《計算機控制系統(tǒng)》李正軍第4版 習題答案

《計算機控制系統(tǒng)》第4版習題答案

第1章

1.簡述計算機控制理論的發(fā)展過程。

【答案】

采樣系統(tǒng)理論主要用在計算機控制方面，并已取得重要成果，其發(fā)展過程如下。

⑴采樣定理

計算機控制系統(tǒng)只根據(jù)離散的過程變量值來工作，那么信號在什么條件下，才能只根據(jù)

它在離散點上的值重現(xiàn)出來。該問題是由奈奎斯特(Nyquist)解決并證明的，要把正弦信

號從它的采樣值中復現(xiàn)出來，每周期至少必須采樣兩次。香農(Shannon)于1949年也證明

了這個問題。

⑵差分方程

采樣系統(tǒng)理論的最初起源與某些特殊控制系統(tǒng)的分析有關。奧爾登伯格(Oldenburg)

和薩托里厄斯(Sartorius)于1948年對落弓式檢流計的特性做了研究，這項研究對采樣系

統(tǒng)的理論做出了貢獻。業(yè)已證明，許多特征可以通過分析一個線性時不變的差分方程描述，

即用差分方程代替微分方程。

(3)Z變換法

由于拉氏變換理論已經(jīng)成功地應用于連續(xù)時間系統(tǒng)中，人們自然想到為采樣系統(tǒng)建立一

種類似的變換理論?；魻柧S茲于1947年對序列｛/(左T)｝引進了一個變換為：

Z[f(kT)]=^z-kf(kT)

后來，這種變換由拉格茲尼(Ragazzini)和扎德(Zadeh)于1952年定義為Z變換。

(4)狀態(tài)空間理論

狀態(tài)空間理論的建立，來自許多數(shù)學家的共同努力?？柭褷顟B(tài)空間法應用于控制理

論，他建立了許多概念并解決了許多重要問題。

⑸最優(yōu)控制與隨機控制

20世紀50年代后期，貝爾曼(1957年)與龐特里亞金等人(1962年)證明了許多設

計問題都可以形式化為最優(yōu)化問題。20世紀60年代初，隨機控制理論的發(fā)展，引出所謂線

性二次型高斯(LQG)理論。

(6)代數(shù)系統(tǒng)理論

代數(shù)系統(tǒng)理論對線性系統(tǒng)理論有了更好的理解，并應用多項式方法解決特殊問題。

⑺系統(tǒng)辨識與自適應控制

⑻先進控制技術

先進控制技術主要包括模糊控制技術、神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術、專家控制技術、預測控制技

術、內?？刂萍夹g、分層遞階控制技術、魯棒控制技術、學習控制技術、非線性控制技術、

網(wǎng)絡化控制技術等。先進控制技術主要解決傳統(tǒng)的、經(jīng)典的控制技術難以解決的控制問題，

代表控制技術最新的發(fā)展方向，并且與多種智能控制算法是相互交融、相互促進發(fā)展的。

2.計算機控制系統(tǒng)有哪幾部分組成？

【答案】

計算機控制系統(tǒng)由兩大部分組成：一部分為計算機及其輸入輸出通道，另一部分為工業(yè)

生產對象(包括被控對象與工業(yè)自動化儀表)。

3.計算機控制系統(tǒng)主要分為哪幾類？

【答案】

根據(jù)應用特點、控制方案、控制目標和系統(tǒng)構成，計算機控制系統(tǒng)?般可分為以下幾種

類型：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）,直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）,監(jiān)督控制系統(tǒng)（SCO,集散控

制系統(tǒng)（DCS）,監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）,現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）,工業(yè)過程計

算機集成制造系統(tǒng)（流程CIMS）,網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（NCS）,嵌入式控制系統(tǒng)（ECS）0

4.什么是DDC系統(tǒng)？什么是SCC系統(tǒng)？

【答案】

DDC系統(tǒng)即直接數(shù)字控制系統(tǒng)。它是用一臺計算機對多個被控參數(shù)進行巡回檢測，檢

測結果與給定值進行比較，并按預定的數(shù)學模型（如P1D控制規(guī)律）進行運算，其輸出直

接控制被控對象，使被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值上。

SCC系統(tǒng)即監(jiān)督控制系統(tǒng)，計算機按照描述生產過程的數(shù)學模型計算出最佳給定值送

給模擬調節(jié)器或DDC計算機，模擬調節(jié)器或DDC計算機控制生產過程，從而使生產過程

始終處于最優(yōu)工況。SCC系統(tǒng)較DDC系統(tǒng)更接近生產變化的實際情況，它不僅可以進行給

定值控制，而且還可以進行順序控制、自適應控制及最優(yōu)控制等。

5.集散控制系統(tǒng)的特點是什么？

【答案】

集散控制系統(tǒng)較之過去的集中控制系統(tǒng)具有以下特點：

（1）控制分散、信息集中：采用大系統(tǒng)遞階控制的思想，生產過程的控制采用全分散的

結構，而生產過程的信息則全部集中并存儲于數(shù)據(jù)庫，利用高速公路或通信網(wǎng)絡輸送到有關

設備。這種結構使系統(tǒng)的危險分散，提高了可靠性。

（2）系統(tǒng)模塊化：在集散控制系統(tǒng)中，有許多不同功能的模塊，如CPU模塊、AI和

AO模塊、DI和DO模塊、通信模塊、CRT模塊、存儲器模塊等。選擇不同數(shù)量和不同功

能的模塊可組成不同規(guī)模和不同要求的硬件環(huán)境。同樣，系統(tǒng)的應用軟件也采用模塊化結構。

（3）數(shù)據(jù)通信能力較強：利用高速數(shù)據(jù)通道連接各個模塊或設備，并經(jīng)通道接口與局域

網(wǎng)絡相連，從而保證各設備間的信息交換及數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)資源的共享。

（4）友好而豐富的人機接口：操作員可通過人機接口及時獲取整個生產過程的信息，如

流程畫面、趨勢顯示、報警顯示、數(shù)據(jù)表格等。同時，操作員還可以通過功能鍵直接改變操

作量，干預生產過程、改變運行狀況或做事故處理。

（5）可靠性高：在集散控制系統(tǒng)中，采用了各種措施來提高系統(tǒng)的可靠性，如硬件自診

斷系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡、高速公路、電源以及輸入輸出接口等關鍵部分的雙重化（又稱冗余），

還有自動后援和手動后援等。

6.什么是網(wǎng)絡控制系統(tǒng)？

【答案】

通過網(wǎng)絡形成的反饋控制系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡控制系統(tǒng)NCS（NetworkControlSystem）o該類系

統(tǒng)中，被控制對象與控制器以及控制器與驅動器之間是通過一個公共的網(wǎng)絡平臺連接的。這

種網(wǎng)絡化的控制模式具有信息資源能夠共享、連接線數(shù)大大減少、易于擴展、易于維護、高

效率、高可靠性及靈活等優(yōu)點，是未來控制系統(tǒng)的發(fā)展模式。根據(jù)網(wǎng)絡傳輸媒介的不同，網(wǎng)

絡環(huán)境可以是有線、無線或混合網(wǎng)絡。網(wǎng)絡控制系統(tǒng)是一種空間分布式系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡將分

布于不同地理位置的傳感器、執(zhí)行機構和控制器連接起來，形成閉環(huán)的一種全分布式實時反

饋控制系統(tǒng)?？刂破魍ㄟ^網(wǎng)絡與傳感器和執(zhí)行機構交換信息，并實現(xiàn)對遠程被控對象的控制。

7.什么是SCADA系統(tǒng)？

【答案】

SCADA系統(tǒng)即監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它是一類功能強大的計算機遠程監(jiān)督控制與數(shù)據(jù)

采集系統(tǒng)。它綜合利用了計算機技術、控制技術、通信與網(wǎng)絡技術，完成了對測控點分散的

各種過程或設備的實時數(shù)據(jù)采集、木地或遠程的控制，以及生產過程的全面實時監(jiān)控，并為

安全生產、調度、優(yōu)化和故障診斷提供必要和完整的數(shù)據(jù)及技術支持。

8.什么是嵌入式控制系統(tǒng)？

【答案】

嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystem)的一般定義是：以應用為中心，以計算機技術為基礎，

并且軟硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求攸計算

機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)符合目前發(fā)展現(xiàn)狀的定義是：硬件以一個高性能的微處理器或微控制器

(目前通常是32位處理器或微控制器)為基礎，軟件以一個多任務操作系統(tǒng)為基礎的綜合

平臺。這個平臺的處理能力是以往的單片機所無法比擬的，它涵蓋了軟件和硬件兩個方面，

因此稱之為“嵌入式系統(tǒng)”。

9.工業(yè)4.0是指什么?

【答案】

工業(yè)4.0即第四次工業(yè)革命，是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(CyberPhysicalSystem簡稱CPS)

將生產中的供應，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達到快速，有效，個人化的產品供

應。在工業(yè)4.0的規(guī)劃中，控制方式有集中式控制向分散式增強型控制轉變，其目標是建立

一個高度靈活的個性化和數(shù)字化的產品與服務的生產模式。傳統(tǒng)工業(yè)中的行業(yè)界限將會消

失，將會產生更多新的活動領域和行業(yè)合作。

“工業(yè)4.0”項目主要分為二大主題：

一是“智能工廠”，重點研究智能化生產系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡化分布式生產設施的實

現(xiàn)；

二是“智能生產”，主要涉及整個企業(yè)的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業(yè)

生產過程中的應用等。該計劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智

能化生產技術的使用者和受益者，同時也成為先進工業(yè)生產技術的創(chuàng)造者和供應者；

三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有

物流資源供應方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務匹配，得到物流支持。

10.簡述智能控制的應用。

【答案】

作為智能控制發(fā)展的高級階段,智能控制主要解決那些用傳統(tǒng)控制方法難以解決的復雜

系統(tǒng)的控制問題，其中包括智能機器人控制、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)、工業(yè)過程控制、

航空航天控制、社會經(jīng)濟管理系統(tǒng)、交通運輸系統(tǒng)、環(huán)保和能源系統(tǒng)等。

11.什么是信息物理系統(tǒng)(CyberPhysicalSystem,CPS)?

【答案】

信息物理系統(tǒng)(CyberPhysicalSystem,CPS)是一個綜合計算、網(wǎng)絡和物理環(huán)境的多

維復雜系統(tǒng)，通過3c(ComputingsCommunicationControl)技術的有機融合與深度協(xié)作，

實現(xiàn)大型工程系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。CPS實現(xiàn)計算、通信與物理系統(tǒng)的一

體化設計，可視系統(tǒng)更加可靠、高效、實時協(xié)同，具有重要而廣泛的應用前景。

12.畫出CPS的五層次結構圖。

【答案】

\?復原的自用置

\,?變化的自調整

配置層\.擾亂的自由化

?集成的模疚與合成

認知層?遠程的人大可視化

?怖同格斷。決策

?零件與設招的雙模型

網(wǎng)絡層?變化識別與存儲的時間機器

?數(shù)次挖掘的相似性群集

?零件/設備健康、多雄慢數(shù)據(jù)

數(shù)他一信皂的轉換層更正的智能數(shù)據(jù)分析

\?降級和性能預測

\?插拔可用

智能連接層\?非接觸通信

\?傳舒器網(wǎng)絡

第2章

1.微處理器與微控制器有哪幾種存儲空間配置結構？

【答案】

(1)馮?諾伊曼(Von.Noreaman)結構：

程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，有專門的輸入輸出指令,所用控制總線中的信號為:

MEMR、MEM\V、~K)R、IOW,如8086CPU。

(2)哈佛(Harward)結構：

程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分別編址，沒有專門的輸入輸出指令，外部端口的操作與數(shù)據(jù)

存儲器統(tǒng)一編址，每個端口作為數(shù)據(jù)存儲器的一個映像單元，所用控制總線中的信號為：

PEEN、而、WR.MEMB.,如MCS-51系列及其兼容單片機。

(3)普林斯頓(Preston)結構：

程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，沒有專門的輸入輸出指令，外部端口作為數(shù)據(jù)存儲

器的映像單元，當為8位總線寬度時，所用控制總線中的信號為：而、WR,當為16位總

線寬度時，所用控制總線中的信號為：而、WRH>WRL,如MCS-96系列單片機。

2.什么是PCI總線？

【答案】

PCI總線的目標是建立一種工業(yè)標準的、低成本的、允許靈活配置的、高性能局部總線

結構，PCI局部總線是?種高性能、32位或64位地址/數(shù)據(jù)線復用的總線。其用途是在高度

集成的外設控制器器件、擴展板和處理器系統(tǒng)之間提供一種內部聯(lián)接機制。

3.什么是PCIe總線？

【答案】

PCIExpress(簡稱PCIe)是Intel公司提出的新一代總線接口，旨在替代舊的PCLPCI-X

和AGP總線標準，并稱之為第三代I/O總線技術。

PCIExpress采用了目前流行的點對點串行連接，比起PCI以及更早期的計算機總線的

共享并行架構，每個設備都有自己的專用連接，不需要向整個總線請求帶寬，而且可以把數(shù)

據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬。相對于傳統(tǒng)PCI總線在

單一時間周期內只能實現(xiàn)單向傳輸，PCIe的雙單工連接能提供更高的傳輸速率和質量，它

們之間的差異跟半雙工和全雙工類似。

4.什么是PC104總線？

【答案】

PC104是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，是ISA(IEEE996)標準的延

伸。PC104有兩個版本，8位和16位，分別與PC和PC/AT總線相對應。IEEE協(xié)會將PC104

定義為IEEE-P996.1,其實際上就是一種緊湊型的IEEE-P996。它的信號定義和PC/AT基本

一致，但電氣和機械規(guī)范完全不同，是?種優(yōu)化的、小型的、堆棧式結構的嵌入式控制系統(tǒng)。

5.RS-232和RS~485串行通信接口有什么不同？

【答案】

（1）RS-232的邏輯電平與TTL電平不兼容，為了與TTL器件相連必須進行電平轉換。

RS-485的邏輯電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。

（2）RS-232適用于近距離傳輸，RS-485適用于遠距離傳輸。

（3）RS-232的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為19.2kbps,RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為1OMbpso

（4）RS-232采用電平傳輸，RS-485接口采用二線差分平衡傳輸。

（5）RS-232接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，利用RS-485接口可以使一個或者多

個信號發(fā)送器與接收器互聯(lián)，在多臺計算機或帶微控制器的設備之間實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)通信，

形成分布式測控網(wǎng)絡系統(tǒng)。

6.什么是MODBUS通信協(xié)議？簡述MODBUS-RTU傳輸方式。

【答案】

（1）MODBUS協(xié)議是應用于PLC或其他控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控

制器之間、控制器通過網(wǎng)絡（如以太網(wǎng)）和其他設備之間可以實現(xiàn)串行通信。該協(xié)議已經(jīng)

成為通用工業(yè)標準。采用MODBUS協(xié)議，不同廠商生產的控制設備可以互連成工業(yè)網(wǎng)絡,

實現(xiàn)集中監(jiān)控。

（2）RTU模式如下圖所示：

地址功能代碼數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)1???數(shù)據(jù)nCRC高字節(jié)CRC低字節(jié)

當控制器設置為在Modbus網(wǎng)絡上以RTU（遠程終端單元）模式通信時,消息中的每

個8bit字節(jié)包含兩個4bit的十六進制字符。

代碼系統(tǒng)：8位二進制，十六進制數(shù)0?9,A~F；

消息中的每個8位域都由兩個十六進制字符組成。

每個字節(jié)的位：1個起始位；

8個數(shù)據(jù)位，最低有效位先發(fā)送；

1個奇偶校驗位，無校驗則無；

1個停止位（有校驗時），2個bit（無校驗時）。

錯誤檢測域：CRC（循環(huán)冗余檢測）。

第3章

1.什么是HMI?簡述其功能？

【答案】

HMI即人機接口，其功能為輸入和修改源程序、顯示和打印中間結果及采集參數(shù)、對

某些參數(shù)進行聲光報警、啟動和停止系統(tǒng)的的運行、選擇工作方式。如自動/手動（A/M）

切換、各種功能鍵的操作、顯示生產工藝流程。

2.電子顯示器可分為哪兩大類？簡述其發(fā)光原理。

【答案】

電子顯示器可分為主動發(fā)光型和非主動發(fā)光型兩大類。前者是利用信息來調制各像素的

發(fā)光亮度和顏色，進行直接顯示；后者本身不發(fā)光，而是利用信息調制外光源而使其達到顯

示的目的。

3.按顯示原理分類，電子顯示器的主要類型有哪些？

【答案】

按顯示原理分類，其主要類型有：發(fā)光二極管（LED）顯示、液晶顯示（LCD）、陰極

射線管（CRT）顯示、等離子顯示板（PDP）顯示、電致發(fā)光顯示（ELD）、有機發(fā)光二極

管（OLED）顯示、真空熒光管顯示（VFD）、場發(fā)射顯示（FED）。

4.LED顯示器的掃描方式有哪兩種？簡述其工作原理。

【答案】

靜態(tài)顯示掃描方式：每一位LED顯示器占用一個控制電路。

動態(tài)顯示掃描方式：多位LED顯示器共用?個段驅動器，由位驅動器控制輪流顯示。

5.LCD顯示器的驅動方式有哪兩種？LCD與LED顯示器件的主要區(qū)別是什么？LCD顯示

器件為什么不能采用直流驅動？

【答案】

液晶顯示器的驅動方式一般有靜態(tài)卵動和時分割驅動兩種。液晶本身不發(fā)光，靠謊制外

界光達到顯示目的，而LED自身可以發(fā)光。由于直流電,玉驅動LCD會使液晶體產生電解和

電極老化，從而大大降低LCD的使用壽命，所以現(xiàn)用的驅動方式多屬交流電壓驅動。

6.若有一個4位LED顯示器，試采用某一語言，編寫高位0不顯示的處理程序，假設4

位數(shù)放于DPBUF開始的4個單元，低位在前。

【答案】

背景機選用AT89C52,使用4位共陽數(shù)碼管，P0口控制段驅動器，P2口控制位驅動器。

聲明以下全局變量：

unsignedcharDiSPCNT=3;〃位掃描計數(shù)值

unsignedcharzero_flag=l;〃數(shù)碼管是否顯示標志，zero_flag置0時，一定顯示；

〃zcro_flag置1時，若本位為0,則不顯示

unsignedcharled_tab[]=

{OxcO,Oxf9.0xa4,0xb0.0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80.0x90,0x88.0x83,0xc6.0xal,0x86.0x8e,0xff};

〃字模表“0~9”、“A~F”、“滅”

unsignedchardpbuf[4];〃第一個元素為個位數(shù)字

//*****************************************************************************

〃函數(shù)名稱：動態(tài)掃描函數(shù)

〃函數(shù)功能：從高位開始掃描，每次調用掃描一位。當該位為0且高位為。時，該位消零;

〃當該位不為。時，zero_flag置0,低位將不再消零。最低位掃描完成后，zero_flag置1。

〃入口參數(shù)：無

〃出口參數(shù)：無

//*****木********求*求*木木*****木木***求*木水木木木求*求*求***木木木木*求*木木***木****木木木*木*求*木**才*木*

voiddisplayO

PO=Oxff;〃消隱

P2=0x08?(3-DISPCNT);//從高位開始掃描

if((dpbuf[D!SPCNT]==0)&&zcro_flag)

P0=led_tab[16];

else

PO=led_tab[dpbuf[DISPCNT]];

zero_flag=0;〃該位非零，zero_flag置0

if(DISPCNT==O)

{

DISPCNT=3;

zero_flag=1;

)

else

{

DISPCNT-;

7.觸摸屏一般分為幾類？簡述電阻式觸摸屏的工作原理。

【答案】

按照工作原理和傳輸信息的介質，觸摸屏可分為4類：電阻式觸摸屏、電容感應式觸摸

屏、紅外線式觸摸屏和表面聲波式觸摸屏。電阻式觸摸屏利用壓力感應原理進行控制，當手

指觸摸屏幕時，兩層導電層在觸摸點位置有了接觸，電阻發(fā)生變化，控制器偵測到這一變化

并計算出在X,Y方向上的位置，然后根據(jù)模擬鼠標的操作進行操作。

8.設計一打印機接口電路，并編寫打印子程序。

【答案】

打印機接口電路如下：

2kX2lOOOpF

74HC321/4

背景機選用AT89C52,則輸出一字節(jié)數(shù)據(jù)的程序設計如下:

PRINT:MOVDPTR,#PRTCS

MOVXA,@DPTR;讀打印機狀態(tài)

ANDA.#01H;BUSY=1?

JNZPRINT:BUSY”等待

MOVDPTR,#PRTCS;BUSY=O,不忙

MOVA,#DATA；輸出一字節(jié)數(shù)據(jù)

MOVX@DPTR,A

RET

第4章

1.常用的傳感器有哪些？

【答案】

溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、氣體傳感器、光電

傳感器等。

2.變送器的作用是什么？

【答案】

變送器在自動檢測和控制系統(tǒng)中，用于對各種工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位、

成分等物理量進行檢測，以供顯示、記錄或控制。

3.執(zhí)行器的作用是什么？

【答案】

執(zhí)行器接收來自控制器的控制信號，通過執(zhí)行機構將其轉換成推力或位移，推動調節(jié)機

構動作，以改變調節(jié)機構閥芯與閥座之間的流通面積，從而調節(jié)被控介質的流量。

4.模擬量輸入信號主要有哪些？

【答案】

模擬量輸入信號主要有以下兩類：

第一類為傳感器輸出的信號，如：電壓信號、電阻信號、電流信號。

第二類為變送器輸出的信號，如：電流信號、電壓信號。

5.在計算機控制系統(tǒng)中，常用的信號有哪三種類型？

【答案】

模擬（連續(xù)）信號、離散模擬信號、數(shù)字（離散）信號。

6.離散系統(tǒng)的采樣形式有哪些？

【答案】

離散系統(tǒng)的采樣形式有周期采樣、多階采樣、隨機采樣，其中周期采樣用的最多。

周期采樣，就是以相同的時間間隔進行采樣，即心「4二常量（T）a=0,1,2,……）.T

為采樣周期。

多階采樣：在這種形式下，（kr—k）是周期性重復，即常量，—>1。

隨機采樣：采樣周期是隨機的，不固定的，可在任意時刻進行采樣。

7.采樣/保持器的作用是什么？

【答案】

模擬信號經(jīng)過采樣變成了時間上離散的采樣信號，保持器將每次采樣取得的樣值暫存,

保持不變，直到下一個采樣脈沖的到來。

8.模擬量輸入通道由哪幾部分組成？

【答案】

模擬量輸入通道一般由信號處理、模擬開關、放大器、采樣一保持器和A-D轉換器組

成。

9.A-D轉換器的技術指標是什么？

【答案】

分辨率、量程、精度、轉換時間、電源靈敏度、對基準電源的要求。

10.模擬量輸出通道由哪幾部分組成？

【答案】

模擬量輸入通道一般由信號處理、模擬開關、放大濟、采樣保持器和A-D轉換器組成。

11.使用74HC273八D鎖存器、74HC138譯碼器、CD4052模擬開關、TLP521-4光電耦合

器，擴展32路帶隔離差分模擬輸入通道AIN0~AIN3l,被測信號為-50mV~+50mV,模擬開

關的輸出信號經(jīng)測量放大器放大后變成?5V~+5V的信號，通道口地址為FF00H。

(1)畫出電路原理圖。

(2)寫出通道控制字。

(3)使用任何一種計算機語言編寫選擇AINI8通道的程序。

【答案】

(1)電路原理圖如下：

12VU6CD4Q5：

IXV

V.x>OX—AIN0+

也“OY—AINO-

AIX—/MNI+

BIY—AINU

INH2X—AIN2+

X2Y—AIN2.

Y3X—AIN3+

[―v?3Y—AIN3?

U3B4,7kftH

U7CD4O5：

TLP521-4[1Z，V

包%,ox—AIN4+

V4Iv?OY—AIN4-

AIX—AIN5+

G1BIY—AIN5-

INH2X—AIN6+

X2Y—AIN6-

Y3X—AIN7+

Lv?3Y—AIN7.

U8CD4O52

1，4vV

近v.?ox—AIN8+

%OY—AIN8.

AIX—AIN9+

BIY—AIN9-

INH2X—AINItH-

X2Y—AINIO-

Y3X—A1NIH

1-%3Y—AINU-

U9CD4O52

"1VV

V.x>OX—AINI2*

%OY—AIN12-

AIX—AINI3+

BIY—AINI3-

INH2X—AIN14+

X2Y—AINI4-

Y3X—AINI5+

V?3Y—AIN15-

U10CD4052

I2V,

U4B4.7阿Vgox—AIN?

TI.P52I-4近%OY—AINI6-

AIX—AIN17+

BIYAAIIIMN1I7-1-

INH2X—AINI8+

G2rX2Y—AINI8-

Y3X—AINI9+

U4C4.7kn|

F%3Y—AIN19-

管經(jīng)TLP52I-4

UliCD4O5

12Vj

V4I也M*ox—AIN21K

%OY—AIN23

AIX—AIN2H

BIY—AIN21-

INH2X—AIN22+

X2Y—AIN22-

Y3X—AIN23+

k3Y

A—AIN23-

II2CD