單片機原理及接口技術(shù)C51編程：第14章習(xí)題解答VIP

第14章思考題及習(xí)題14參考答案一、填空.環(huán)境對單片機控制系統(tǒng)的干擾一般都是以形式進(jìn)入系統(tǒng)的，干擾竄入單片機系統(tǒng)的渠道主要有三條，分別是，和0答：脈沖，空間干擾，供電系統(tǒng)干擾，過程通道干擾.在每塊印刷版的電源與地之間并接o即的電解電容和一個的電容，以消除與中的所造成的干擾。答：退耦電容，5?10AF,0.01~1.0陽，直流電源，地線，脈沖電流.采用可以將單片機與前向、后向以及其他部分切斷電路的聯(lián)系，能有效地防止干擾從進(jìn)入單片機。答：光電耦合器，過程通道.光電耦合的主要優(yōu)點是能有效抑制以及各種，從而使過程通道上的大大提高。答：尖峰脈沖，噪聲干擾，信噪比.常見的軟件濾波中的算術(shù)平均濾波法：一般適用于具有的信號的濾波；滑動平均濾波法：對有良好的抑制作用，但對偶然出現(xiàn)的的抑制作用差；中位值濾波法:能有效地克服因的波動干擾。對、等變化緩慢的被測參數(shù)能收到良好的濾波效果。但對、等快速變化的參數(shù)一般不宜采用此法；去極值平均值濾波法對消除由于而引起的誤差較為有效。答：隨機干擾，周期性干擾，脈沖性干擾，偶然因素引起，溫度，液位，流量，速度，脈沖干擾.繪制印刷線路板時，所有線路盡量沿鋪設(shè)，盡量避免沿鋪設(shè)。答：直流地，交流地二、判斷對錯.不要在印制板中留下無用的空白銅箔層，因為它們可以充當(dāng)發(fā)射天線或接收天線，可把就近它們接地。對.雙面布線的印制板，應(yīng)使雙面的線條盡量平行，以減少磁場耦合，有利于抑制干擾。錯3.電源線布線除了盡量加粗導(dǎo)體寬度外，采取使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,將有助于增強抗噪聲能力。對4.指令冗余措施可以減少程序亂飛的次數(shù)，使其很快納入程序軌道，可保證程序在失控期間不干壞事，保證程序納入正常軌道。錯三、簡答.為什么要在每塊的電源與地之間并接退耦電容?加幾個退耦電容？電容量選多大為適宜？答：在每塊印刷電路板的電源輸入端跨接的電容應(yīng)為一個10?100UF的大容量電解電容(如體積允許，電容量大一些更好)和一個0.01?0.1UF的非電解電容。用于去除干擾中的高頻干擾和低頻干擾，并接大電容為了去掉低頻干擾成分，并接小電容為了去掉高頻干擾部分。.在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，應(yīng)在什么位置進(jìn)行光電隔離？答：消除或減弱過程通道的干擾主要采用光電隔離技術(shù)。所謂光電隔離是采用光電耦合器可以將單片機與前向、后向以及其他部分切斷電路的聯(lián)系，能有效地防止干擾從過程通道進(jìn)入單片機(見圖14-3)O.具有較大電感量的元件或設(shè)備，諸如繼電器、電動機、電磁閥等，在其斷電時，應(yīng)采用什么措施來抑制其反電勢？答：對于單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的具有較大電感量的元件或設(shè)備，諸如繼電器、電動機、電磁閥等。當(dāng)電感回路的電流被切斷時，會產(chǎn)生很大的反電勢而形成噪聲干擾。這種反電勢甚至可能擊穿電路中晶體管之類的器件，反電勢形成的噪聲干擾能產(chǎn)生電磁場，對單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的其它電路產(chǎn)生干擾。如果通過電感線圈的是直流電流，可采用如下措施加以抑制：(1)可在線圈兩端并聯(lián)二極管和穩(wěn)壓管，如圖14T0(a)所示。在穩(wěn)定工作時，并聯(lián)支路被二極管D阻斷而不起作用；當(dāng)三極管T由通道變?yōu)榻刂箷r，在電感線圈兩端產(chǎn)生反電勢e。此電勢可在并聯(lián)支路中流通，因此e的幅值被限制在穩(wěn)壓管Dz的工作電壓范圍之內(nèi)，并被很快消耗掉,從而抑制了反電勢的干擾。使用時Dz的工作電壓應(yīng)選擇得比外加電源高些。如果把穩(wěn)壓管換為電阻，同樣可以達(dá)到抑制反電勢的目的，如圖14To(b)所示，因此也適用于直流驅(qū)動線圈的電路。在這個電路中，電阻的阻值范圍可以從幾歐姆到幾十歐姆。阻值太小，反電勢衰減得慢；而阻值太大又會增大反電勢的幅值。(2)反電勢抑制電路也可由電阻和電容組成，如圖14Tl所示。適當(dāng)選擇R、C參數(shù)，也能獲得較好的耗能效果。這種電路不僅適用于交流驅(qū)動的線圈，也適用于直流驅(qū)動的線圈。(3)反電勢抑制電路不但可以接在線圈的兩端，也可以接在開關(guān)的兩端，例如繼電器，接觸器等部件在操作時，開關(guān)會產(chǎn)生較大的火花，必須利用RC電路加以吸收，如圖圖14-12所示,一般R取1?2KQ,C取2.2?4.7uF。.為什么要將所有的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的模擬地和數(shù)字地分別相連，然后僅在一點上相連接?答：數(shù)字地通常有很大的噪聲而且電平的跳躍會造成很大的電流尖峰，對模擬地有較大的影響，會引起模擬電路產(chǎn)生誤差。所以正確的接法是，必須將所有的模擬地和數(shù)字地分別相連,然后模擬（公共）地與數(shù)字（公共）地僅在一點上相連接，且地線應(yīng)盡量加粗，見圖14-9。在ADC和DAC電路中，尤其要注意地線的正確連接，否則會引起ADC和DAC轉(zhuǎn)換結(jié)果的誤差。由于ADC、DAC芯片都提供了相應(yīng)獨立的模擬地和數(shù)字地引腳，一定要把模擬地引腳和數(shù)字地引腳盡可能短的相連。然后再與模擬地盡可能短的連接。.如何在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中實現(xiàn)電源去耦和集成芯片去耦？答：（1）電源去耦已在簡答的1題中介紹，就是在印刷電路板的電源輸入端跨接退耦電容?？缃拥碾娙輵?yīng)為一個10~100uF的大容量電解電容（如體積允許，電容量大一些更好）和一個0.01~0.1PF的非電解電容。（2）集成芯片去耦每個集成芯片都應(yīng)安置一個0.01HF的瓷片去耦電容，去耦電容必須安裝在本集成芯片的Vcc和GND線之間，否則便失去了抗干擾作用。如遇到印刷電路板空隙小裝不下時，可每4?10個芯片安置一個1?10uF高頻阻抗特別小的鋰電容器。對于抗噪聲能力弱，關(guān)斷電流大的器件和ROM、RAM存儲器，應(yīng)在芯片的電源線Vcc和地線（GND）間接入去耦的瓷片電容。6.為什么在印制版的設(shè)計中，不要在印制板中留下無用的空白銅箔層，走線不要有分支？答：（1）在印制板中留下無用的空白銅箔層，可充當(dāng)發(fā)射天線或接收天線，可把就近它們接地。（2）走線不要有分支，可避免在線路條在傳輸高頻信號導(dǎo)致反射干擾或發(fā)生諧波干擾。7.如何啟動看門狗計數(shù)器？如何在程序的正常運行中，防止看門狗計數(shù)器溢