6.3-89C51单片机串行接口的结构及设置（同步练习）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

《89C51单片机串行接口的结构及设置》作业内容： ### 填空题及答案解析 1. 89C51单片机使用______来控制和管理串行通信。 答案：串行通信接口（SCR） 解析：89C51单片机内置了一个串行通信接口（SCR），专门用于处理串行数据的接收和发送。 2. 在89C51中，SBUF是______的寄存器。 答案：串行数据缓冲 解析：SBUF是串行数据缓冲寄存器，用于暂时存储待发送或已接收的数据。 3. 特殊功能寄存器SCON用于控制串行接口的______和______。 答案：操作、状态 解析：SCON寄存器存储了串行接口的控制和状态位，如工作模式选择、奇偶校验设置等。 4. 串行接口的四种工作模式由SCON寄存器中的______和______位决定。 答案：SM0、SM1 解析：SM0和SM1两位的组合决定了串行接口的四种工作模式。 5. TB8和RB8分别用于存储______和______的第九位数据。 答案：发送数据、接收数据 解析：TB8用于存储在模式2和3下发送数据的第九位，通常是奇偶校验位；RB8用于接收数据的第九位。 6. 串行接口的模式2和模式3提供了______数据帧格式。 答案：9位 解析：模式2和模式3支持9位数据帧，包括起始位、8个数据位和停止位。 7. TI和RI分别是______和______的标志位。 答案：发送中断、接收中断 解析：TI置位表示发送完成并申请中断；RI置位表示接收完成并申请中断。 8. 串行接口的波特率可以通过______或______来设定。 答案：定时器1、系统时钟 解析：波特率可通过定时器1设置，或者直接使用系统时钟（在模式0下）。 9. SM2位在______模式下用于地址匹配检测。 答案：多机通信 解析：SM2位在多机通信模式下用于地址匹配检测，仅当地址匹配时才会接收数据。 10. 在串行通信中，______位用于奇偶校验。 答案：PSW中的P位 解析：程序状态字（PSW）中的奇偶校验标志位P用于指示累加器A中1的数量是否为偶数。 11. 89C51单片机的串行接口引脚包括______和______。 答案：TXD、RXD 解析：TXD和RXD分别是串行数据的发送和接收引脚。 12. 串行接口的模式0提供了______bps的固定波特率。 答案：1200 解析：模式0提供了1200bps的固定波特率，通常用于与串行外设进行通信。 ### 选择题及答案与详细解析 1. 89C51单片机的串行接口有几种工作模式？ A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种 答案：C 解析：89C51单片机的串行接口支持四种工作模式，这些模式由SM0和SM1位在SCON寄存器中的值决定。 2. SBUF寄存器的作用是什么？ A. 控制串行通信的状态 B. 存储串行通信的数据 C. 设置串行通信的模式 D. 计算并设置波特率 答案：B 解析：SBUF是单字节的寄存器，用于临时存储通过串行接口发送或接收的数据。 3. 在串行通信中，SM2位起什么作用？ A. 确定波特率 B. 数据帧的奇偶校验 C. 多机通信的地址识别 D. 选择工作模式 答案：C 解析：SM2位在多机通信模式下用于地址识别，只有当SM2=1且接收到的地址与预设地址匹配时，数据才会被接收。 4. 哪个标志位表明发送已完成？ A. SM0 B. SM1 C. TI D. RI 答案：C 解析：TI（发送中断）标志位在数据发送完成后被置位，表示可以开始下一次发送。 5. 串行接口的模式0提供多少波特率？ A. 可变波特率 B. 1200bps C. 取决于定时器1 D. 由系统时钟决定 答案：B 解析：模式0提供一个固定的波特率1200bps，通常用于与外围设备进行简单通信。 6. 如何启用串行接口的接收功能？ A. 设置SM0和SM1位 B. 清零RI位 C. 设置REN位 D. 配置波特率发生器 答案：C 解析：REN（接收使能）位控制串行接口的接收功能，当设置为1时，串行接口开始接收数据。 7. 在哪种工作模式下，串行接口支持9位数据帧？ A. 模式0 B. 模式1 C. 模式2和模式3 D. 所有模式 答案：C 解析：模式2和模式3支持9位数据帧，这包括一个起始位、8个数据位、一个可编程的第9位（通常用于奇偶校验）以及一个停止位。 8. TB8位通常用于存储什么？ A. 下一个要发送的数据字节 B. 当前正在发送的数据字节的第九位 C. 最近一次接收的数据字节 D. 串行通信的地址信息 答案：B 解析：TB8用于存储在模式2和模式3下发送数据的第九位，这通常是奇偶校验位。 9. 串行接口的中断请求TI和RI分别表示什么？ A. 超时错误和帧错误 B. 发送完成和接收完成 C. 奇偶校验错误和帧错误 D. 发送缓冲空和接收缓冲满 答案：B 解析：TI（发送中断）表示发送完成，需要中断服务来处理发送任务；RI（接收中断）表示接收完成，需要中断服务来读取接收到的数据。 10. 在多机通信中，SM2位如何影响数据接收？ A. 无论SM2为何值，都接收所有数据 B. 仅当SM2为1时，才接收所有数据 C. 仅当SM2为1且地址匹配时，才接收数据 D. 仅当SM2为0时，才接收所有数据 答案：C 解析：在多机通信模式下，SM2位用于地址匹配检测。仅当SM2为1且接收到的地址帧与本机预设的地址匹配时，数据才会被接收。这样可以有效地减少不必要的数据处理，提高系统效率。 11. 串行接口的模式1提供了什么样的数据帧格式？ A. 8位数据帧，无奇偶校验 B. 8位数据帧，有奇偶校验 C. 9位数据帧，无奇偶校验 D. 9位数据帧，有奇偶校验 答案：B 解析：模式1支持8位数据帧格式，包括一个起始位、8个数据位、一个可选的奇偶校验位和一个停止位。这种模式适用于标准异步通信。 12. 如何使用定时器1来设置串行接口的波特率？ A. 将定时器1设置为特定的捕获值 B. 将定时器1设置为特定的比较值 C. 将定时器1设置为特定的计数值 D. 将定时器1设置为自动重载值 答案：D 解析：通过设置定时器1的自动重载值（TL1和TH1寄存器），可以控制溢出速率，从而精确地设定串行接口的波特率。这是模式1、模式2和模式3下常用的波特率设置方法。 13. 如何实现串行接口的同步通信？ A. 通过设置SM0和SM1位为特定值 B. 通过配置TB8和RB8位为特定值 C. 通过调整系统时钟频率 D. 不能使用89C51单片机的串行接口实现同步通信 答案：D 解析：89C51单片机的串行接口设计为异步通信接口，不支持同步通信模式。同步通信需要额外的硬件或软件设计来实现。 14. 在多机通信模式下，为什么需要地址匹配检测？ A. 确保数据传输的安全性 B. 减少不必要的数据处理，提高效率 C. 确保数据的完整性 D. 实现点对点通信 答案：B 解析：在多机通信模式下，通过地址匹配检测，只有当接收到的地址帧与本机地址相符时才进行数据处理，这样可以减少不必要的数据处理，提高系统的效率和响应速度。 15. 串行接口的模式0通常用于什么应用？ A. 高速数据通信 B. 与外围设备进行简单通信 C. 多机通信网络 D. 无线数据传输 答案：B 解析：模式0提供了一个固定的1200bps波特率，通常用于与外围设备进行简单的低速通信，如与移位寄存器或显示器等设备的接口。 简答题： 1. 什么是89C51单片机？ 答案：89C51单片机是Atmel公司生产的一种基于8051内核的CMOS单片微控制器，具有高性能、低功耗等特点。 解析：89C51单片机以其优越的性能和丰富的外设接口，在嵌入式系统中得到广泛应用。 2. 89C51单片机的串行接口是什么？ 答案：89C51单片机的串行接口是指其内置的UART（通用异步收发器），用于实现串行数据的发送和接收。 解析：串行接口是89C51单片机与其他设备进行数据通信的关键模块。 3. 89C51单片机的串行接口由哪些部分组成？ 答案：89C51单片机的串行接口由发送器、接收器、波特率发生器和串行控制寄存器等部分组成。 解析：这些部分共同构成了串行通信的硬件基础。 4. 如何配置89C51单片机的串行接口？ 答案：配置89C51单片机的串行接口需要设置波特率、数据格式（如数据位、停止位、校验位）以及选择通信模式（如异步或同步）。 解析：正确的配置是确保通信正确性和效率的基础。 5. 89C51单片机的串行接口支持哪些通信模式？ 答案：89C51单片机的串行接口支持异步和同步通信模式，其中异步模式更为常用。 解析：这两种模式适用于不同的通信场景和需求。 6. 如何实现89C51单片机的串行通信？ 答案：实现89C51单片机的串行通信需要编写相应的通信协议程序，通过操作串行接口的控制寄存器来实现数据的发送和接收。 解析：编程是实现串行通信的关键步骤。 7. 89C51单片机的串行接口的波特率如何设置？ 答案：89C51单片机的串行接口的波特率可以通过设置波特率发生器或使用定时器来实现。 解析：波特率的设置影响着通信的速度和可靠性。 8. 89C51单片机的串行接口的数据帧格式是什么？ 答案：89C51单片机的串行接口的数据帧格式通常包括起始位、数据位、可选的奇偶校验位和停止位。 解析：数据帧格式的定义决定了通信双方如何解析数据。 论述题： 1. 讨论89C51单片机串行接口在嵌入式系统中的应用。 答案：89C51单片机串行接口在嵌入式系统中的应用包括实现远程数据采集、无线通信、以及与其他设备的数据交换等。 解析：串行接口的应用使得嵌入式系统能够灵活地与其他系统进行数据交换。 2. 分析89C51单片机串行接口的优势和局限性。 答案：89C51单片机串行接口的优势在于硬件简单、成本低、适合远距离传输，但其数据传输速度较慢，且对时钟精度要求较高。 解析：合理的选择和使用串行接口可以在保证性能的同时，提高通信的可靠性。 3. 探讨在89C51单片机程序中实现串行通信的方法。 答案：在89C51单片机程序中实现串行通信需要使用UART接口，并编写相应的通信协议程序来实现数据的发送和接收。 解析：这些方法是实现串行通信和保证程序正确执行的基础。 4. 描述89C51单片机串行接口在性能优化中的角色。 答案：89C51单片机串行接口在性能优化中通过减少硬件连接、降低系统复杂度，提高系统的可靠性和可维护性。 解析：串行接口的优化是提升系统性能的重要手段，特别是在处理实时任务时。 5. 阐述89C51单片机串行接口的正确性验证方法。 答案：89C51单片机串行接口的正确性验证方法包括静态检查、动态测试和使用逻辑分析仪等仪器来监测通信信号的准确性和稳定性。 解析：这些验证方法是保证通信正确执行的基本手段。 6. 分析89C51单片机串行接口在教学中的应用。 答案：89C51单片机串行接口在教学中作为编程的基本结构之一，帮助学生理解数据传输的概念，为学习更复杂的数据结构和算法打下基础。 解析：串行接口的教育应用有助于建立学生对编程的基本概念和思维的理解。 第 1 页，共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$