微型计算机控制技术课后答案及解析

习题?

1，属于微型计算机控制系统范畴的硬件是由哪几个不同部分组合而成的呢？而各不同部分所起到的作用又究竟是什么呢？

答：CPU，接?电路及外部设备组成。

CPU，它属于微型计算机控制系统的核心部位，借助接口，它能够给系统的各个部分发出各类命令，与此同时，又用于对被控对象的被控参数加以操作。

实时检测及处理。

接?电路，微机和?产对象之间进?信息交换的桥梁和纽带。

外部设备：这是实现微机和外界进?信息交换的设备

2，微型的计算机控制系统软件起到了哪些的作?呢？具体来讲各部分的相关软件所具有的作?是什么呢？

答：软件是那些能够达成各类功能的计算机程序的全部集合。整个计算机系统的运行活动，都是在软件的引导之下协同开展的，所以说软件。

作为微机系统的中枢神经，从功能方面进行划分，软件能够被区分为系统软件以及应用软件。

1)专门用于使用和管理计算机的程序，是那个由计算机设计者所提供的系统软件，对于用户而言，系统软件仅作为开发应用软件的。

?具，是不需要??设计的。

2)应用软件，它是面向用户自身的程序，是那种由用户依据要解决的实际问题去编写的各类程序。

3，常??业控制机有?种？它们各有什么?途？

4，操作指导的工作原理是怎样的，DDC的工作原理是怎样的，SCC系统的工作原理是怎样的，它们互相之间都是有着什么样不同并且又具有何种关联吗？

答：(1)操作指导控制系统，于该系统之中，计算机的输出并非直接作用于生产对象，此乃开环控制结构。并且，计算机依据。

把检测到的生产过程参数，通过数学模型、控制算法予以处理，计算出各控制量理应具备的较为合适或者最佳数值以供操作员参考，此当时进行计算。

算机就起到了操作指导的作?。

(2)对于直接数字控制系统呀，也就是DDC系统，其中的DDC呢，也就是DirectDigitalControl系统会借助检测元件，针对一个或者多个被控参数展开巡回检测。

经输入通道传送给微机，微机把检测结果跟设定值作以?较，再去进?控制运算，之后 通过输出通道对执?机构加以控制，让系统的被控。

参数达成了预先设定的规格水平，DDC系统乃是闭环型系统，它属于微机于工业生产进程里最为常见的一类应用形态。

(3)那种被称作计算机监督控制系统的，也就是SCC系统，其中的SCC，即SupervisoryComputerControl系统它呢，相较于DDC系统，是更加贴近生产发生变化所呈现出的实际情形状况的，因为。

于DDC系统之下，计算机仅仅是替代模拟调节器去开展控制，系统无法运行于最佳状态，而SCC系统不但能够施行给定值控制，而且。

进?顺序控制，可开展最优控制，还能实现?适应控制等，SCC是操作指导控制系统同DDC系统的综合，也是其发展。

5，说明嵌?式系统与?般微型计算机扩展系统的区别。

答，嵌入式计算机通常不存在标准的硬件配置情况，嵌入式系统能够选取多种类别的处理器以及处理器结构，软硬件协同设计运用统一的。

有?具描述，能够对于系统软硬件合理划分，将系统功能予以分配，针对性能、成本、功耗以及其他??进?权衡折衷，以此获取更优化的设计，这属于嵌?式系统。

统大部分都是呈现为低功耗的系统，简要来讲，也就是其中嵌入式系统和微型计算机他们的拓展标准并非十分相似，是存在差异的更多公务员考试网题库就点击这里，是有着不小区别的。

6，PLC控制系统有什么特点？

答：（1）具有?可靠性。因为PLC?多采?单?微型计算机，所以集成度?，?加之有相应的保护电路以及?诊断功能，所以提?了。

系统的可靠性。

（2）易于编程，PLC编程大多采用继电器控制梯形图以及命令语句，其数量相较于微型机指令要少很多，除了中、高档PLC之外，一般。

小型PLC的数量大概只有16条左右，因为梯形图具有形象且简单的特征，所以编程易于掌握，还方便使用，甚至在不需要具备计算机专门知识的情况下，就能够进行。

编程。

（3）PLC因采用积木式结构，而具备组合灵活的特性让用户只需进行简易组合，就能灵活改变控制系统的功能与规模，所以可适用于此。

于任何控制系统。

（4）有着齐全的输入功能模块，还有着齐全的输出功能模块。PLC的最大优点当中的一个，是面对不同的现场信号的时候，都有相应的模块存在，能够与工业现场的器件直接相连。

接，并通过总线与CPU主板连接。

（5）可方便进行安装，和其他的计算机系统相比较而言，PLC的安装，既不需要专门弄一个机房，也不需要有着严格的屏蔽措施，在使用的时候，仅仅只需要把检测器件和执?。

机构和PLC的I/O接?端?连接?误，便可正常?作。

（6）该设备运行起来速度很快，因为PLC的控制是依靠程序来控制执行的，所以不管是其可靠性，还是运行时的速度，都是继电器逻辑控制根本没办法与之相比的。

的。

7，微型计算机控制系统与模拟控制系统相?有什么特点？

答：1)结构上。模拟和数字部件的混合系统。

2）含有模拟信号离散模拟、离散数字等多种信号。

3）需要采用专门的理论去分析以及设计，也就是模拟调节规律离散化设计法和直接设计法。

4）便于实现复杂的控制具有很?的灵活性和适应性。

5）可实现多回路分时控制。

6）那种控制所具备的多功能性，能够提升企业的自动化程度，存在分级控制，还有集散控制，以及生产管理等情况。

8，什么是现场总线系统？它有什么特点？

答：现场总线控制系统FCS的核?是现场总线

现场总线控制系统

是?种数字通信协议哟，它是连接智能现场设备的通信?络，它还是连接?动化系统的通信?络呢 ，此通信?络具备着数字式的特点 ，它有着全分散的特性 ，它呈现双向传输的状态 ，它拥有多分?结构。

②是控制技术、仪表?业技术和计算机?络技术三者的结合。

③具备现场通信网络的特性，现场设备能够实现互连，存在互操作性，有分散的功能模块，采用通信线供电方式，以及开放式互连网络等技术特点。

④确保控制系统能够顺应当下?业界对于数字通信以及?动控制的需求，并且让它与Internet?相互连接，进?构成不同层次的复杂?络，这成为可能。

可不可以，它体现出了工业控制体系结构向前发展的一种趋向，9那，未来控制系统的发展态势究竟是什么呢？

答：1）??推?应?成熟的先进技术

2）??研究和发展智能控制系

3）嵌?式系统的应?将更加深?

10，为何要说那种微型计算机，也就是嵌入式微控制器，是在智能化仪器以及中、小型控制系统里应用数量最多的呢？

答:嵌?式微控制器?称单?机。

1)为了去适应不一样的应用需求，有一个系列的单片机具备多种衍生产品，每个衍生产物的处理器内核是相同的，不一样的地方在于存储器，还有。

外设的配置及封装。

2)较之嵌入式微处理器，微控制器最大的特点在于，它是单片化的，其体积小，其功耗低，其成本低，其可靠性高。

3)微控制器是?前嵌?式系统?业的主流。

11、什么是被称作嵌?式的系统呢，嵌?式系统与平常?般的?业使?的控制系统会存在什么样的区别之处呢？

应?为中?，计算机技术为基础之处，软件硬件能裁剪，适应应?系统对于功能，可靠性，这成本，那体积，还有功耗的这个答：嵌?式系统。

严格要求的专?计算机系统。

12、物联网究竟是什么呢？为何会说物联网给微型计算机控制技术带来了新的、且更大的应用空间呢？

答：物联?=互联?+传感器

该系统借助射频自动识别，也就是 RFID，还有红外感应器，以及全球定位系统，即 GPS，再加上激光扫描器，和环境传感器，以及图像感知器等信息设备。

备，依据约定好的协议，将任何物品跟互联?连接到?起，开展信息交换以及通讯，借此达成智能化识别、定位、跟踪、监控还有管理的?。

存在这样一种网络，事实上它同样是一种微型计算机控制系统，只是规模更为庞大罢了。

13、物联?终端由?部分组成？各部分的作?是什么？

答：物联网终端有多个组成部分，其一是外围接口模块，其二是核心处理模块，其三是网络通信模块，其四是电源管理模块组件。

外围感知接?与传感设备相连，像RFID读卡器，还有红外感应器，以及环境传感器等，这些传感设备的数据会被读取，之后通过中。

经由央处理模块予以处理之后，依照网络协议，借助外部通讯接口，像GPRS模块、以太?接?、WIFI等这类方式，发送至以太?的指定中?。

处理平台。

14、对于FPGA是什么含义而言，就其展现出的具有何种特质来讲，于微机控制系统以及智能化仪器这两者之中会产生怎样的作用呢，回答是，FPGA所指的是现场可编程门阵列。

特点．FPGA的特点

（1）通过采用FPGA来设计ASIC电路，用户即使不进行投片生产，也能够获得合用的芯片。

（2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样?。

（3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。

（4）FPGA属于ASIC电路里的器件之一，它的设计周期极为短，它的开发费用特别低，它的风险相当小。

（5）FPGA采用高速CHMOS工艺，其功耗是低的，它能够跟CMOS电平兼容，也能够跟TTL电平兼容。

对于小批量系统而言，能够提高其系统集成度以及可靠性的选择之中，FPGA芯片可以说是最佳选择之一。

习题?

1.采样有?种?法？说明它们之间的区别？

2.采样周期愈?愈好吗？为什么？

答：并非如此。要是采样间隔极为微小（采样频率相当之高），那么对于固定长度的时间记录而言，其数字序列会显得冗长无比，计算的工作量便会迅猛增大，倘若数字。

序列长度是既定的，那么就只能去应对极为短暂的时间进程喽，如此一来便有可能出现不小的误差呢。

3.简述多路开关的?作原理。

4.怎样去扩展多路开关呢了，尝试借用两个CD4097把它扩展成为一个具备双16路输?以及具有双2路输出特性与系统构造，并且阐述其?作时的原理是什么呢。

5.来尝试着运用CD4051去设计一款32路模拟多路开关，需要将电路图给画出来，与此同时说明一下它的工作原理。

6.进行采样操作的保持器具备怎样的作用呢？尝试去说明一下保持电容的大小对于数据采集系统会产生何种影响。

答：采样保持器的作?是，它致力于达成这样的一种状况，即当中，A/D转换器去完成一次A/D转换的时候，总归都是需要一定的时间段的，在这个进行A/D转换操作的时间范围以内，是期望输入信号不会再出现新的变化的。

以至于避免导致造成转换时生成误差，如此这般，那么便需要在A/D转换器的前边添加进采样保持器。

若是保持电容对数据采集系统采样保持的精度带有很大影响，那么保持电容值小的话，采样状态时充电时间常数就小，则保持电容充电快，输出。

出对输入信号的跟随特性优良，然而在保持状态的情形下放电时间常数较小，也就是保持电容放电速度快，所以保持性能欠佳，反过来讲，保持电容数值大。

保持性能好，但跟随特性差。

7.于数据采样系统里，是否全部的输入通道都得添加采样 - 保持器，这般的原因究竟为何？

答：并非如此，对于那种输入信号变化极为缓慢的情况，像是温度信号这般，又或者是 A/D 转换的时间相对较快，以至于在 A/D 转换的这段期间，输入信号的变化微乎其微，处于允许的范畴内。

A/D转换精度内，就不必再选?采样保持器。

8.有关采样频率高低，对于数字控制系统会产生怎样的影响呢？请试着列举工业控制方面的实例，以此来进行说明。

采样频率的高低，对于数字控制系统是存在一定影响的，采样频率过高的话，那么对数据采集的准确性会有提高，然而采样频率若为较高状态，就会过多地占用CPU的时间。

存在时间和内存方面的资源，且采样频率较高情况，对于采集得来的数据，需要开展实时性的分析以及处理，CPU绝大多数的时间被用于数据采集、分析以及处理行为上，进而对其效果产生了影响。

其为它事的那个时间，采样频率处于较低状态，如此一来就存在着有可能将该采集的数据遗漏掉，进而致使数据实时分析出现有可能不正确的状况。

9.A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作?？

10.A/D转换器转换原理有?种？它们各有什么特点和?途？

答案是，存在并联比较型，它的电路规模十分庞大，其转换速度是最快的，这种类型被应用于超高速的A/D转换器当中；还有主次渐进型，它的电路规模相对较小，其速度比不上并联比较型。

快，但较其他类型电路的转换速度快的多，?于集成A/D

转换器里，双积分型的电路结构是简单的，其性能稳定且可靠，具备很强的抗干扰能力，然而转换速度非常低，它被应用在低速系统中；V - F变换型会产生调频信号。

具有很强的抗?扰能?，低速，?于遥测、遥控系统中。

11.试说明逐次逼近型A/D转换器转换原理。

从高位开始，朝着低位一个一个地去进行试探比较，仿佛是利用天平来称量物体一样，按照从重量大到重量小的顺序，一级一级地去增加或者减少砝码从而展开试探。逐次逼近法的转换过程呈现为：在初始化的时候，让逐次。

向逼近寄存器各个位进行清零操作；当转换一开始时，先让逐次逼近寄存器最?的那个位置为1，接着把它送进D/A转换器，经过D/A转换后所产生的模拟量再送进比较。

有?种器，它被称作Vo ，它要和送进?较器的、处于待转换状态的模拟量Vi开展?较，要是Vo。

12.对于高于8位的D/A转换器，当它要和8位的微型计算机进行接口连接时，为何就一定要采用双缓冲方式呢？这种双缓冲工作和 DAC0832的双缓冲有怎样的关联呢？

冲?作在接?上有什么不同？

答：缘由在于，数据需要分两次或者分三次来进行输入工作，具备双缓冲结构有效地避免了有虚假的模拟量输出值出现。于此存在的主要区别是，AD667的第一级别是由3个4位所构成的。

寄存器组成。

13.串?A/D转换器有什么特点？

24.采用8位DAC芯片，来构成双极性电压输出电路，该电路的参考电压范围是从－5V至+5V，现需求出对应以下偏移码的输出电压。

（1；（2；（3；（4；（5；（6。答：解：

VOUT1=-VREF.

VOUT2=-(VREF+2VOUT1)

（2）VOUT1=-VREF.=-1.25V～+1.25V

（6）VOUT1=-VREF.=-4.96～+4.96V

输出电压2等于负的，参考电压加上两倍的输出电压1，其取值范围是负4.92伏特至正4.92伏特。

25.0832与CPU存在着?种连接的?式呢，它们在硬件所涉及的接?以及软件上的程序设计??到底有着怎样的不同呀？

26.任用 DAC0832 器件去搞一个单缓冲类型的数字模拟转换器来进行电路设计，要画出与之相连接的接口电图，并且编写出来相应的用于实现这个功能的程序代码。

27.用8255A的B口 以及DAC0832来设计一个8位的D/A转换接口电路，然后编写程序 这里设8255A的地址是8000H到8003H。

28.假定，有?12位的D/A转换器DAC1210，此转换器是要和8031进行接?电路这个具体连接动作的，就目前其呈现的样子是如图2.42所具体有所展示那般的。

（1）说明电路控制原理。

（2）设定数据放置于以DABUFF作为?地址的连续两个存储单元之处，尝试编写程序来完成D/A转换。

程序。

29.利用DAC0832芯片来进行设计，设计出一个可以输出脉冲波的电路，而且此脉冲波的频率是50Hz，并编写相应的程序。

30.试?13题的电路设计出能产?三?波、梯形波和锯齿波的程序。

31.将A/D转换器的结束信号（设定为EOC），其具备怎样的?种作?？依据该信号于I/O控制?的连接?式，究竟A/D转换存在着?种控制?式？它们会是怎样的情况？

各在接?电路和程序设计上有什么特点？

32.设定某?个??位的A/D转换器，其输?电压范围是从0到正5V，进?去求出，当输?模拟量为下述这些具体值之际，所输出的数字量是多少？

（1）其一为1.25V，其二是2V，其三乃2.5V，其四为3.75V，其五是4V，其六为5V。

12)()(252=-=-+nREFREFVVq量化单位：

qVVDDVininin==→=.522512

12数字量

（1）HBqD000102425.1===

（4）

D00

00

1100000000

3072

75

.3

=即

33.某A/D转换电路如图2.43所?。

（1）试写出A/D转换器的地址；

（2）该电路采?什么控制?式？画出该种转换的程序框图；

（3）?8051汇编

34.将上述电路改成中断控制?式，试画出电路图并编写出程序。

35.假设有一个被用来测量温度的范围，其变化区间是从零摄氏度到一千二百摄氏度，要是规定误差不能超过零点四摄氏度，那么应该选用具有怎样分辨率的A/D转换器呢（假定ADC的分辨）？

率和精度?样）。

36.高于8位的A/D转换器，与8位I/O的微型计算机的接口，有怎样的区别？和16位I/O的微型计算机的接口，又有怎样的区别？试以A/D574A/D转换器作为例子加以说明。

明。

37.试编写完成图2-29所?的串?A/D转换程序。

习题三

1，键盘为什么要防?抖动？在计算机控制系统中如何实现防抖？

答：因为机械触点存在弹性振动，所以按键按下时，并非马上就能稳定接通，且弹起时也无法一下子就完全断开，故而在按键闭合以及断开的时候。

开的刹那都会呈现?连串的颤动，这被称作按键的抖动?扰！按键的抖动会致使按?回键所产?的开关状态被CPU错误读取好?回，为。

要让CPU能够正确地去读取按键的状态，那么在按键处于闭合状态或者断开状态的时候。务必消除所产生的前沿或者后沿抖动。而去抖动这种行为存在硬件方法以及软件。

?法有两种，其中?种是通过设计诸如滤波延时电路或者单稳态电路等硬件电路的?式，去避开按键的抖动时间 的硬件?法，另?种是编制?段时间 ?的 通过软件的?法。

针对100ms的延时程序，当第?次检测到存在键按下这种情况时，去执?这段延时?程序，以此使键的前沿抖动消失掉，之后再去检测这个键的状态，要是这个键依旧。

电平保持在闭合状态，由此将该键已稳定按下予以确认，不然就不存在键被按下的情况，进而把抖动所带来的影响给消除掉了。

2，在?业过程控制中，键盘有?种？它们各有什么特点和?途？

答：(1)编码键盘，它能够自动识别被按下的键，然后产生相应的代码，接着以并行或者串行的方式，将这些代码送给CPU。

使??便，接?简单，响应速度快，但较贵。

(2)?编码键盘：通过软件来确定按键并计算键值。

价格便宜，因此得到了?泛的应?。

3，试说明?编码键盘扫描?法、原理及键值计算?法。

答：扫描的原理是，一般会采用软件的方式，先是逐行去检查键盘的状态，接着再逐列检查键盘的状态，当找到了有键被按下情况的时候，会运用计算或者查表这样的方式获取到该键的键值。

所采用之物又划分为程控扫描之方式、中断扫描之方式以及定时扫描之方式。键值计算运用之办法：判别是否存在按键被按下之情形，消除按键按压时产生的抖动现象，判定到底是哪一个按键有进行按压。

以求出闭合键的键值，确定键值。

4、编码键盘的区别是什么？非编码键盘的区别是什么。其中，基于接?电路考虑具备哪些区别？基于软件设计考虑又存在哪些区别？

答：编码键盘具备这样的功能，它能够自动识别被按下的键，识别之后产生相应的代码，继而会以并行或者串行的方式，将这些代码发送给CPU。它有着使用方便的特点，其接口很简单，响应的速度。

得以较快速度实现，然而得需要特定、专门设计的硬件电路才行。非编码方式的键盘，依靠应用一套软件，以此来明确所按下的按键，进而对键值展开计算。

5、于计算机控制系统内部，为何存在时而使用复用键这种情况呢？复用键又是经由怎样的方式得以达成的呢？

回：因要节省按键数量，故而采用复用键，能够采用设置上下档开关的办法来构成复用键。

6、什么叫重建？计算机如何处理重键？

答：一次的按键能产生多次击键下才会出现的效果，则这般情况被命名为重键，为了能够排除重键产生的不利影响，在编制程序这个行为过程里边，能够选把键的释放当作是按键行为实际结束的标志，要等待键完成释放。

放电平后再转去执?相应的功能。

7.那种由LED发光?极管构成的段数码管显?器，在其结构??会存在哪两种接法呢？不同这种接法对于字符显?会产?怎样的影响呢？

答：从其结构方面来说，存在共阴极以及共阳极这两种接法，其中共阳极数码管的8个发光二极管，其阳极是连接在一起的，一般情况下，公共阳极的接法是接高电平。

?般接电源，其它管脚接段驱