單片機(jī)原理及應(yīng)用- 習(xí)題及答案 莊俊華 【ch08】單片機(jī)的接口技術(shù)

第8章單片機(jī)的接口技術(shù)

1.鍵盤(pán)按結(jié)構(gòu)形式分為哪兩即？

鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式一般有兩種：獨(dú)立式鍵盤(pán)與矩陣式鍵盤(pán)。

2.對(duì)鍵盤(pán)操作時(shí)，如何去除抖動(dòng)信號(hào)？

消除抖動(dòng)信號(hào)通常有兩種方法：硬件消抖和軟件消抖。

硬件消抖是通過(guò)在按鍵開(kāi)關(guān)電路中加入硬件消抖電路來(lái)消除抖動(dòng)信號(hào)的。硬件消抖電路

一般采用R-S觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路，如圖8-2所示。在圖8-2中，經(jīng)過(guò)R-S觸發(fā)器消抖

后，按鍵開(kāi)關(guān)電路的輸出信號(hào)就為標(biāo)準(zhǔn)的矩形波。

軟件消抖是利用延時(shí)來(lái)跳過(guò)抖動(dòng)過(guò)程的。單片機(jī)判斷有按鍵開(kāi)關(guān)被按下后，先執(zhí)行一段

大于10ms的延時(shí)程序，再去判斷按下的按鍵開(kāi)關(guān)是哪一個(gè)，從而消除前沿抖動(dòng)信號(hào)的影響。

對(duì)于后沿抖動(dòng)信號(hào)，單片機(jī)只要在接收一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)被按下的信號(hào)后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間再去檢

測(cè)有無(wú)按鍵開(kāi)關(guān)被按下的信號(hào)，這樣就自然跳過(guò)后沿抖動(dòng)信號(hào)了。抖動(dòng)信號(hào)的消除往往采用

軟件消抖的方式。

3.共陰極和共陽(yáng)極LED有何區(qū)別？LED有哪兩種顯示方式？

發(fā)光上沒(méi)有任何區(qū)別.唯?區(qū)別的是使用的方法共陰極的所有顯示段的陰極都是連在一

起的，接地，用陽(yáng)極來(lái)驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)極的正好相反，所有顯示段的陽(yáng)極都是連在一起的，接VCC用

陰極來(lái)驅(qū)動(dòng)。

4.試用DAC0832芯片，編程產(chǎn)生1個(gè)周期為100ms方波輸出信號(hào)。

使用DAC0832芯片產(chǎn)生一個(gè)周期為100ms的方波輸出信號(hào)，需要進(jìn)行以下步驟：

1.確保DAC0832芯片連接到正確的引腳和電路。一般來(lái)說(shuō)，該芯片包含8位數(shù)模轉(zhuǎn)換

器，需要與微控制器或其他輸出設(shè)備連接。

2.配置你的微控制器或其他控制設(shè)備的GPIO引腳作為DAC0832的數(shù)據(jù)線(通常為8

位)，并將其連接到DAC0832的引腳。

3.使用你所使用的編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境，編寫(xiě)代碼來(lái)控制DAC0832片。

4.首先，設(shè)置DAC0832的寄存器以選擇通道和電壓范圍。你可以通過(guò)寫(xiě)入合適的數(shù)值

(0-255)到DAC0832的控制寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

5.然后，創(chuàng)建一個(gè)循環(huán)，在循環(huán)中以適當(dāng)?shù)念l率切換DAC0832的數(shù)值，以產(chǎn)生一個(gè)周

期為100ms(BP10Hz)的方波。

下面是一個(gè)基于Arduino開(kāi)發(fā)板的示例代碼片段，用于控制DAC0832芯片生成方波輸

出信號(hào)：

^defineDAC0832CSPIN10//連接到DAC0832的CS引腳

#defineDAC0832_DATA_PIN11//連接到DAC0832的數(shù)據(jù)引腳

voidsetup(){

pinMode(DAC0832_CS_PIN,OUTPUT);

pinMode①AC0832_DATA_PI、，OUTPUT);

voidloop(){

//設(shè)置通道和電壓范圍

digita1Write(DAC0832_CS_PIN,LOW);//選擇DAC0832芯片

shiftOut(DAC0832_DATA_PIN,DAC0832_CS_PIN,MSBFIRST,ObOOOOOOOO);

digita1Write(DAC0832_CS_PIN,HIGH);//取消選擇DACO832芯片

//產(chǎn)生方波輸出信號(hào)

digita1Write(DAC0832_CS_PIN,LOW);//選擇DAC0832芯片

shiftOut(DAC0832_DATA_PIN,DAC0832_CS_PIN,MSBFIRST,Obllllllll);//設(shè)

置最大輸出

digita1Write(DAC0832_CS_PIN,HIGH);//取消選擇DACO832芯片

delay(50);//保持高電平狀態(tài)，用50ms延遲時(shí)間控制小步進(jìn)

digita1Write(DAC0832_CS_PIN,LOW);//選擇DAC0832芯片

shiftOut(DAC0832_DATA_PIN,DAC0832_CS_PIN,MSBFIRST,ObOOOOOOOO);//設(shè)

置最小輸出

digitalWrite(DAC0832_CS_PIN,HIGH);//取消選擇DAC0832芯片

delay(50);//保持低電平狀態(tài)，用50ms延遲時(shí)間控制小步進(jìn)

5.I2c總線器件地址與器件內(nèi)單元地址的含義是什么？

I2C（Inter-IntegratedCircuit）總線器件地址和器件內(nèi)單元地址是用來(lái)識(shí)別和尋址

12c總線上連接的器件和器件內(nèi)部單元的信息。

12c總線是一種多主設(shè)備和多從設(shè)備共享的串行通信總線。每個(gè)連接到12c總線上的器

件都需要一個(gè)唯一的地址來(lái)進(jìn)行通信。這個(gè)地址是由一些特定的位（通常是7位或10位）

組成的。在12c總線上，通常會(huì)有多個(gè)器件共享同一個(gè)地址，但通過(guò)器件內(nèi)部的多個(gè)單元地

址來(lái)區(qū)分不同的器件內(nèi)部單元。

器件地址是用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)連接到12c總線上的每個(gè)器件的。在7位地址模式下，總線上

可以有最多128個(gè)不同的器件地址（0x00至0x7F）。在10位地址模式下，總線上可以有最

多1024個(gè)不同的器件地址。當(dāng)主設(shè)備向器件發(fā)送讀寫(xiě)命令時(shí)，起始傳輸字節(jié)包含要訪問(wèn)的

目標(biāo)器件地址.

器件內(nèi)單元地址用于區(qū)分一個(gè)器件內(nèi)部的不同單元。同一個(gè)器件內(nèi)部的不同功能單元,

例如存儲(chǔ)器、控制器、傳感器等，可以通過(guò)不同的器件內(nèi)單元地址進(jìn)行選擇和訪問(wèn)。這些地

址通常由器件內(nèi)部的寄存器或配置位來(lái)進(jìn)行設(shè)置.<1

總之，12c總線器件地址用于在總線上唯一標(biāo)識(shí)連接的器件，而器件內(nèi)單元地址用于在

器件內(nèi)選擇和訪問(wèn)不同的單元。利用這些地址，主設(shè)備可以向目標(biāo)器件發(fā)出讀寫(xiě)命令，并與

其進(jìn)行通信。

6.在一對(duì)12c總線上可否掛接多個(gè)12c總線器件?為什么？

是的，可以在一條12c總線上連接多個(gè)12c器件。這是因?yàn)镮2C總線使用了多主機(jī)的架

構(gòu)，其中一個(gè)設(shè)備充當(dāng)主機(jī)（通常是微控制器或處理器），而其他設(shè)備則作為從屬設(shè)備連接

到總線上。

12c總線使用兩根信號(hào)線：時(shí)鐘線（SCL）和數(shù)據(jù)線（SDA）O每個(gè)尸c器件都有一個(gè)唯一

的地址，通過(guò)這個(gè)地址能夠與主機(jī)通信。當(dāng)主機(jī)要與某個(gè)從屬設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，它會(huì)向總線

上發(fā)送所需設(shè)備的地址，并在下一個(gè)時(shí)鐘脈沖上發(fā)送數(shù)據(jù)。從屬設(shè)備在收到其地址后會(huì)響應(yīng)

主機(jī)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。這種方式使得多個(gè)12c設(shè)備可以在同一總線上共享。

當(dāng)連接多個(gè)12c設(shè)備時(shí)，需要確保每個(gè)設(shè)備都有獨(dú)一無(wú)二的地址，以便主機(jī)能夠正確地

與每個(gè)設(shè)備通信。?些常見(jiàn)的PC器件（如傳感器、存儲(chǔ)器、顯示器等）通常會(huì)提供選擇引

腳，用于配置其地址。

需要注意的是，在連接多個(gè)12c設(shè)備時(shí)，總線上的電容負(fù)載也會(huì)增加。在設(shè)計(jì)電路時(shí),

需要考慮總線負(fù)載的限制，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃??？梢酝ㄟ^(guò)適當(dāng)布線和使用合適的電平

轉(zhuǎn)換器來(lái)解決負(fù)載問(wèn)題。

總的來(lái)說(shuō)，12c總線允許多個(gè)設(shè)備連接到同一條總線上，通過(guò)使用唯一的設(shè)備地址，主

機(jī)可以與每個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信。這使得12c成為連接多個(gè)設(shè)備的方便且靈活的解決方案。

7.MCS-51單片機(jī)能夠自動(dòng)識(shí)別12c總線器件嗎?在該系統(tǒng)中如何使用12c總線

器件？

MCS-51單片機(jī)是一種常用的微控制器，不同版本的MCS-51單片機(jī)在12c總線通信方

面的能力不盡相同。對(duì)于某些具備硬件支持的版本，MCS-51單片機(jī)可以通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)識(shí)別12c總線器件。這些版本通常包含專門(mén)的硬件模塊，用于處理12c通信協(xié)議，并通

過(guò)電路自動(dòng)檢測(cè)、識(shí)別總線上連接的器件。

在使用12c總線器件時(shí)，你需要配置MCS-51單片機(jī)的12c相關(guān)寄存器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)12c總線

的控制和通信?；静襟E如下：

1.初始化12c總線:配置單片機(jī)的12c寄存器，包括設(shè)置通信速率、使能12c模塊等.

2.發(fā)起通信：向12c總線發(fā)送起始信號(hào)，表示要與12c器件進(jìn)行通信。

3.選擇器件地址：向12c總線發(fā)送器件的地址，使其知道要與哪個(gè)器件進(jìn)行通信。

4.讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)：根據(jù)需要，通過(guò)12c總線讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。這可以通過(guò)讀寫(xiě)相關(guān)寄存器

來(lái)完成。

5.終止通信：發(fā)送停止信號(hào)，表示通信結(jié)束。

值得注意的是，具體的配置和操作步驟可能會(huì)依賴于你所使用的MCS-51單片機(jī)型號(hào)和12c

器件。因此，建議參考MCS-51的數(shù)據(jù)手冊(cè)和所使用12c器件的規(guī)格手冊(cè).以獲取更詳細(xì)的

配置和使用說(shuō)明。

8.簡(jiǎn)述AT24c系列芯片的性能特點(diǎn)，并編寫(xiě)相應(yīng)的讀/寫(xiě)程序。

AT24C系列芯片是一種串行EEPROM存儲(chǔ)器，具有以下性能特點(diǎn)：

1.容量可選：AT24c系列芯片提供多種容量選項(xiàng)，包括IK、2K、4K、8K、16K和32K

等，根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的容量。

2.低功耗：AT24c系列芯片采用低功耗設(shè)計(jì)，在讀/寫(xiě)操作時(shí)能夠有效降低功耗，延長(zhǎng)

電池壽命。

3.串行接口：AT24c系列芯片通過(guò)12c總線進(jìn)行通信，簡(jiǎn)化了連接和控制的狂雜度，

適用于各種微控制器和主機(jī)設(shè)備。

4.高速度讀/寫(xiě)操作：AT24c系列芯片具有快速的讀/寫(xiě)速度，支持高達(dá)400kHz的12c

通信速率。

下面是一個(gè)AT24C系列芯片的讀/寫(xiě)程序示例（使用C語(yǔ)言）：

^include<Wire.h>

WefineEEPROM_ADDRESS0x50//芯片的12c地址，可根據(jù)芯片型號(hào)進(jìn)行修改

voidsetup0{

Wire.begin();//初始化12c通信

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

)

voidloop0{

//寫(xiě)數(shù)據(jù)

bytedataToWrite=OxAB;//要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)

byteaddressToWrite=0x00;//寫(xiě)入的起始地址

writeData(addressToWrits,dataToWrite);

//延時(shí)一段時(shí)間，模擬其他操作

delay(1000);

//讀數(shù)據(jù)

byteaddressToRead=0x00;//讀取的起始地址

bytedataRead=readData(addressToRead);

//打印讀取到的數(shù)據(jù)

Serial,print(\Readdata:0x\Serial,printIn(dataRead,HEX);

delay(1000);

)

voidwriteData(byteaddress,bytedata){

Wire.beginTransmission(EEPROM_ADDRESS);//開(kāi)始寫(xiě)入傳輸

Wire,write(address);//寫(xiě)入地址

Wire,write(data);//寫(xiě)入數(shù)據(jù)

Wire.endTransmission0;//結(jié)束傳輸

)

bytereadData(byteaddress){

Wire.beginTransmis$ion(EEPROM_ADDRESS)://開(kāi)始讀取傳輸

Wire,write(address);//寫(xiě)入要讀取的地址

Wire.endTransmission(false);〃結(jié)束傳輸，保持連接狀態(tài)

Wire.requestFrom(EEPROM_ADDRESS,1);〃從芯片請(qǐng)求1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)

bytedata=Wire.readO;//讀取數(shù)據(jù)

returndata;

)

請(qǐng)根據(jù)具體情況修改芯片的12c地址，以及要讀寫(xiě)的地址和數(shù)據(jù).這段代碼實(shí)現(xiàn)了先寫(xiě)

入一個(gè)數(shù)據(jù)，然后讀取該位置的數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口打印出來(lái)。

9.簡(jiǎn)述DS18B20芯片性能特點(diǎn)及控制方法。

DS18B20是一種數(shù)字溫度傳感器芯片，具有以下性能特點(diǎn)：

1.單總線接口：DS18B20通過(guò)單一數(shù)據(jù)線與主控器連接，只需要一個(gè)GPI0。這種單總

線接口簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)和布線復(fù)雜度。

2高精度測(cè)量：DS18B20可以測(cè)量范圍從-