微型計算機控制技術復習題

1、v1.0可編輯可修改1,微型計算機控制系統(tǒng)的硬件由哪幾部分組成各部分的作用是什么答：CPU接口電路及外部設備組成。CPU,這是微型計算機控制系統(tǒng)的核心，通過接口它可以向系統(tǒng)的各個部分發(fā)出各種命令，同時對被控對象的被控參數(shù)進行實時檢測及處理。接口電路，微機和生產(chǎn)對象之間進行信息交換的橋梁和紐帶。外部設備：這是實現(xiàn)微機和外界進行信息交換的設備4,操作指導、DD麗SCC系統(tǒng)工作原理如何它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系答：（1）操作指導控制系統(tǒng)：在操作指導控制系統(tǒng)中，計算機的輸出不直接作用于生產(chǎn)對象，屬于開環(huán)控制結構。計算機根據(jù)數(shù)學模型、控制算法對檢測到的生產(chǎn)過程參數(shù)進行處理，計算出各控制量應有的較合適或最優(yōu)的

2、數(shù)值，供操作員參考，這時計算機就起到了操作指導的作用。（2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC系統(tǒng)）：DDC（DirectDigitalControl）系統(tǒng)就是通過檢測元件對一個或多個被控參數(shù)進行巡回檢測，經(jīng)輸入通道送給微機，微機將檢測結果與設定值進行比較，再進行控制運算，然后通過輸出通道控制執(zhí)行機構，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達到預定的要求。DDCI（統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機在工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍的一種應用形式。（3）計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)（SCC系統(tǒng)）：SCC（SupervisoryComputerControl）系統(tǒng)比DDCR統(tǒng)更接近生產(chǎn)變化的實際情況，因為在DDC系統(tǒng)中計算機只是代替模擬調(diào)節(jié)器進行控制，系統(tǒng)不能運

3、行在最佳狀態(tài)，而SCC系統(tǒng)不僅可以進行給定值控制，并且還可以進行順序控制、最優(yōu)控制以及自適應控制等SC愛操作指導控制系統(tǒng)和DDC!（統(tǒng)的綜合與發(fā)展。2.采樣周期愈小愈好嗎為什么答：不是。若采樣間隔太?。ú蓸宇l率太高），則對定長的時間記錄來說其數(shù)字系列就很長，計算工作量迅速增大：如果數(shù)字序列長度一定，則只能處理很短的時間歷程，可能產(chǎn)生較大的誤差。5試用CD4051設計一個32路模擬多路開關，畫出電路圖并說明其工作原理。思路：因為CD4051只有八個輸入接口，所以要構建32路的多路開關需要用到4個CD4051111.0可編輯可修改3D43DeDI口。32通委路的多路開關應有5個控制口,因為CD40

4、51就有.個輸入口）分別標為D1、D2、m對4個CD4051用如選擇第三1個CD405INHD4=其中前三個是CD4D3D4D5(0000051的輸入口，后兩個011111,00000第應擇來實現(xiàn)32個通道是控制口的選擇（0-78可以推擇"1623（1然而CD4051的選才舉是3cd4D51:比如想讓第CUT麗3恥5軸4）通道、11111第31通道）。15、1623、31)。9bl-畫LJ空制各個“I4T1CD4er4CD4051接通口LF0000g10111伊通道口051的1NHINH高低電平來霆現(xiàn)。cd4051它的INH1MI1匚問平（此時D5=1、ET一)故INH的選擇是控制D

5、5和D4的邏輯關系來達到的。其中INH2=!(!D5&D4);INH3n(D5&!D4);INH4n(D5&D4)6.采樣-保持器有什么作用試說明保持電容的大小對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。L.IhutINH1=!(!D5&!D4)；口巧23v1.0可編輯可修改答：采樣保持器的作用：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換總需要一定的時間。在進行A/D轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，希望輸入信號不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣，就需要在A/D轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。保持電容對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣保持的精度有很大影響。保持電容值小，則采樣狀態(tài)時充電時間常數(shù)小，即保持電容充電快，輸出對輸入信號的跟隨特性好

6、，但在保持狀態(tài)時放電時間常數(shù)也小，即保持電容放電快，故保持性能差；反之，保持電容值大，保持性能好，但跟隨特性差。9A/D和D/A轉(zhuǎn)換器在微型計算機控制系統(tǒng)中有什么作用答：A/D的作用主要是把傳感器檢測到的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，方便用于單片機中進行處理。D/A的作用，在單片機處理完畢的數(shù)字量，有時需要轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，D/A的作用正是用于把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。1,鍵盤為什么要防止抖動在計算機控制系統(tǒng)中如何實現(xiàn)防抖答：由于機械觸點的彈性振動，按鍵在按下時不會馬上穩(wěn)定地接通而在彈起時也不能一下子完全地斷開，因而在按鍵閉合和斷開的瞬間均會出現(xiàn)一連串的抖動，這稱為按鍵的抖動干擾。按鍵的抖動會

7、造成按一次鍵產(chǎn)生的開關狀態(tài)被CPIB讀幾次。為了使CPU能正確地讀取按鍵狀態(tài)，必須在按鍵閉合或斷開時，消除產(chǎn)生的前沿或后沿抖動。去抖動的方法有硬件方法和軟件方法兩種。硬件方法是設計一個濾波延時電路或單穩(wěn)態(tài)電路等硬件電路來避開按鍵的抖動時間。軟件方法是指編制一段時間大于100ms的延時程序，在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行這段延時子程序使鍵的前沿抖動消失后再檢測該鍵狀態(tài)，如果該鍵仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認為該鍵已穩(wěn)定按下，否則無鍵按下，從而消除了抖動的影響。26試用DAC083徽計一個單緩沖的D/A轉(zhuǎn)換器，畫出接口電路，編寫程序。33v1.0可編輯可修改4427試用8255A的B口和DAC083徽

8、計一個8位D/A裝換接口電路，并編寫程序。v1.0可編輯可修改-e J1*"1卜*中囹.二|lj I切 | 知 IT. l/士11LIT- pl-1 j四一 |=|Flb m=rI-卜 |引二產(chǎn) SHIM!K R 二 3 尋晝.BUFFEQU30H;轉(zhuǎn)換量存放地址ORG0000HAJMPMAINORG0100HMAIN:MOVDPTR,#8003H;8255控制字地址MOVA,#80HMOVXDPTR,A;設置PB口為輸出方式START:MOVDPTR,#8001H;8255PB口地址55v1.0可編輯可修改MOVA,BUFFMOVXDPTR, A;輸出DA轉(zhuǎn)換的數(shù)字量SJMPEND

9、29試用DAC0832芯片設計一個能夠輸出頻率為50Hz的脈沖波電路及程序。解：設8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的端口地址為7FFFH=0),頻率為50Hz即每隔20m輸出66次脈沖波，需將數(shù)字量00H、FFH交替輸出到DAC0832電路圖如下:UI一,國加皿 PQliADl F2川TRJ44D1 RE出 事E：底 田；叫田口煙P21闋 司 JA1U Q WI 也砌上 叫冏J阿劉行faUffixn 國咀 用碰 P3新'巴小 咫即,.用湎二旗十程序如下：ORG0000HMAIN:MOVA,#00H;賦值MOVTMOD,#01H;采用模式1MOV TH0,#0B1H賦初值v1.0可編輯可修

10、改MOVTL0,#0E0H啟動定時器0等待中斷計數(shù)器清零端口地址送 DPTR送數(shù)據(jù)00H到端口取反重新賦初值循環(huán)SETBTR0;LOOP:JNBTF0,$;CLRTF0;START:MOVDPTR,#7FFFHMOVXDPTR,ACPLA;MOVTH0,#0B1HMOVTL0,#0E0HSJMPLOOP;END1、鍵盤為什么防止抖動在計算機控制系統(tǒng)中如何實現(xiàn)防抖為了使CPU（寸一次按鍵動作只確認一次，從而保證系統(tǒng)正常工作，所以必須防止抖動硬件防抖有濾波防抖電路和雙穩(wěn)態(tài)防抖電路，還可以采用軟件防抖法，即軟件延遲。7.LED發(fā)光二極管組成的段數(shù)碼管顯示器，就其結構來講有哪兩種接法不同接法對字符顯示

11、有什么影響？答：|就其結構來講有共陰極與共陽極兩種接法。共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極二極管正端連接在一起。通常公共陽極接高電平一般接電源其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時則該端所連接的字段導通并點亮。反之對應的LED段碼不亮對于共陰極數(shù)碼管則是高電平有效低電平無效。LED數(shù)碼管顯示器共陰極的接法是發(fā)光二極管的陰極接地當數(shù)碼管的筆劃發(fā)光二極管的陽極為高電平時該筆劃被點亮。共陽極的接法是發(fā)光二極管的陽極接高電平當數(shù)碼管的筆劃發(fā)光二極管的陰極為低電平時該筆劃被點亮。8、多位LED顯示器顯示方法有幾種它們各有什么特點答：常用的顯示方法有兩種：一種為動態(tài)顯示，一種為靜態(tài)顯

12、示。動態(tài)顯示利用人的視覺暫留產(chǎn)生，優(yōu)點是使用硬件少，因而價格低，線路簡單。但占用的機時長。靜態(tài)顯示占用機時少，顯示可靠，但是使用元件多，線路復雜。77v1.0可編輯可修改無論動態(tài)顯示還是靜態(tài)顯示，都有硬件譯碼和軟件譯碼之分，這兩種譯碼方法其段、位譯碼方法各有什么優(yōu)缺點答：軟件譯碼優(yōu)點是電路簡單，但顯示速度有所下降。硬件譯碼既能節(jié)省計算機的時間而且程序設計簡單。9、無論動態(tài)顯示還是靜態(tài)顯示，都有硬件譯碼和軟件譯碼之分，這兩種譯碼方法其段、位譯碼方法各有什么優(yōu)缺點答：軟件譯碼優(yōu)點是電路簡單，但顯示速度有所下降。硬件譯碼既能節(jié)省計算機的時間而且程序設計簡單。30.某顯示電路如圖所示，試回答下列問題：

13、(1)說明圖中數(shù)碼管應選用哪一種類型的數(shù)碼管(2)該電路屬于哪一種顯示方法(3)圖中74LS47的作用是什么(4)設Y1,Y2的地址分別為60H和63H,要顯示的數(shù)據(jù)分別存放在DATABUF1和DATABUF2兩個內(nèi)存單元中，試設計出完整接口電路并編寫一個完成上述顯示的子程序。88v1.0可編輯可修改（1）說明圖中的數(shù)碼管應選擇哪一類型的數(shù)碼管？C2）該噌路屬于哪一種顯示方式？圖中的74LS47的作用是什么？答案：（1）選擇LED顯示器件。（判斷方法：+5V電源，驅(qū)動電路簡單。（2）屬于靜態(tài)顯示方式3（判斷方法:74LS377鎖存器，只有靜態(tài)顯示才用鎖存器Q（3）74LS47起譯碼及驅(qū)動作用。

14、1,鍵盤為什么要防止抖動在計算機控制系統(tǒng)中如何實現(xiàn)防抖答：由于機械觸點的彈性振動，按鍵在按下時不會馬上穩(wěn)定地接通而在彈起時也不能一下子完全地斷開，因而在按鍵閉合和斷開的瞬間均會出現(xiàn)一連串的抖動，這稱為按鍵的抖動干擾。按鍵的抖動會造成按一次鍵產(chǎn)生的開關狀態(tài)被CPU誤讀幾次。為了使CPU能正確地讀取按鍵狀態(tài)，必須在按鍵閉合或斷開時，消除產(chǎn)生的前沿或后沿抖動。去抖動的方法有硬件方法和軟件方法兩種。硬件方法是設計一個濾波延時電路或單穩(wěn)態(tài)電路等硬件電路來避開按鍵的抖動時間。軟件方法是指編制一段時間大于100ms的延時程序，在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行這段延時子程序使鍵的前沿抖動消失后再檢測該鍵狀態(tài)，如

15、果該鍵仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認為該鍵已穩(wěn)定按下，否則無鍵按下，從而消除了抖動的影響。1、工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的報警方式有幾種舉例說明各自的應用場合答：聲音如電鈴、電笛發(fā)出，蜂鳴器，集成電子音樂芯片；光發(fā)光二極管或閃爍的白熾燈等；語音報警，語音芯片；圖形與聲音混合報警，顯示報警畫面（如報警發(fā)生的順序、報警發(fā)生的時間、報警回路編號、報警內(nèi)容及次數(shù)等）。3、光電隔離器有什么作用答：將被控系統(tǒng)與微型計算機控制系統(tǒng)通過光電效應連成系統(tǒng)，實現(xiàn)控制；并且可以屏蔽電磁干擾等一些不利因素，提高控制精度?？傊?，有耦合、隔離和開關的作用。18、某單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖所示。設每個通道的最大/最小允許值分別存放在MA

16、X0-MAX7以及MINCHMIN7為地址的內(nèi)存單元中。試編寫巡回檢測程序，并將每個通道的值與MAXi和MINi單元的內(nèi)容相比較，若大于MAXi,則上限報警，顯示iUp；若下限報警則顯示iDo（w）。若采樣值正常，則顯示ixxx（其中i為通道號）（設8255的端口地址為80008300H）。100v1.0可編輯可修改1010解：設8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的端口地址為7FFFH=0),頻率為50Hz即每隔20m輸出一次脈沖波，需將數(shù)字量00H、FFH交替輸出到DAC0832電路圖如下：力皿POE如Fff.tMlI司2川1XTQ邛a如3R4ADiPOMSPOEMSR£1K麗丹口用P

17、2I得'_對J麗PliW 1蚯Pl«hQEAP?躲打哂同士P2fflM6pinF3Q1XDPl 1PS 1.1XDP12PS亞P13F33'hFPli用*IEP1弓Pl 6TtVAEPI Jpy*TinnATL示波器顯示如下:v1.0可編輯可修改程序如下：Channel CPcsl?»nfivelPojitanDigital Osi?illtcope30150a c dORG0000HMAIN:MOVA,#00H;MOVTMOD,#01HMOVTH0,#0B1HMOVTL0,#0E0HSETBTR0;LOOP:JNBTF0,$;CLRTF0;START:MO

18、VDPTR,#7FFFHMOVXDPTR,A;賦值采用模式1賦初值啟動定時器0等待中斷計數(shù)器清零;端口地址送 DPTR送數(shù)據(jù)00H到端口取反CPLA;MOV TH0,#0B1H重新賦初值1111v1.0可編輯可修改MOVTL0,#0E0HSJMPLOOP;循環(huán)END3、數(shù)字濾波與模擬濾波相比有什么優(yōu)點答：數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比，有以下幾個優(yōu)點：(1)數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好，不存在阻抗匹配的問題；(2)數(shù)字濾波可以對頻率很低(如的信號實現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷；(3)數(shù)字濾波器可根據(jù)信號的不同，采用不同的濾波方法或濾波參

19、數(shù)，具有靈活、方便、功能強的特點。4、常用的數(shù)字濾波方法有幾種各有什么優(yōu)缺點答：常用的數(shù)字濾波方法有7種。(1)程序判斷濾波法：是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出相鄰兩次采樣信號之間可能出現(xiàn)得最大偏差。(2)中值濾波法：它對于去掉偶然因素引起的波動或采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效。(3)算術平均值濾波法：它適用于一般的具有隨機干擾信號的濾波。它特別適合于信號本身在某一數(shù)值范圍附近作上下波動的情況。(4)加權平均值濾波：可以提高濾波效果(5)滑動平均值濾波法：采樣時間短，可以提高檢測速度(6)慣性濾波法：適用于慢速隨機變量的濾波(7)復合數(shù)字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好6、算術濾波、

20、加權濾波、滑動濾波的區(qū)別是什么答：算術濾波實際上是求取采樣值的平均值；加權濾波則是在加權的基礎上求取平均值；滑動濾波則是每采一個新數(shù)據(jù)，計算一個新的平均值。7、標度變換在工程上有什么意義在什么情況下使用標度變換程序答：意義：減少硬件設備，降低成本，便于人工檢測和管理1212v1.0可編輯可修改情況：在多回路檢測系統(tǒng)中，各回路參數(shù)信號不一樣，需要各種量程放大器的情況下使用尺度變換程序。22.某梯度爐溫度變化范圍為0c1600C,經(jīng)溫度變送器輸出電壓范圍輕為15v,再經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換，ADC0809的輸入范圍為05v,試計算當采樣數(shù)值為9BH時，所對應的的梯度爐溫度是多少解：9BH=155D所對應的的AD輸入電壓v1=(155/255)5v=所以溫度T=()/(5-1)1600C=816C1.、在PID調(diào)節(jié)中，系數(shù)K,等各有什么作用他們對調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響答：系數(shù)Kp為比例系數(shù)，提高系數(shù)Kp可以減小偏差，但永遠不會使偏差減小到零，而且無止境的提高系數(shù)Kp最終將導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例調(diào)節(jié)可以保證系統(tǒng)的快速性。系數(shù)Ki為積分常數(shù)，Ki越大積分作用越弱，積分調(diào)節(jié)器的突出優(yōu)點是，只要被調(diào)量存在誤差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時