6.4.5-89C51单片机串行接口的波特率设定（同步练习）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

《89C51单片机串行接口的波特率设定》作业内容： 填空题及答案解析 1. 在89C51单片机中，串行通信的波特率是指在___________秒内传输的位数。 答案：一 解析：波特率是指每秒传输的符号数，而在串行通信中，通常指的是每秒内传输的位数。 2. 工作方式0和工作方式2的波特率是___________波特。 答案：固定的1200 解析：在工作方式0和2下，波特率固定为1200波特，不需要任何设置。 3. 在工作方式1和工作方式3中，波特率可以通过___________或系统时钟来设定。 答案：定时器1 解析：在工作方式1和3下，用户可以通过设置定时器1来自定义波特率。 4. 定时器1的工作模式___________可以用于设置波特率。 答案：2（8位自动重装载） 解析：定时器1工作在模式2时，可以使用TL1作为计数器，TH1作为自动重装载值，适合用来设置串行通信的波特率。 5. 为了计算波特率，需要知道系统时钟频率和___________的值。 答案：定时器1的溢出率（TH1和TL1的值） 解析：计算波特率时，除了系统时钟频率外，还需要知道定时器1的溢出率，即TH1和TL1的值。 6. 当使用系统时钟直接作为波特率发生器时，波特率是系统时钟频率的___________分之一。 答案：12 解析：如果直接使用系统时钟作为波特率发生器，则波特率是系统时钟频率的1/12。 7. 在89C51单片机中，SMOD标志位可以用于___________波特率。 答案：加倍 解析：当SMOD标志位设置为1时，它可以将波特率加倍。 8. 波特率计算公式中的“定时器1的溢出率”是指___________次溢出的时间。 答案：单位时间内定时器1的溢出次数 解析：定时器1的溢出率是指在单位时间内定时器1发生的溢出次数。 9. 如果希望提高串行通信的波特率，可以减小___________的值。 答案：定时器1的重装载值（TH1） 解析：通过减小定时器1的重装载值（TH1），可以增加定时器的溢出次数，从而提高波特率。 10. 在串行通信中，___________寄存器用于存储波特率设置相关的信息。 答案：SCON 解析：SCON寄存器用于控制串行通信的工作方式，并存储与波特率设置相关的信息。 11. 串行通信中的起始位用于___________接收设备的时钟。 答案：同步 解析：起始位的作用是同步接收设备的时钟，确保数据的正确接收。 12. 在多机通信中，___________位用于区分地址帧和数据帧。 答案：TB8（第9数据位） 解析：在多机通信中，TB8位（第9数据位）用于标识当前帧是地址帧还是数据帧。 选择题及答案与详细解析 1. 在89C51单片机中，以下哪种工作方式下波特率是可变的？ A. 工作方式0 B. 工作方式1 C. 工作方式2 D. 工作方式3 答案：B 解析：只有工作方式1和3下波特率是可变的，可以通过定时器1或系统时钟来设定。 2. 以下哪个寄存器与波特率设置无关？ A. TMOD B. SCON C. TL1和TH1 D. IE 答案：D 解析：TMOD寄存器用于设置定时器的工作模式，SCON寄存器用于控制串行通信的工作方式，TL1和TH1用于设置定时器1的计数器值，而IE寄存器与波特率设置无关。 3. 在工作方式1和3中，波特率计算公式中的“定时器1的溢出率”是指什么？ A. 定时器1的计数值 B. 定时器1的溢出次数 C. 定时器1的重装载值 D. 定时器1的位数 答案：B 解析：“定时器1的溢出率”是指在单位时间内定时器1发生的溢出次数。 4. 当SMOD标志位设置为1时，对波特率有什么影响？ A. 波特率减半 B. 波特率加倍 C. 波特率不变 D. 波特率变为原来的1/4 答案：B 解析：当SMOD标志位设置为1时，波特率会加倍。 5. 在89C51单片机中，以下哪个工作方式的波特率是固定的？ A. 工作方式0 B. 工作方式1 C. 工作方式2 D. 工作方式3 答案：A 解析：工作方式0和2的波特率是固定的，为1200波特。 6. 如何使用系统时钟直接作为波特率发生器？ A. 将SMOD设置为1 B. 将SM0和SM1设置为1 C. 将系统时钟频率设置为12MHz D. 所有以上 答案：D 解析：为了使用系统时钟直接作为波特率发生器，需要将SMOD设置为1，同时系统时钟频率应为12MHz。 7. 以下哪个寄存器与串行通信的控制无关？ A. TMOD B. SCON C. PCON D. IE 答案：D 解析：TMOD寄存器用于设置定时器的工作模式，SCON寄存器用于控制串行通信的工作方式，PCON寄存器中含有SMOD位，用于加倍波特率，而IE寄存器与串行通信的控制无关。 8. 在串行通信中，起始位的作用是什么？ A. 标识数据帧的结束 B. 同步接收设备的时钟 C. 表示数据传输的方向 D. 标识地址帧和数据帧 答案：B 解析：起始位的作用是同步接收设备的时钟，确保数据的正确接收。 9. 在多机通信中，以下哪位用于区分地址帧和数据帧？ A. SM0 B. TB8（第9数据位） C. RI（接收中断标志位） D. TI（发送中断标志位） 答案：B 解析：在多机通信中，TB8位（第9数据位）用于标识当前帧是地址帧还是数据帧。 10. 如何提高串行通信的波特率？ A. 增加定时器1的重装载值（TH1） B. 减小定时器1的重装载值（TH1） C. 将SMOD设置为0 D. 切换到工作方式2 答案：B 解析：通过减小定时器1的重装载值（TH1），可以增加定时器的溢出次数，从而提高波特率。 11. 在89C51单片机中，以下哪个标志位可以加倍波特率？ A. SM0 B. SM1 C. SMOD D. TB8 答案：C 解析：SMOD标志位设置为1时，可以加倍波特率。 12. 以下哪种情况会导致波特率降低？ A. 增加系统时钟频率 B. 减小定时器1的重装载值（TH1） C. 将SMOD设置为1 D. 增加定时器1的重装载值（TH1） 答案：D 解析：通过增加定时器1的重装载值（TH1），可以减少定时器的溢出次数，从而导致波特率降低。 13. 在串行通信中，以下哪位是错误标志位？ A. SM0 B. SM1 C. RB8（接收数据的第9位） D. RSI（接收缓冲区满） 答案：D 解析：RSI（接收缓冲区满）是错误标志位，表示接收缓冲区已满，无法接收新的数据。 14. 以下哪个工作方式不支持多机通信？ A. 工作方式0 B. 工作方式1 C. 工作方式2 D. 工作方式3 答案：A 解析：工作方式0不支持多机通信，它只支持点对点的异步通信。 15. 在串行通信中，以下哪位是发送中断标志位？ A. SM0 B. SM1 C. TI（发送中断标志位） D. RI（接收中断标志位） 答案：C 解析：TI是发送中断标志位，当发送完成时，TI会被置位。 简答题： 1. 什么是波特率？ 答案：波特率是数据传输速率的度量，表示每秒传输的信号单位数或比特数。 解析：波特率是串行通信中的一个关键参数，它决定了数据在传输线上的速率。 2. 89C51单片机的串行接口支持哪些波特率？ 答案：89C51单片机的串行接口支持多种波特率，具体取决于定时器的配置和晶体振荡器的频率。 解析：通过改变定时器的初值和/或晶体振荡器的频率，可以设置不同的波特率。 3. 如何计算89C51单片机串行通信的波特率？ 答案：波特率可以通过以下公式计算：波特率 = (振荡频率 / (12 * (256 - TH1))) / 2。 解析：该公式考虑了89C51单片机的定时器溢出率和波特率倍增选项。 4. 波特率倍增选项是如何工作的？ 答案：波特率倍增选项是通过设置PCON寄存器中的SMOD位来实现的。当SMOD位设置为1时，波特率加倍。 解析：波特率倍增选项允许用户在不改变定时器配置的情况下增加波特率。 5. 定时器在波特率设置中起什么作用？ 答案：定时器用于控制串行接口发送和接收数据的速度，其溢出率直接影响波特率的计算。 解析：定时器的溢出率是波特率计算公式的一部分，因此定时器的配置对波特率有直接影响。 6. 如何通过编程设置89C51单片机的波特率？ 答案：可以通过设置TH1、TL1（定时器1的高字节和低字节）的值以及PCON寄存器中的SMOD位来编程设置波特率。 解析：编程设置波特率涉及对特殊功能寄存器的写入操作。 7. 为什么波特率的精确设置对串行通信很重要？ 答案：波特率的精确设置对于确保发送端和接收端能够正确同步和交换数据至关重要。 解析：波特率的不匹配可能导致数据传输错误或丢失。 8. 在多机通信中，波特率设置有哪些特殊的考虑？ 答案：在多机通信中，波特率设置必须确保所有设备的通信速率一致，以避免通信冲突和数据丢失。 解析：多机通信要求所有参与设备的波特率设置相同，以保证通信的可靠性。 论述题： 1. 讨论波特率设置对串行通信可靠性的影响。 答案：波特率设置直接影响数据传输的准确性和可靠性。如果波特率设置不正确，可能会导致数据传输错误，接收方可能无法正确解析发送方发送的数据。在高速数据传输时，波特率的误差还可能导致数据的过读或欠读，从而影响系统的可靠性。 解析：波特率的正确设置是确保数据传输准确性和可靠性的关键。 2. 描述在89C51单片机中如何使用内部时钟作为波特率发生器的时钟源。 答案：使用内部时钟作为波特率发生器的时钟源涉及到设置特殊功能寄存器PCON中的SMOD位，以及正确配置定时器1。内部时钟的频率是已知的，因此可以根据所需的波特率来计算定时器的初值。 解析：内部时钟的使用简化了电路设计，但需要精确计算定时器的初值。 3. 分析在不同波特率设置下，数据传输速率和传输距离的关系。 答案：数据传输速率和传输距离之间存在权衡关系。较高的波特率可以提供更快的数据传输速率，但可能会减少有效的传输距离，因为信号可能会在较长的距离上衰减。相反，较低的波特率可以增加传输距离，但会降低数据传输速率。 解析：选择合适的波特率需要考虑数据传输速率和传输距离的需求。 4. 探讨定时器配置对串行通信性能的影响。 答案：定时器配置直接影响波特率的计算和串行通信的性能。如果定时器配置不当，可能会导致波特率的误差，进而影响数据传输的准确性和可靠性。正确的定时器配置可以确保稳定的通信性能。 解析：定时器配置是串行通信性能的关键决定因素。 5. 解释在89C51单片机串行通信中使用外部时钟作为波特率发生器的优势和局限性。 答案：使用外部时钟作为波特率发生器的优势在于可以提供更精确的时钟源，从而实现更精确的波特率控制。局限性在于需要额外的硬件支持，增加了系统的复杂性和成本。 解析：外部时钟的使用提供了精确性，但需要考虑到硬件成本和设计的复杂性。 6. 讨论在设计89C51单片机串行通信系统时，软件和硬件方面需要考虑的因素。 答案：软件方面需要考虑的因素包括中断服务程序的设计、数据帧的处理和错误检测机制。硬件方面需要考虑的因素包括电源稳定性、信号线的阻抗匹配和噪声抑制措施。 解析：软硬件的设计都对系统的性能和可靠性有着直接的影响，因此在设计时需要综合考虑。 第 1 页，共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $$