微型计算机控制技术(简答题)

一、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？硬件部分由主机CPU、接口电路及外部设备组成。

1、.主机(CPU)，指挥部，向系统的各个部分发出命令；对被测参数进行巡回检测、数据处理、控制计算、报警处理及逻辑判断等。

2、I/O 接口，是主机与被控对象进行信息交换的纽带。

主机通过I/O接口与外部设备进行数据交换。

3、通用外部设备：为扩大主机功能而设，显示、打印、存储及传送数据。

4、检测元件及执行机构：1)检测元件：把非电量变成电量（传感器）。

2)变送器：把传感器的输出信号变成CPU 所能接收的电压信号。

3)执行机构：接收CPU 输出的控制量并加以动作，以对生产参数进行控制的机构。

5、操作台和实时时钟：人机对话的联系纽带二、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？他们之间有和联系和区别？(1)操作指导控制系统：原理：每隔一段时间计算机会进行一次采样，经A/D转换后，送入计算机加工处理，然后再进行报警、打印或显示，操作人员根据此结果进行设定值改变或必要操作。

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，供操作员参考。

(2)直接数字控制系统(DDC系统)：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。

(3)计算机监督控制系统(SCC 系统)：原理：由计算机按照过程数学模型计算出最佳给定值送给DDC计算机，最后由DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程处于最优工作状态。

SCC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。

稳定性。

原理：模拟量开关AS闭合时，进入采样状态（跟踪），由于A1输出阻抗小，A1输出端给电容快速充电，输出跟随输入变化；模拟开关AS断开时，进入保持状态，由于A2输入阻抗大，输入电流几乎为0，保持输出端的电压值不变。

不是，对于输入信号变化很慢，如温度信号；或者A/D转换时间较快，使得在A/D转换期间输入信号变化很小，在允许的A/D转换精度内，就不必再选用采样保持器。

补充：模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？答：模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑电路组成。

(1)I/V变换：提高了信号远距离传递过程中的抗干扰能力，减少了信号的衰减，为与标准化仪表和执行机构匹配提供了方便。

(2)多路转换器：用来切换模拟电压信号的关键元件。

(3)采样保持器：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。

在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。

这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。

(4)A/D转换器：模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量，能够完成这一任务的器件，称为之模/数转换器(Analog/Digital Converter，简称A/D转换器或ADC)。

采样保持器有什么作用？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。

答：采样保持器的作用：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。

在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。

这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。

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。

补充：A/D转换器的结束信号有什么作用？根据该信号在I/O控制中的连接方式，A/D 转换有几种控制方式？它们在接口电路和程序设计上有什么特点？答：A/D转换器的结束信号的作用是用以判断本次AD转换是否完成。

１、什么就是计算机控制系统？它由哪几部分组成？计算机控制系统就就是利用计算机来实现生产过程自动控制得系统。

它就是工业控制机构生产过程得大部分组成，工业控制机就是指生产过程控制得特点与要求而设计得计算机,它包括硬件与软件部分,生产过程包括被控对象,测量变送，执行机构,电气开关等。

2、计算机控制系统得典型形式有哪些？各有什么优缺点？计算机控制系统得典型形式：(1)操作指导控制系统。

优点:结构简单，控制灵活与安全,缺点就是由人工操作,速度受到限制，不能控制多个对象.(2)直接数字控制系统(ＤＤC),实时性好,可靠性高与适应性强.（３）监督控制系统（SSC），就是生产过程始终处于最优工况。

(4)分型控制系统（DCS)，分散控制，集中操作，分级管理.（５)现场总线控制系统（FＣＳ)，降低成本,提高可靠性，可实现真正得开放式互连系统结构3、实时，在线方式与离线方式得含义就是什么？实时就是指信号得输入,计算与输出都要在一定得时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快得速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义.在线方式：在计算机控制系统中，生产过程与计算机直接连接,并受计算机控制得方式。

离线方式:生产过程不与计算机相连且不受计算机控制，而就是靠人进行联系并作相应操作得方式.４、工业控制机有哪几部分组成？工业控制机包括硬件与软件两部分。

硬件包括：主机(CPU、RＡM、ROＭ）板,人-—机接口，外部总线与内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道.软件包括系统软件、支持软件与应用软件。

5、什么就是总线，内部总线与外部总线？总线就是一组信号线得集合，它定义了各引线得信号、电机、机械特性,使计算机内部各组成部分之间以及不同得计算机之间建立信号联系,进行信息传送与通信。

内部总线：就就是计算机内部功能模板之间进行通信得总线,它就是构成完整得计算机系统得内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DＢ，地址总线ＡB,控制总线ＣB，电源总线ＰB。

（-学年第 学期） A 卷■/B 卷□课程名称 计算机控制技术 开课学院 电气学院使用班级 考试日期大学试题第2页大学试题第3页大学试题第4页计算机控制技术答案和评分标准一、填空题（每空1分）1.0.02v ；2.PC 总线，STD 总线，VME 总线，多总线；3.过程，运动；4.逐次逼近，双积分；5.程序，中断，DMA ；6.无源，有源；7.积分，微分；8.0.72，0.98；9.-5—0；10.12.5 二、选择题（每题2分） 1.C ；2.B ；3.A ；4.B ；5.D 三、简答题 1.答：能控条件：（3分）能观条件：（3分）2.答：对不同输入类型的适应性差（2分）；对被控对象参数变化过于敏感（2分）；控制作用易超出限制范围（2分）。

四、342)1)(3()2()()()(2+++=+++==s s s s s s s E s U s D ；（2分） )(2)()(3)(4)(2s E s sE s U s sU s U s +=++；（2分） )(2)()(3)(4)(22t e dt t de t u dt t du dtt u d +=++；（2分） )(2)1()()(3)1()(4)2()1(2)(2k e T k e k e k u T k u k u Tk u k u k u +--=+--+-+--；（2分）整理后可得：8)1()(3)2()1(6)(--+---=k e k e k u k u k u ；（2分）五、（1）、s T s s s D i )1)(1()(21++=ττ其中41=τ，32=τ（2分）)122(21)12(10)()()(22+=+==s T s T s s T s G s D s G i c （1分）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⇒==82222222i iT T T T （2分） 得：s s s s D 8)13)(14()(++=（2分）（2）、872321321=+=s s s s s s P k k k T T T K （1分），721=+=s s I T T T （1分），7122121=+=s s s s D T T T T T （1分）用差分法离散可得：)2()1()()1()(210-+--+-=k e a k e a k e a k u k u （2分）其中：)1(0T T T T K a D I P ++=，)21(1T T K a D P +=，TTK a D P =2。

微型计算机控制技术一、单选题1.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH 应取值（）。

A、比较小B、比较大C、取零值D、取负值答案：A2.在8086CPU的标志寄存器中，控制标志位占( )A、3位B、9位C、4位D、16位答案：A3.计算机的内存可采用()A、RAM和ROMB、RAMC、ROMD、磁盘答案：A4.某计算机的主存为3KB, 则内存地址寄存器需()位就足够了。

A、10B、11C、12(4k-2*12)D、13答案：C5.下列各个环节中，不属于数字量输入通道的是（）A、调理电路B、锁存器C、译码器D、I/V 变换电路答案：D6.在读总线周期中，CPU从数据总线上读取数据是在()A、T4状态的下降沿B、T4状态的上升沿C、T3状态的下降沿D、T3状态的上升沿答案：B7.8086CPU 系统主存储器以()为单位编址A、字节B、字C、双字D、八字节答案：A8.在查询传送方式，CPU要对外设进行读出或写入操作前，必须先对外设()A、发控制命令B、进行状态检测C、发I/0端口地址D、发读/写命令答案：B9.键盘锁定技术可以通过（）实现。

A、设置标志位B、控制键值锁存器的选通信号C、A 和B 都行D、定时读键值答案：C10.CPU 在数据线上传输的信息可能是（）A、数据B、状态C、命令D、以上都是答案：D11.通常计算机系统中的外围设备是指（）A、外存储器、输入设备、输出设备B、外存储器、输入设备C、外存储器、输出设备D、输入设备、输出设备答案：A12.监督控制系统中的SCC 计算机计算出（）送给模拟调节器或DDC 计算机。

A、最优控制值B、最优给定值C、最少拍数D、最优测量值答案：B13.输出信号属于模拟信号的装置是（）A、感应开关B、行程开关C、角度编码器D、压力变送器答案：B14.8086CPU在执行IN AL，DX 指令时，DX寄存器的内容输出到（）上。

A、地址总线B、数据总线C、存储器D、寄存器答案：A15.8086 最小工作模式和最大工作模式的主要差别是(）A、地址总线的位数不同B、I/O 端口数不同C、数据总线位数不同D、单处理器与多处理器的不同答案：D16.在高精度、慢过程且干扰严重的恒值调节系统中，可采用（）A/D 转换器。

三、简答题1. 微型计算机控制系统的硬件主要由哪五部分组成？各部分的作用是什么？2. 简述四类常见的微型计算机控制系统的特点及其应用领域。

3. 计算机控制系统的发展趋势是什么？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？5. 微型计算机控制系统的特点是什么？6. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？7. 计算机控制系统的控制过程是怎样的?8. 什么叫做采样过程和量化过程？9. 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。

10. DAC0832与CPU有几种连接方式？它们在硬件接口及软件设计方面有何不同？11. A/D转换器的结束信号（设为EOC）有什么作用？根据该信号在I/O控制中的连接方式，A/D转换有几种控制方式？它们各在接口电路和程序设计上有什么特点？12. 对理想多路开关的要求是什么？13. 采样保持器有什么作用？采样保持器的工作方式有哪几种？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。

14. 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？15. 什么是过程通道？过程通道有哪些分类？16. 数字量过程通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？17. 模拟量输入通道由哪些部分组成？各部分的作用是什么？18. LED显示分为动态显示和静态显示，两种显示方式各自的特点是什么？19. 简述两种硬件消抖电路的工作原理。

20. 三相步进电机有哪几种工作方式？分别画出每种工作方式的各相通电顺序和电压波形图。

21. 工业控制系统中常用的报警方式有几种？试举例说明各自的应用场合。

22. 简要说明三种步进电机的变速控制方法。

23. 说明PWM调速系统的工作原理。

24. 说明硬件报警与软件报警的实现方法。

25. 试说明固态继电器与继电器控制有什么区别？26. 简述光电耦合器的工作原理及在过程通道中的作用。

27. 什么叫IC卡？IC卡分哪两大类？分别说出它们的特点和用途？28. e5550是什么芯片？它的特点是什么？29. RFID卡由哪几部分组成？它们各有什么用途？30. 说明IC卡的含义？它与磁卡相比有哪些优点？31. 说明RFID工作频率范围？在应用中各有什么特点？32. RFID是什么意思？简述RFID的基本工作原理。

微型计算机控制技术试卷一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）1. DAC0832的VREF接-5V，IOUT1接运算放大器异名端，输入为1000000B ，输出为（）。

A. +5VB. +2.5VC. -5VD. -2.5V2. 采用ADC0809构成模拟量输入通道,ADC0809在其中起（）作用。

A. 模拟量到数字量的转换B. 数字量到模拟量的转换C. 模拟量到数字量的转换和采样/保持器D. 模拟量到数字量的转换和多路开关3. 系统采用程序判断滤波，实验发现总有一些杂波残留，原因是（）。

A.取样次数太少B.△Y取值太大C.△Y取值太小D.相邻两次采样值间的差小于△Y4. 当键盘与单片机间通过INT0中断方式接口时，中断服务程序的入口地址是2040H，只有（）才能正常工作。

A．把2040H存入0003H B．把2040H存入000BHC．把AJMP 2040H的机器码存入0003HD．把AJMP 2040H的机器码存入000BH5. 在PID调节系统中，若想增强微分作用，正确的作法是（）。

A．加大系数T I B．加大系数K PC．加大系数K I D．加大系数T6. 在计算机控制系统中，T的确定十分重要，原因是（）。

A．T太大，系统精度不够B．T太大，积分作用过强C．T太小，微分作用太强D．T太小，积分作用过弱7. 在计算机交流电机控制系统中，需要解决的问题是（）。

A．将交流变成直流后并放大B．将直流变成交流后并放大C．设单向开关，使直流电通过并放大D．设双向开关，使交流电通过并放大8. 在微型机控制系统中的模拟量输出通道中,最关键的器件是( )。

A．多路开关 B. 光电隔离器C．A/D转换器D．D/A转换器9. 若系统中采样保持器的保持电容值比较小，则其（）。

A．采样速度快但保持性能差B．采样速度及保持性能与电容值无关C．采样速度慢但保持性能好D．采样速度及保持性能只与电压有关10．RS—232C的电气特性规定使用( )。

1. 什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。

它是工业控制机构生产过程的大部分组成，工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件部分，生产过程包括被控对象，测量变送，执行机构，电气开关等。

2. 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。

优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。

（2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。

（3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。

（4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。

（5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构3. 实时，在线方式和离线方式的含义是什么？实时是指信号的输入，计算和输出都要在一定的时间范围内完成，即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义。

在线方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。

离线方式：生产过程不和计算机相连且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。

4. 工业控制机有哪几部分组成？工业控制机包括硬件和软件两部分。

硬件包括：主机（CPU、RAM、ROM）板，人--机接口，外部总线和内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道。

软件包括系统软件、支持软件和应用软件。

5. 什么是总线，内部总线和外部总线？总线是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电机、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。

内部总线：就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB，电源总线PB。

微型计算机控制技术期末考试复习简答题第二章模拟量输入/输出通道的接口技术1、采样保持器有什么作用？试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响。

采样保持器的作用：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。

在进行A/D转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。

这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。

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。

2.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？答：在要求分辨率较高的场合，采用的D／A转换器常常大于8位。

而常用的微机多采用8位数据线。

此时若采用单缓冲的工作方式，将高位和低位分为两个地址的数据锁存器，则在向它送数据时，由于高位和低位送数据的时间差，将引起输出电压产生"毛刺"。

为保证D／A转换器的高位数据与低位数据同时送入，通常采用双缓冲的工作方式，将高位与低位的数据分别送入各自的输入寄存器，然后再将它们同时送输入DAC寄存器中，使输出发生变化。

高于8位的D/A转换器与8位数据线的CPU相连时，将高8位数据输入线与CPU 的数据总线相连，而低4位的数据输入线与高8位输入线中的高4位并连。

采用双缓冲工作模式。

而DAC0832的双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到DAC寄存器，即分两次锁存输入资料。

第三章人机交互接口技术1. 键盘为什么要防止抖动?在计算机控制系统中如何实现防抖？答：主要目的是为了提高按键输入可靠性，由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为按键的抖动干扰。

一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5 分，共15 分）1．B 2. A 3. B 4. C 5. B 6. A 7. D 8. D 9.A 10. D二、填空题（本题共15 个空，每空1分，共15 分）1. 采样保持2. 8 双0伏3. 采样精度精度差4. 中断5. 通电一次转过的角度转子上两齿间的夹角6. 单三拍，双三拍，三相六拍（或A→B→C，AB→BC→CA，A→AB→B→BC→C→CA）7. 线性插值法8. 把数字量转换成人们所熟悉的十进制工程量消除静差三、简答题（本题共4小题，每小题6分，共24分）1. 答：动态显示是每一时刻只有一位在显示，而且按照一定的周期循环显示，由于循环周期比较快，所以人眼看到的仍然是一个多位同时显示。

静态显示是各位一起显示。

动态显示用于仿真器，而静态显示则用于工业过程控制和智能化仪表。

2. 答：小功率直流电机双向控制原理图，如下所示：图中，当SW1和SW4闭合时，马达正转；当SW2和SW3闭合时，马达反转；当SW1和SW3或SW2和SW4闭合时，马达刹车；当SW1、SW3、SW2和SW4都断开时，马达滑行。

3. 答：平均滤波有三种：算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波。

算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。

4. 答：经实验得出正确的参数曲线，根据精度要求取点，精度要求高处多取点，其他地方少取点，相临两点连线，用直线代替曲线，在保证精度的前提下实现非线性参数分段线性化。

四、说明题（本题共1小题，共10分，画图5分，说明5分）答：分时采样和分时转换的工作原理如下图所示：（10分，画图5分，说明5分）在这一系统中，被测参数经多路开关一个一个地被切换到S/H和A/D转换器进行转换。

由于各参数是串行输入的，所以转换时间比较长。