6.4.4-89C51单片机串行接口的工作方式3（同步练习）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

《89C51单片机串行接口的工作方式3》作业内容： 填空题及答案解析 1. 工作方式3是一种_________通信模式。 答案：异步 解析：方式3是异步通信模式，即发送和接收设备使用独立的时钟信号，数据以帧的形式传输。 2. 在工作方式3下，波特率可以通过_________设置。 答案：定时器1或系统时钟 解析：方式3允许通过定时器1或系统时钟来设置波特率，提供灵活的通信速度选择。 3. 工作方式3支持的数据帧格式为_________位。 答案：9 解析：方式3支持9位数据帧，包括一个起始位、8个数据位和一个停止位，没有奇偶校验位。 4. 在方式3中，SM0和SM1位的值分别为_________。 答案：1和1 解析：在SCON寄存器中，将SM0和SM1位分别设置为1和1，选择工作方式3。 5. TB8位在工作方式3中用于存储_________的第9位数据。 答案：发送数据帧 解析：TB8位用于存储发送数据帧的第9位，这通常用于多机通信中的地址/数据标识。 6. 工作方式3中，_________位用于标识地址帧。 答案：TB8 解析：在发送数据时，通过设置TB8位为1，可以标识当前发送的是地址帧，用于多机通信中的地址识别。 7. 发送中断请求是通过_________位来表示的。 答案：TI 解析：发送完成后，TI位会被置位，表示有发送中断请求。 8. 接收中断请求是通过_________位来表示的。 答案：RI 解析：接收完成后，RI位会被置位，表示有接收中断请求。 9. 在方式3中，数据的发送和接收是通过引脚_________实现的。 答案：TXD和RXD 解析：在方式3中，数据通过TXD引脚发送，通过RXD引脚接收。 10. 工作方式3下的数据传输支持_________校验。 答案：无 解析：方式3不支持奇偶校验，因此没有奇偶校验位。 11. 为了开始新的数据发送，需要先_________位TI。 答案：清零 解析：在发送新数据之前，必须先清零TI位，以表示上次发送已完成。 12. 为了开始新的数据接收，需要先_________位RI。 答案：清零 解析：在接收新数据之前，必须先清零RI位，以表示上次接收已完成。 选择题及答案与详细解析 1. 工作方式3是什么类型的通信模式？ A. 同步 B. 异步 C. 半双工 D. 全双工 答案：B 解析：工作方式3是异步通信模式，即发送和接收设备使用独立的时钟信号，不需要严格的时钟同步。 2. 在工作方式3下，以下哪个寄存器用于设置波特率？ A. TMOD B. SCON C. TL1和TH1 D. IE 答案：C 解析：在方式3下，通过设置定时器1的计数器部分（TL1和TH1）来设置波特率。 3. 工作方式3支持多少位的数据帧格式？ A. 8位 B. 9位 C. 10位 D. 11位 答案：B 解析：工作方式3支持9位数据帧格式，包括一个起始位、8个数据位和一个停止位，没有奇偶校验位。 4. 在工作方式3中，SM0和SM1的值分别是多少？ A. 0和0 B. 1和0 C. 0和1 D. 1和1 答案：D 解析：在SCON寄存器中，将SM0和SM1位分别设置为1和1，以选择工作方式3。 5. 在工作方式3中，TB8位用于存储什么？ A. 发送数据的第8位 B. 接收数据的第8位 C. 发送数据的第9位 D. 接收数据的第9位 答案：C 解析：TB8位用于存储发送数据帧的第9位，这通常用于多机通信中的地址/数据标识。 6. 在工作方式3中，哪个标志位表示发送完成？ A. SM0 B. SM1 C. TI D. RI 答案：C 解析：发送完成后，TI位会被置位，表示有发送中断请求。 7. 在工作方式3中，哪个标志位表示接收完成？ A. SM0 B. SM1 C. TI D. RI 答案：D 解析：接收完成后，RI位会被置位，表示有接收中断请求。 8. 在工作方式3中，数据通过哪两个引脚传输？ A. P1.0和P1.1 B. RXD和TXD C. P3.0和P3.1 D. P3.2和P3.3 答案：C 解析：在方式3中，数据通过RXD（P3.0）引脚接收，通过TXD（P3.1）引脚发送。 9. 工作方式3支持哪种校验方式？ A. 无校验 B. 奇校验 C. 偶校验 D. 所有以上 答案：A 解析：工作方式3不支持奇偶校验，因此没有奇偶校验位。 10. 为了启动新的数据发送，需要执行什么操作？ A. 将TI位置1 B. 清零TI位 C. 将RI位置1 D. 清零RI位 答案：B 解析：在发送新数据之前，必须先清零TI位，以表示上次发送已完成。 11. 为了启动新的数据接收，需要执行什么操作？ A. 将TI位置1 B. 清零TI位 C. 将RI位置1 D. 清零RI位 答案：D 解析：在接收新数据之前，必须先清零RI位，以表示上次接收已完成。 12. 以下关于工作方式3的描述中，哪一项是正确的？ A. 它是全双工通信模式 B. 它只能用于点对点通信 C. 它不支持奇偶校验 D. 它使用外部时钟信号进行同步 答案：C 解析：工作方式3不支持奇偶校验，因此没有奇偶校验位。 13. 为什么在工作方式3中需要设置波特率？ A. 为了保证数据传输的安全性 B. 为了匹配发送和接收设备的时钟速率 C. 为了控制数据的传输距离 D. 为了适应不同的网络条件 答案：B 解析：设置波特率是为了匹配发送和接收设备的时钟速率，确保数据能够正确传输。 14. 工作方式3通常用于哪些应用场景？ A. 高速网络通信 B. 无线数据传输 C. 多机通信系统 D. 设备间的点对点通信 答案：C 解析：工作方式3通常用于多机通信系统，特别是在需要地址/数据标识的情况下。 15. 在工作方式3中，如果需要改变数据传输的方向，应如何操作？ A. 改变SM0和SM1位的值 B. 切换TXD和RXD引脚的功能 C. 修改波特率设置 D. 无需任何改变，方向自动调整 答案：D 解析：在工作方式3中，由于是全双工通信模式，数据传输的方向可以自动调整，无需进行任何硬件或软件上的改变。 简答题： 1. 什么是89C51单片机的串行接口工作方式3？ 答案：工作方式3是89C51单片机串行接口的一种增强型异步通信模式，它支持9位数据的发送和接收，包括一个起始位、一个停止位、8个数据位和可选的第9位（用于奇偶校验或特殊功能）。 解析：工作方式3在数据位数上与工作方式2相似，但提供了更高的通信速率和更复杂的控制机制，适用于需要高速异步通信的应用场景。 2. 在工作方式3中，如何配置89C51单片机以使用其内部时钟作为波特率发生器的时钟源？ 答案：通过设置特殊功能寄存器PCON中的SMOD位为1，可以使波特率加倍，从而使用内部时钟作为波特率发生器的时钟源。 解析：SMOD位的设置影响了波特率的计算，使得内部时钟频率对波特率的影响加倍。 3. SM0和SM1位在工作方式3中有什么作用？ 答案：在工作方式3中，SM0和SM1位共同决定了串行通信的模式。当SM0=0且SM1=1时，选择工作方式3。 解析：SM0和SM1位的组合用于选择不同的串行通信模式，确保了模式选择的灵活性。 4. 在工作方式3中，如果使用奇偶校验，第9位的作用是什么？ 答案：在工作方式3中使用奇偶校验时，第9位用于存储奇偶校验的结果。发送时，它会包含数据字节的奇偶校验位；接收时，它会检查数据字节的奇偶校验是否正确。 解析：第9位作为奇偶校验位，提供了数据传输过程中的错误检测机制。 5. 如何初始化89C51单片机的串行接口以进行工作方式3的通信？ 答案：需要设置SCON寄存器以选择工作方式3（SM0=0，SM1=1），设置波特率发生器的相关寄存器（如TH1和TL1），并配置PCON寄存器中的SMOD位来设置波特率，同时根据需要设置奇偶校验位。 解析：初始化过程涉及到串行通信配置的多个方面，包括工作模式的选择、波特率的设置以及通信协议的确定。 6. 在工作方式3中，接收到数据时，RI和SM2位是如何配合工作的？ 答案：在工作方式3中，当接收到数据时，如果SM2位为1，那么只有当数据帧的第9位为1时，RI才会被置位，表示接收到了数据。如果SM2位为0，则无论第9位为何值，只要接收到数据帧，RI都会被置位。 解析：SM2位的设置决定了RI置位的条件，从而影响了数据接收的处理方式。 7. 在工作方式3中，发送和接收数据时，软件如何判断数据的发送或接收是否完成？ 答案：在工作方式3中，发送数据时，可以通过检查TI标志来判断数据是否发送完成；接收数据时，可以通过检查RI标志来判断数据是否接收完成。 解析：TI和RI标志位提供了发送和接收状态的指示，是软件处理串行通信事件的基础。 8. 为什么在使用89C51单片机的串行接口工作方式3时需要考虑波特率的设置？ 答案：波特率的设置决定了数据传输的速度，它必须与通信双方的设备相匹配，以确保正确的数据传输。错误的波特率设置可能导致数据传输错误或丢失。 解析：波特率的正确设置对于保证数据传输的准确性和可靠性至关重要。 论述题： 1. 讨论在89C51单片机工作方式3下，波特率的计算方法及其重要性。 答案：在工作方式3下，波特率的计算方法与工作方式1相同，可以通过设置定时器1的溢出率来确定。波特率的计算公式为：波特率 = (振荡频率 / 32) / (256 - TH1)。波特率的重要性在于确保发送端和接收端的数据传输速率一致，以避免数据丢失或错误。 解析：波特率的准确设置对于保证数据传输的准确性和可靠性至关重要。 2. 描述在89C51单片机中如何使用中断来管理串行通信。 答案：可以通过使能串行接口相关的中断（如ES）并编写相应的中断服务程序来响应TI或RI标志的变化。当数据发送完成或接收到新数据时，CPU将被中断，并在中断服务程序中执行相应的数据处理。 解析：中断机制允许CPU在不影响其他任务的情况下及时处理串行通信事件。 3. 分析多机通信中TB8和RB8位的作用及其对通信协议的影响。 答案：在多机通信中，TB8和RB8位可以用来区分地址帧和数据帧。例如，当TB8设置为1时，发送的是地址帧；当TB8设置为0时，发送的是数据帧。这有助于简化多机系统中的通信管理。 解析：TB8和RB8位的使用增加了通信的灵活性，使得多机通信更加高效。 4. 探讨89C51单片机串行通信中奇偶校验位的作用及其对系统可靠性的影响。 答案：奇偶校验位用于检测数据传输过程中的错误。通过计算数据帧中的1的数量并设置奇偶校验位，接收方可以判断接收到的数据是否有误。这有助于提高系统的可靠性和数据传输的准确性。 解析：奇偶校验是一种简单的错误检测方法，对于确保数据完整性非常有帮助。 5. 解释在89C51单片机串行通信中使用内部时钟作为波特率发生器的优势和局限性。 答案：使用内部时钟作为波特率发生器的优势在于简化了电路设计，减少了外部元件的需求。局限性在于内部时钟的频率可能受限于单片机的规格，这可能会限制可用的波特率范围。 解析：内部时钟的使用提供了便利性，但也需要考虑到其对波特率选择的限制。 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 $$