习题参考答案9章

第9章 AT89C51单片机扩展I/O接口的设计

1．判断下列说法是否正确，为什么？

（1）由于81C55不具有地址锁存功能，因此在与A T89C51芯片的接口电路中必须加地址锁存器。

（2）在81C55芯片中，决定端口和RAM单元编址的信号是AD7～AD0和WR。（3）82C55具有三态缓冲器，因此可以直接挂在系统的数据总线上。

（4）82C55的PB口可以设置成方式2。

答：

（1）错，81C55具有地址锁存功能。

（2）错，在81C55芯片中，引脚IO/M*、A2、A1、A0决定端口地址和RAM 单元编址。

（3）错，82C55不具有三态缓冲器。

（4）错，82C55的PB口只可以设置成方式0和方式1。

2．I/O接口和I/O端口有什么区别？I/O接口的功能是什么？

答：I/O端口简称I/O口，常指I/O接口电路中具有端口地址的寄存器或缓冲器。I/O接口是指单片机与外设间的I/O接口芯片。

I/O接口的功能：（1）实现和不同外设的速度匹配；（2）输出数据缓存；（3）输入数据三态缓冲。

3．I/O数据传送由哪几种传送方式？分别在哪些场合下使用？

答：（1）同步传送方式。同步传送又称无条件传送。当外设速度可与单片机速度相比拟时，常常采用这种方式。最典型的同步传送就是单片机和外部数据存储器之间的数据传送。

（2）查询传送方式。查询传送又称有条件传送，也称异步传送。单片机通过查询得知外设准备好后，再进行数据传送。异步传送的优点是通用性好，硬件连线和查询程序十分简单，但是效率不高。为了提高单片机的工作效率，通常采用中断方式。

（3）中断传送方式。中断传送方式是利用AT89C51本身的中断功能和I/O 接口的中断功能来实现I/O数据的传送。单片机只有在外设准备好后，发出数据传送请求，才中断主程序，进入与外设进行数据传送的中断服务程序，进行数据的传送。中断服务完成后又返回主程序继续执行。因此，采用中断方式可以大大提高单片机的工作效率。

4．常用的I/O端口编址有哪两种方式？它们各有什么特点？AT89C51单片机的I/O端口编址采用的是哪种方式？

答：有两种。（1）独立编址方式。就是I/O地址空间和存储器地址空间分开编址。

其优点是，I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。但是，却需要设置一套专门的读/写I/O的指令和控制信号。（2）统一编址方式。它是把I/O端口的寄存器与数据存储器单元同等对待，统一编址。统一编址的

优点是不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进行I/O操作，简单、方便且功能强大。

89C51单片机使用的是I/O和外部数据存储器RAM统一编址的方式。

5．82C55的“方式控制字”和“PC口按位置位/复位控制字”都可以写入82C55的同一控制寄存器，82C55是如何来区分这两个控制字的？

答：82C55通过写入控制字寄存器的控制字最高位来判断，最高位为1时，为方式控制字；最高位为0时，为PC口按位置位/复位控制字。

6．编写程序，采用82C55的PC口按位置位/复位控制字，将PC7置“0”，PC4置“1”（已知82C55各端口的地址为7FFCH～7FFFH）。

答：本题主要考察对82C55的PC口的操作。其方式控制字的最高位为0时，低4位对PC口进行置位。由题目可知方式控制寄存器的地址为7FFFH。

ORG 0100H

MAIN: MOV DPTR,#7FFFH ;控制字寄存器地址7FFFH送DPTR MOV A,#0EH ;将PC7置0

MOVX @DPTR,A

MOV A,#09H ;将PC4置1

MOVX @DPTR,A

END

7．由图9-6来说明82C55的PA口在方式1的应答联络输入方式下的工作过程。答：当外设输入一个数据并送到PA7～PA0上时，输入设备自动在选通输入线STB向82C55发送一个低电平选通信号，则把PA7～PA0上输入的数据存入A

PA口的输入数据缓冲/锁存器；然后使输入缓冲器输出线IBFA变成高电平，以通知输入设备，82C55的PA口已收到它送来的输入数据。82C55检测到联STB由低电平变成了高电平、IBFA为1状态和中断允许触发器INTEA 络线A

为1时，使输出线INTRA（PC3）变成高电平，向89C51发出中断请求。INTEA 的状态可由用户通过对PC4的置位/复位来控制。89C51响应中断后，可以通过中断服务程序从PA口的输入数据缓冲/锁存器读取外设发来的输入数据。

当输入数据被CPU读走后，82C55撤销INTRA上的中断请求，并使IBFA变为低电平，以通知输入外设可以送下一个输入数据。

8．81C55的端口都有哪些？哪些引脚决定端口的地址？引脚TIMERIN和TIMEROUT的作用是什么？

答：81C55的端口有以下几种：命令/状态寄存器、PA口、PB口、PC口、计数器的高8位寄存器与低8位寄存器以及RAM单元。引脚IO/M，A2、A1、A0决定端口地址。TIMERIN是计数脉冲输入引脚，输入脉冲的上跳沿用于对81C55片内的14位计数器减1。TIM EROUT为计数器输出引脚。当14位计数器减为0时，就在该引线上输出脉冲或方波，输出的信号波形与所选的计数器工作方式有关。

9．现有一片A T89C51单片机，扩展了一片82C55，若把82C55的PB口用作输入，PB口的每一位接一个开关，PA口用作输出，每一位接一个发光二极管，请

画出电路原理图，并编写出PB口某一位开关接高电平时，PA口相应位发光二极管被点亮的程序。

答：电路图可以参考图9-10，PA口每一位接二极管的正极，二极管的负极接地。

PB口每1位接一开关和上拉电阻，开关另一端直接接地。这样只需要将读到的PB口的值送给PA口就可以满足题目要求了。

ORG 0100H

MIAN: MOV A,#10000010B ;设置PA口方式0输出,PB口方式0输入MOV DPTR,#0FF7FH ;控制口地址送DPTR

MOVX ＠DPTR,A ;送方式控制字

MOV DPTR,#0FF7DH ;PB口地址送DPTR

MOVX A,＠DPTR ;读入开关信息

MOV DPTR,#0FF7CH ;PA口地址送DPTR

MOVX ＠DPTR,A ;PA口的内容送PB口点亮相应的二极管

END

10．假设81C55的TIMERIN引脚输入的频率为4MHz，问81C55的最大定时时间是多少？

答：81C55计数器的初值范围是3FFFH～2H。当频率为4MHz，初值为3FFFH时，最大定时时间为0.004096s。

11．假设81C55的TIMERIN引脚输入的脉冲频率为1MHz，请编写在81C55的TIMEROUT引脚上输出周期为10ms的方波的程序（假设I/O口地址为7F00H～7F05H）。

答：将1MHz的脉冲改变为10ms的方波，实际上就是分频。分频前后频率之比为100∶1，这样只要将定时器初值设置为64H就可以了（假设I/O口地址为7F00H～7F05H）。

START: MOV DPTR,#7F04H ;指针指向计数器低8位

MOV A,#64H ;送初值给A

MOVX ＠DPTR,A ;初值送给计数器低8位

INC DPTR ;指向计数器高8位

MOV A,#40H ;计数器方波输出

MOVX ＠DPTR,A

MOV DPTR,#7F00H ;指向命令/状态口

MOV A,#0C2H ;设定控制字

MOVX ＠DPTR,A ;启动计数器

END