微机课后作业.docx

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微机课后作业

习题一

一、复习题

1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？

各部分的作用是什么？

2.微型计算机控制系统的软件有什么作用？

请说出各部分软件的作用。

4.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？

它们之间有何区别和联系？

9.未来控制系统发展趋势是什么？

12.什么是物联网？

为什么说“物联网给微型计算机控制技术带来新的、更大的应用空间”？

13.物联网终端由几部分组成？

各部分的作用是什么？

习题二

1、复习题

1.采样有几种方法，试说明它们之间的区别。

2.采样周期越小越好吗？

为什么？

5.试用CD4051设计一个32路模拟多路开关，要求画出电路图并说明其工作原理。

7.在数据采样系统中，是不是所有的输入通道都需要加采样-保持器，为什么？

8.采样频率的高低对数字控制系统有什么影响？

试举工业控制实例加以说明。

12.为什么高于8位的D/A转换器与8位的微型计算机的接口必须采用双缓冲方式？

这种双缓冲工作与DAC0832的双缓冲工作在接口上有什么不同？

三、练习题

28.设12位D/A转换器DAC1210与8031接口电路连接，如图2.30所示。

（1）说明电路控制原理

（2）设数据存放在DABUFF为首地址的连续两个存储单元中，试编写一完成D/A转换的程序。

（3）写出产生三角波、矩形波、正弦波、阶梯波的程序。

（频率为100HZ，语言不限）

8031为8位机，待转换的数字量分高8位和低4位两步传入。

由P2口产生的高8位和低四位的控制信号的地址信息。

138输出对应的地址分别为

Y2000101xxB1/B2为高，写高八位数据

Y3000111xxB1/B2为低，写低四位数据

Y4001001xx数据送出转换

voidDAOUT（unsignedintDABUFF）

{

*（（charxdata*）0x1400）=DABUFF>>4;

*（（charxdata*）0x1c00）=（DABUFF<<4）&0x00ff;

*（（charxdata*）0x2400）=0;

}

#include

unsignedintcodeSIN_DATA[100]={0};//EDA课堂介绍的内容生成正弦表

//unsignedintDABUFF;

voidDAOUT（unsignedintDABUFF）

{

*（（charxdata*）0x1400）=DABUFF>>4;

*（（charxdata*）0x1c00）=DABUFF<<4;

*（（charxdata*）0x2400）=0;

}

//设100点，100Hz则每点10000us/100=100us

unsignedcharTH0_LOAD=（0x10000-100）/0x100;

unsignedcharTL0_LOAD=（0x10000-100）%0x100;

unsignedcharWAVEMODE=0;//设定波形

unsignedcharWavePoint=0;

unsignedintDAVAL=0;

unsignedintWaveStep=4095/50;

voidT0_IRQ（void）interrupt1

{

TH0=TH0_LOAD;

TL0=TL0_LOAD;

switch（WAVEMODE）

{

case0:

{

DAOUT（DAVAL）;

WavePoint++;

if（WavePoint<=50）DAVAL+=WaveStep;

elseDAVAL-=WaveStep;

if（WavePoint>=100）WavePoint=0;;

break;

}

case1:

{

DAVAL=SIN_DATA[WavePoint++]

if（WavePoint>=100）WavePoint=0;

DAOUT（DAVAL）;

break;

}

default:

break;

}

}

voidmain（void）

{

TMOD=0x11;

TH0=0;

TL0=0;

TR0=1;

ET0=1;

EA=1;

while

（1）

{

//delay（30000）;DAOUT（1023）;delay（30000）;DAOUT（0）;

}

}

33.某A/D转换电路如图2.31所示。

（1）试写出A/D转换器的地址。

（2）该电路采用什么控制方式？

画出该种转换的程序框图。

（2）用8051语言编写完成上述A/D转换的程序。

PC00011010=0x1a00

PB00011001=0x1900

查询或者延时方式控制，流程略

UsingedcharcharAD_0809Read（void）

{

*（（charpdata*）0x1a00）=0x80；

*（（charpdata*）0x1a00）=0；

While（（*（（charpdata*）0x1a00））&0x08！

=0x08）；//delay_us（128）；

Return*（（charpdata*）0x1900）；

}

35.设被测温度变化范围为0℃~1200℃，如果要求误差不超过0.4℃，应选用分辨率为多少位的A/D转换器（设ADC的分辨率和精度一样）？

（1200-0）/（2n-1）<=0.4n=?

习题三

一、复习题

3.试说明非编码键盘扫描原理及键值计算方法。

6.什么叫重键？

计算机如何处理重键？

7.多位LED显示器显示方法有几种？

它们各有什么特点？

二、练习题

27.试用8255A的C口设计一个4×4=16的键阵列，其中0~9为数字键，A~F为功能键，采用查询方式，设计一接口电路，并编写键扫描程序。

30.某显示电路如图3.64所示，试回答下列问题。

（1）说明图中数码管应选用哪一种类型的数码管？

（2）该电路属于哪一种显示方法？

（3）图中74LS47的作用是什么？

（4）设

，

的地址分别为60H和63H，要显示的数据分别存放在DATABUF1和DATABUF2两个内存单元中，试设计出完整接口电路并编写一个完成上述显示的子程序。

（1）共阳极数码管

（2）静态显示

（3）7段数码管译码与驱动

（4）

Y1=01100000

Y2=01100011

voidDisplay（void）

{

*（（charpdata*）0x60）=*DATABUF1;//或者*（（charpdata*）0x60）=DATABUF1;

*（（charpdata*）0x63）=*DATABUF2;//或者*（（charpdata*）0x63）=DATABUF2;

}

32.采用AT89C2051单片机，同时用廉价的74LS164和74LS138作为扩展芯片，设计一个动态显示电路，如图3.65所示，要求如下。

（1）说明74LS164的作用。

（2）说明74LS138的作用。

（3）编写完成上述功能的程序。

（1）74LS164为移位寄存器，驱动数码管的段码。

（2）74LS138为译码器，控制三极管选通一位数码管，即位码

（3）

voiddisplay（void）

{

chari，temp=0x00；

for（i=0;i<4;i++）

{

SBUF=dispBuf[i];TI=0;while（TI）;P1=temp;temp+=0x04;

}

}

voiddisplay（longlndata）

{

chari，temp=0x00；

for（i=0;i<4;i++）

{

SBUF=DisTab[lndata%10];TI=0;while（TI）;P1=temp;temp+=0x04

Lndata/=10;

}

}

习题四

一、复习题

2.说明硬件报警与软件报警的实现方法，并比较其优缺点。

4.试说明固态继电器与继电器控制有什么区别？

5.说明PWM调速系统的工作原理。

14.某电机控制系统如图4.54所示。

（1）说明图中光电隔离器4N25的作用。

（2）说明图中电机控制原理。

（3）画出电机控制程序流程图。

（4）根据流程图编写出电机控制程序。

答：

（1）隔离电机侧干扰

（2）8255的PA口作为占空比设定，PC7作为启动停止开关，PC0控制电机旋转

（3）略

（4）

ucharGetDuty（void）

{

return_8255PA;

}

bitRUN（void）

{

if（_8255PC&0x80==0x80）return1;

elsereturn0;

}

voidMotorCtr（bitOnOff）

{

if（OnOff）_8255PC=0x01;

else_8255PC=0x00;

}

#defineDELTIME100

voidmain（void）

{

ucharDuty,Counter=0;

while

（1）

{

if（RUN（））

{

Duty=GetDuty（）;

if（Counter<=Duty）MotorCtr

（1）;

elseMotorCtr（0）;

Counter++;

delay_us（DELTIME）;

}

elseMotor（0）;

}

}

15.画出四相、六相步进电机正、反通电顺序图。

16.一步进电机控制系统接口电路如图4.55所示（设8255芯片地址为6000~6003H）

（1）完成图中8255A与8031的接口设计

（2）试编写程序，使其能实现下列功能。

1当S1按下时，步进电机正向单三拍旋转2圈。

（步距角3度）

2当S2按下时，步进电机反向双三拍旋转1圈.

3当S3按下时，步进电机正向三相六拍旋转20步。

4其余情况步进电机不转。

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineKEYXBYTE[0x6002]

#defineSTEPMOTORXBYTE[0x6002]

voiddelay（uintt）{while（t--）;}

codeuchartab1[]={0x01,0x02,0x04};

codeuchartab2[]={0x03,0x06,0x05};

codeuchartab3[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x05};

charStepNow;

voidmotor_step（bitdirection,unsignedcharmethod）

{

ucharMaxStep;

uchar*pt;

switch（method）

{

case0：

pt=tab1；MaxStep=3;break;

case1：

pt=tab2；MaxStep=3;break;

case2：

pt=tab3；MaxStep=6;break;

}

if（direction）

{

STEPMOTOR=pt[StepNow];

StepNow=（StepNow+1）%MaxStep;

}

else

{

STEPMOTOR=pt[StepNow];

StepNow=（StepNow-1）%MaxStep;

if（StepNow<0）StepNow=MaxStep-1;

}

delay（1000）;

}

voidmain（void）

{

uintsteps=0;

ucharkeytemp;

while

（1）

{

Keytemp=KEY&0xe0;

switch（Keytemp）

{

case0xc0:

while（steps++<720/3）motor_step（1,0）;

do{Keytemp=KEY&0xe0}while（Keytemp==0xc0）;

steps=0;

break;

case0xa0:

while（steps++<360/3）motor_step（0,1）;

do{Keytemp=KEY&0xe0}while（Keytemp==0xa0）;

steps=0;

break;

case0x60:

while（steps++<20）motor_step（1,2）;

do{Keytemp=KEY&0xe0}while（Keytemp==0x60）;

steps=0;

break;

default:

break;

}/**/

}

}

习题六

15.复习题

13.串行通信传送方式有几种？

它们各有什么特点？

13.异步通信与同步通信的区别是什么？

它们各有什么用途？

补充：

编程实现单片机与PC机串口通信程序，要求使用串口调试助手观测单片机上电时发给PC机的字符串“SystemInitialed\n”，之后PC机发给单片机字符串，单片机将原字符串返回。

voidcomm_init（longbaud）

•{

•unsignedlongreload=11059200/32/baud;/*baud=fosc/reload/32

•PCON=0x80;//SMOD=1;

•SCON=0x50;//Mode1,8-bitUART,enablereceiption

•

•RCAP2H=0xff;

•TH2=0xff;

•RCAP2L=0x100-（uchar）reload;

•TL2=0x100-（uchar）reload;

•T2CON=0x34;

•ES=1；EA=1；

•}

•voidtrans_one（ucharuc）

•{

•SBUF=uc;

•TI=0;

•while（!

TI）;

•

•}

•voidtrans_str（uchar*str）

•{

•while（（*str）!

='\0'）trans_one（*（str++））;

•}

•voidSerialIRQ（）interrupt4/**/

•{

•unsignedchartemp;

•if（RI）

•{

•RI=0;

temp=SBUF;

SBUF=temp;TI=0；while（！

TI）；

•}

•}

•voidmain（void）

•{

•comm_init（9600）;

•trans_str（"SystemInitialed!

\n"）;//trans_one（30）;

•while

（1）；

•}

习题七

8.复习题

4.常用的数字滤波方法有几种？

它们各自有什么优缺点？

5.在程序判断滤波方法中，△Y如何确定？

其值越大越好吗？

7.标度变换在工程上有什么意义？

在什么情况下使用标度变换程序？

2、线性插值法有什么优缺点？

使用中分段是否越多越好？

3、练习题

19.某计算机控制系统，如图7.18所示。

用一个音频振荡器接在输入端，其数字滤波计算公式为：

试编写一个计算y（k）的程序。

图7.18计算机控制系统方框图

intyk,yk_1;

voidFilter（void）

{

yk_1=yk;

xk=AD_RESULT;

yk=xk/16+15*yk_1/16;//yk=（xk+15*yk_1）/16;

}

voidFilter（void）

{

xk=AD_RESULT;

yk=xk/16+15*yk_1/16;//yk=（xk+15*yk_1）/16;

yk_1=yk;

}

21.某压力测量系统，其测量范围为0~1000mmH2O柱，经A/D转换后对应的数字量为00~FFH，试编写一个标度变换子程序，使其能对该测量值进行表度变换。

y=（1000-0）*（Nx-0）/（0xff-0）+0;

22.某梯度炉温度变化范围为0℃~1600℃，经温度变送器输出电压范围为1~5V，再经ADC0809转换，ADC0809的输入范围为0~5V，试计算当采样数值为9BH时，所对应的梯度炉温度是多少？

y=（1600-0）*（Nx-51）/（255-51）+0;y=1600*（104）/204=815.69

25.现有一微型计算机炉温控制系统。

它的温度检测元件为热电偶。

由于此元件的热电势与温度之间的关系是非线性的，这对于微型计算机采样、转换及计算精度将会有一定的影响。

因此，必须对其进行非线性补偿，以便提高控制精度。

经过一系列统计和计算，得到一个近似数学公式：

式中，V为热电偶的输出值，单位为mV。

根据此公式可得到两条折线，它与原函数曲线近似（见图7.19）。

在计算时，就用它来代替原函数，其误差满足工程要求，试编写出完成上式计算的源程序。

voidGetResult（void）

{

V=ConVert（AD_RESULT）;

if（V<=14）

T=25*V;

elseT=24*V+14;

}

习题八

10.复习题

1.在PID调节器中，系数KP、KI

、KD各有什么作用？

它们对调节品质有什么影响？

2.在PID调节器中，积分项有什么作用？

常规PID、积分分离与变速积分3种算法有什么区别和联系？

3.位置型PID和增量型PID有什么区别？

它们各有什么优缺点？

6.在自动控制系统中，积分饱和现象是如何产生的？

在微型机控制系统中，如何消除饱和？

6.练习题

19.已知D1（s）=

，D2（s）=18+2s,T=1s,要求：

（1）分别写出D1（s）、D2（s）相对应的增量型PID算法的输出表达式。

（2）若用增量型PID算法程序（PIDIN）实现以上算法，试问在计算D1（s）及D2（s）时，KP、KI和KD的值是多少？

P/e

D1（s）=

=

=

=>

1、自动控制系统的分类

2、计算机控制系统的硬件组成及功能

3、计算机软件组成及功能

4、请列举出常见计算机控制系统

5、物联网的构成及关键设备（构成）

6、DCS是什么系统，它的基础是什么？

7、常用的控制装置有哪些？

8、请说明多路开关的作用

9、请说明多路开关的分类

10、请说明CD4051的组成部分

11、请说明CD4051的扩展方法或步骤

12、采样系统的频率选择标准是什么？

13、DA输出的几种形式是什么？

14、DAC0832双极性输出的公式如何描述？

15、DA硬件接口需要注意的3方面是什么？

16、DAC0832锁存器的几种工作方式？

如何连接？

17、ADC0809的组成部分有哪些，有哪些关键管脚需要如何连接？

用其进行采集的过程如何？

18、A/D转换器与微型机接口技术的六大问题。

19、AD转换三种方式的硬件与软件比较

20、说明模拟量输入钳位二极管的作用

21、说明去耦电容的作用

22、说明矩阵键盘键码确认的方法（逐行扫描法）

23、红外数据传输的载波是多少，为什么要加载波？

红外数据传输的逻辑0和逻辑1如何区分？

24、数码管动态显示的方法，单管扫描时间的确定。

25、8*8点阵的工作原理，16*16点阵的扩展方法。

26、说明去耦电容和钳位二极管的作用（上次思考）

27、LED点阵的硬件驱动方案（2种以上）

28、液晶硬件接口中D/I、R/W、E、RST分别是什么信号。

29、控制系统中常用的报警方式有那些？

30、光电报警中白炽灯常使用的接口硬件是什么？

31、开关量输出的两大问题是什么？

32、继电器的构成包含哪两部分，电路设计时二极管如何连接，有什么作用？

33、请说明SCR是什么元件，其开通和关断的方法。

34、请说明电磁阀的构成。

35、直流电机正反转控制电路中电机的四种状态是什么？

36、3相步进电机的双三拍和三相六拍控制的方法及正反转控制。

37、步进电机程序设计的主要任务是什么？

38、步进电机的控制的两个重要参数是什么？

分别对应什么控制效果？

39、步进电机变速控制的目的是什么？

方法有哪些？

40、串行通信中，数据传送3种方式是什么？

41、在串行通信中数据定时、同步的不同，串行通信的基本方式？

42、说明RS-232C的电平，传输距离？

43、RS-232、RS-422、RS-485分别是什么样的传输方式，电平多少，传输线使用，传输距离多远？

列举对应的芯片。

44、简要描述51多机通信所使用工作方式、控制位、以及通信过程。

45、常用的数字滤波算法有哪些？

46、简要描述限幅滤波法的处理过程。

47、简要描述滑动平均滤波算法的处理方法。

48、量程自动转换中常用PGA有哪些类型？

49、线性标度变换公式描述。

50、简要描述线性插值方法的步骤。

51、简要描述系统误差自动校正的方法。

52、比例调节器的Kp变化对控制效果的影响。

53、积分调节器的Ti变化对控制效果的影响。

54、积分作用的特点有哪些？

55、微分作用的有什么特点？

56、位置型PID算法的流程。

57、增量型PID算法的流程。

58、积分饱和的影响是什么？

消除方法有哪些？

59、根据流程图写程序

60、根据程序画流程图

61、地址确定

62、步进电机/直流电机控制电路和程序

63、AD/DA转换电路和程序

64、数码管/键盘程序