分辨率高一位实际选取的A D转换器的位数应与其它环节所能达到的精度相适应 只要不低于它们就行 选得太高既没有意义 而且价格还要高得多 39 四 如何确定A D转换器的转换速率 积分型 电荷平衡型和跟踪比较型A D转换器转换速度较慢 转换时间从几毫秒到几十毫秒不等 只能构成低速A D转换器 一般运用于对温度 压力 流量等缓变参量的检测和控制 逐次比较型的A D转换器的转换时间可从几 S