微型计算机控制技术课后答案第二版潘新民.docx

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微型计算机控制技术课后答案第二版潘新民

第一章

1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？

各部分作用?

（1）主机：

这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算（如调节规律运算、最优化计算等）和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。

（2）输入输出通道：

这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。

过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。

（3）外部设备：

这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备（操作台）、输入输出设备（磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等）和外存贮器（磁盘）。

其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能.

（4）检测与执行机构:

a.测量变送单元：

在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b.

执行机构：

要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。

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？

（1）操作指导控制系统：

在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。

计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到操作指导的作用

（2）直接数字控制系统（DDC系统）：

DDC（DirectDigitalControl）系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。

DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。

（3）计算机监督控制系统（SCC系统）：

SCC（SupervisoryComputerControl）系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。

SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。

第二章

2采样周期越小越好吗？

为什么？

答：

不是。

若采样间隔太小（采样频率太高），则对定长的时间记录来说其数字系列就很长，计算工作量迅速增大，可能产生较大的误差。

5试用CD4051设计一个32路模拟多路开关，画出电路图并说明其工作原理。

思路：

因为CD4051只有八个输入接口，所以要构建32路的多路开关需要用到4个CD4051。

32路的多路开关应有5个控制口，其中前三个是CD4051的输入口，后两个是控制口。

（因为CD4051就有三个输入口）

分别标为D1、D2、D3、D4、D5（00000—11111，00000第0通道、11111第31通道）。

通过对4个CD4051的选择来实现32个通道口的选择（0—7、8—15、16—23、24—31）。

如选择第三个CD4051时，可以选择16-23（10000—10111）通道口。

然而CD4051的选择是通过控制各个CD4051的INH高低电平来实现。

比如想让第三个CD4051接通，就令它的INH通高电平（此时D5=1、D4=0,INH3=!

（D5&!

D4））。

故INH的选择是控制D5和D4的逻辑关系来达到的。

其中INH1=!

（!

D5&!

D4）;  INH2=!

（!

D5&D4）;  INH3=!

（D5&!

D4）;  INH4=!

（D5&D4）。

6采样-保持器有什么作用？

说明保持电容大小对数据采集系统的影响。

答：

为了提高模拟量输入信号的频率范围，以适应某些随时间变化较快的信号的要求，可采用带有保持电路的采样器，即采样保持器。

保持电容对数据采集系统采样保持的精度有很大影响。

保持电容值小，则采样状态时充电时间常数小，即保持电容充电快，输出对输入信号的跟随特性好，但在保持状态时放电时间常数也小，即保持电容放电快，故保持性能差；反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差。

9A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用？

答：

答：

A/D的作用主要是把传感器检测到的模拟电信号转换为数字电信号，方便用于单片机中进行处理。

D/A的作用，在单片机处理完毕的数字量，有时需要转换为模拟信号输出，D/A的作用正是用于把数字信号转换为模拟信号。

13串行A/D转换器有什么特点？

答：

与同位数并行A/D转换器精度一样，但大大降低了成本，节约微型计算机I/O口。

26试用DAC0832设计一个单缓冲的D/A转换器，画出接口电路，编写程序。

27试用8255A的B口和DAC0832设计一个8位D/A装换接口电路，并编写程序。

BUFF  EQU  30H      ;转换量存放地址

ORG  0000H

AJMP  MAIN  

ORG0100H

MAIN:

      MOV    DPTR,#8003H      ;8255控制字地址

MOV  A,#80H

MOVX  @DPTR,A      ;设置PB口为输出方式

START:

      MOV  DPTR,#8001H    ;8255PB口地址

MOV  A,BUFF

MOVX  @DPTR,A      ;输出DA转换的数字量

SJMP  $

END

29试用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50Hz的脉冲波电路及程序。

解：

设8位D/A转换器DAC0832的端口地址为7FFFH（P2.7=0），频率为50Hz即每隔20m输出一次脉冲波，需将数字量00H、FFH交替输出到DAC0832。

电路图如下：

程序如下：

ORG0000H

MAIN:

 MOV A,#00H      ;赋值

MOV TMOD,#01H    ;采用模式1

MOV TH0,#0B1H    ;赋初值

MOV TL0,#0E0H

SETB TR0       ;启动定时器0

LOOP:

 JNB TF0,$       ;等待中断

CLR TF0       ;计数器清零

START:

  MOV DPTR,#7FFFH   ;端口地址送DPTR

MOVX @DPTR,A    ;送数据00H到端口

CPL A         ;取反

MOVTH0,#0B1H     ;重新赋初值

MOVTL0,#0E0H

SJMP LOOP      ;循环

END

33.某A/D转换电路如图2.43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；

（3）用8051汇编

第三章 

1、键盘为什么防止抖动?

在计算机控制系统中如何实现防抖？

为了使CPU对一次按键动作只确认一次，从而保证系统正常工作，所以必须防止抖动？

硬件防抖有滤波防抖电路和双稳态防抖电路，还可以采用软件防抖法，即软件延迟。

7、LED发光二极管组成的段数码管显示器，就其结构来讲有哪两种接法？

不同接法对字符显示有什么影响？

答：

就其结构来讲有共阴极与共阳极两种接法。

共阳极数码管的8个发光二极管的阳极二

极管正端连接在一起。

通常公共阳极接高电平一般接电源其它管脚接段驱动电路输出端。

当

某段驱动电路的输出端为低电平时则该端所连接的字段导通并点亮。

反之对应的LED段码

不亮对于共阴极数码管则是高电平有效低电平无效。

LED数码管显示器共阴极的接法是发

光二极管的阴极接地当数码管的笔划发光二极管的阳极为高电平时该笔划被点亮。

共阳极的

接法是发光二极管的阳极接高电平当数码管的笔划发光二极管的阴极为低电平时该笔划被

点亮。

8、多位LED显示器显示方法有几种？

它们各有什么特点？

常用的显示方法有两种：

一种为动态显示，一种为静态显示。

动态显示利用人的视觉暂留产生，优点是使用硬件少，因而价格低，线路简单。

但占用的机时长。

静态显示占用机时少，显示可靠，但是使用元件多，线路复杂。

9、硬件译码和软件译码各有何优缺点？

软件译码优点是电路简单，但显示速度有所下降。

硬件译码既能节省计算机的时间，而且程序设计简单。

30.某显示电路如图3.37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Y1,Y2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。

31.利用8255，ADC0809设计一个8路数据采集系统，要求如下：

（1）8255口地址为8100H～8400H；

（2）A/D转换采用查询方式；

（3）把A/D转换结果显示在6位LED显示器上，显示方法要求静态、软件译码方式，且

第一位显示通道号，后4位显示采样值（要求小数点后边一位）。

第四章 

1、工业控制系统中常用的报警方式有几种？

举例说明各自的应用场合？

有声、光、语言报警方式。

例子自己想 

3、光电隔离器有什么作用？

将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连成系统，实现控制；并且可以屏蔽电磁干扰等一些不利因素，提高控制精度。

总之，有耦合、隔离和开关的作用。