微型计算机控制技术(第2版).

微机计算机控制技术课后于海生(第2版)习题详解答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：(1)实时数据采集：对被控量的瞬时值进行检测，并输入给计算机。

(2)实时决策：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按已定的控制规律，决定下一步的控制过程。

(3)实时控制：根据决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。

2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么？(1)实时：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时机，控制也就失去了意义。

(2)“在线”方式：在计算机控制系统中，如果生产过程设备直接与计算机连接，生产过程直接受计算机的控制，就叫做“联机”方式或“在线”方式。

(3)“离线”方式：若生产过程设备不直接与计算机相连接，其工作不直接受计算机的控制，而是通过中间记录介质，靠人进行联系并作相应操作的方式，则叫做“脱机”方式或“离线”方式。

3.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？由四部分组成。

图1.1微机控制系统组成框图(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。

一、选择题<本题共10小题,每小题 1.5分,共15分）1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经< A ）转换.A．A/D转换器 B．双向可控硅C．D/A转换器 D．光电隔离器2.若系统欲将一个D/A转换器输出地模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入< D ）器件完成控制量地切换工作.b5E2RGbCAP A．锁存器锁存 B．多路开关C．A/D转换器转换 D．反多路开关3.某控制系统中,希望快速采样,保持器地保持电容CH应取值 <A ）.A．比较小 B．比较大 C．取零值 D．取负值4. 在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至 <B ）.A．阳极 B．阴极 C．阴极或阳极 D．先送阴极再送阳极5. 电机控制意味着对其转向和转速地控制,微型机控制系统地作法是通过< B ）实现地.A．改变定子地通电方向和通电占空比B．改变转子地通电方向和通电占空比C．改变定子地通电电压幅值D．改变转子地通电电压幅值6.计算机监督系统<SCC）中,SCC计算机地作用是< B ）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定地数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关7. 键盘锁定技术可以通过< C ）实现.A．设置标志位B．控制键值锁存器地选通信号C．A和B都行D．定时读键值8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”地电平是<C ）. A．0．3 伏以下 B．0．7伏以上C．-3伏以下 D．+3伏以上9. 在工业过程控制系统中采集地数据常搀杂有干扰信号,< D ）提高信/躁比.A．只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10．步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误地是< B ）. A．步进电机可以直接接受数字量B．步进电机可以直接接受模拟量C．步进电机可实现转角和直线定位D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动二、填空题<本题共 15 个空,每空 1 分,共 15 分）1. 香农定理告诉我们,采样频率越高,采样数据描绘地曲线越接近实际曲线.所以,为了提高控制精度,应尽可能提高采样频率 .p1EanqFDPw2. 在10位A/D转换器中,设满量程为±5V,试写出相对于下列各模拟量所对应地数字量：1. 模拟量为5V时,所对应地数字量为3FF H.2. 模拟量为0V时,所对应地数字量为 200 H.3. 模拟量为-2.5V时,所对应地数字量为 100 H.3. 在三相步进电机系统中,为了提高控制力矩,常常采用双三拍方法来实现.4. 操作指导系统对驱动方式未模清控制规律地系统<或不需要控制地）目地在于更适宜.5. 某微型机采样系统中,CD4051地INH端接+5V,控制端C、B、A接地时,选通无通道.6. LCD地多极驱动方式是指多个背极,该段能否显示 .7. 在PID调节系统中,比例系数KP地确定比微分系数KI和积分系数KD更重要,因为它关系到因为Kp不但与本身有关,而且还和Kd\Ki有关 .DXDiTa9E3d8. 某仪器受体积限制只允许设置8个功能键,但却要求有十六种功能,可以采用双功能键地办法解决.RTCrpUDGiT9. 和PID调节一样,模糊控制器地最大优点是不要求数学模型.10. SPI总线与I2C总线地主要区别是_ SPI有三条线,而I2C只有两条 _和_ I2C地总线是双向地_5PCzVD7HxA三、判断题<正确,在括号内划∨,错误,在括号内划╳,并改正<只对错误部分进行改正即可）<本题共 5 小题,共10分） jLBHrnAILg 1. 在显示系统中,若为动态显示,需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示.若在显示电路中增加一级锁存器,则可直接将待显示数输出到显示器进行显示.<X,不能）xHAQX74J0X2. DAC0832是常用地8位D/A转换器,内部设有两级缓冲器,目地是使转换数椐得到充分缓冲,确保转换精度.<O ）LDAYtRyKfE3. 由于各种传感器提供地电压信号范围很宽,需要通过可编程增益放大器,对信号进行调整,使A/D转换器满量程信号达到均一化.< O ）Zzz6ZB2Ltk4. 某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理,发现总有一些杂波无法滤掉,原因是采样时间间隔太大< X ,原因是两次采样地变化量△Y太大）.dvzfvkwMI15. 在工业过程控制系统中,由于被控对象所处环境复杂,常使采样值偏离实际值.所以一般要加入滤波环节,且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用.< O ）rqyn14ZNXI四、简答题<本题共 4 小题,共 20 分）1.<本题 5 分）简要说明多路开关地主要特点.答：半导体多路开关地特点是：<答5条即可）<1）采用标准地双列直插式结构,尺寸小,便于安排；<2）直接与TTL<或CMOS）电平相兼容；<3）内部带有通道选择译码器,使用方便；<4）可采用正或负双极性输入；<5）转换速度快,通常其导通或关断时间在1ms左右,有些产品已达到几十到几百纳秒<ns）；2.<本题 5分）PID调节系统中,微分调节起何作用？为什麽在有些系统中采用不完全微分算式,它与常规算式有哪些区别？EmxvxOtOco 答：微分地作用是加快调整速度.由于微分只存在于瞬间,因而有时会使系统产生震荡,而使调节品质下降.为了避免震荡,在一些系统中采用不完全微分算法,它地基本思想是使微分作用漫漫减弱,以避免由于微分突然下降到0而产生震荡.SixE2yXPq53.<本题 5分）PWM控制意味着什么？它有什么作用？微型机控制系统中是怎样实现地？答：PWM是脉冲宽度调速系统,它用来控制马达地转速和方向.其方法是通过改变对电机地通电时间达到调整电机转速地目地.具体作法是,首先根据电机转速地要求,确定占空比,即通电时间与通电周期之比,再按照通、断电时间送出控制模型,使电机按要求地转速运转.方向是通过改变4个开关地通电状态来实现地.6ewMyirQFL4.<本题 5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间地区别以及各自地用途.答：算术平均滤波每一次采样值所占地比例均相等；可用于任何场合,如压力、流量等.加权平均滤波则每次采样值所占地比例不等,可以突出某些部分,使其所占地比例增大,但各次采样地系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样地某些部分地场合.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.此滤波主要用于实时性要求比较快地场合.kavU42VRUs五、设计题<本题共 1 小题,共 20 分）设A/D转换电路如图1所示,<1）说明图中A/D转换方式.<3分）<2）写出图中8255A地地址.<4分）<3）画出实现该A/D转换地流程图.<5分）<4）编写完成A/D转换地程序.<8分）答：<1）图中A/D转换为查询方式<3分）<2）写出图中8255A地地址.<4分）G1 G2A G2B C B AP2.7 P2.6P2.5 0 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 y6v3ALoS891 1 1 0 1 1 0 X X M2ub6vSTnPY6所以,8255A地地址是:F800H—FB00H(或:F8FFH—6BFFH><3）画出实现该A/D转换地流程图如下<5分）•A/D转换程序<8分）START：MOV A,#82H ；8255初始化 2分0YujCfmUCwMOV DPTR,#0FB00HMOVX @DPTR.,AMOV A,#09H ；启动A/D 2分MOVX @DPTR.,AMOV DPTR,#0F900HLOOP：MOV DPTR,#0FA00HMOVX A, @DPTR ；判断转换是否结束 2分ANL A,#01HJZ,LOOPDEC DPHMOVX A,@DPTR ；读A/D转换结果 2分END START六、设计题<本题共 1 小题,共 20? 分）已知电机控制系统如图2所示,图中LD为马达运行指示灯<不运行时熄灭）.<1）说明图中芯片4N25地作用<2分）<2）说明图中电机地控制原理<4分）<3）画出电动机控制程序流程图<4分）<4）根据流程图编写电机控制程序<设8255地地址为8000—8003H）<8分）<5）图中有否需要改动地地方？原因是什麽？<2分）答：<1）芯片4N25用来隔离<2分）<2）说明图中电机地控制原理<4分）图中,开关K0—K7为给定值,用来给定马达地转速,V=Vmax╳N/256,开关K用来控制停止<0）/启动<1）.当PC4输出为1时,光电隔离器导通,发光二极管亮,光敏三极管导通,马达开始转动.通过转动N,再停止N脉冲宽度调制技术,即可控制马达地速度.eUts8ZQVRd<3）画出电动机控制程序流程图<4分）<4）根据流程图编写电机控制程序<8分）MAIN：MOV A,#81H ；8255初始化 2分 sQsAEJkW5TMOV DPTR,#8003HMOVX @DPTR.,ALOOP：MOV DPTR,#8002HMOVX A, @DPTR ；判断是否停止马达 2分ANL A,#02HJZ,STOPSTART：MOV A,#90H ；启动马达,指示灯亮 2分<MOV DPTR,#8002H）MOVX @DPTR.,AAJMP LOOPSTOP：MOV A,#00H ；停止马达,指示灯灭 2分<MOV DPTR,#8002H）MOVX @DPTR.,AAJMP LOOP<5）图中4N25发光三极管地电源应单独供电？<2分）一、选择题<本题共10小题,每小题 1.5分,共15分）1. 防止抖动是能否正确读取键值地必要环节,实现方法是< A）. A．可以用硬件电路或软件程序实现B．只能用滤波电路或双稳态电路实现C．只能用软件程序实现D．只能用延时程序实现2. LCD显示地关键技术是解决驱动问题,正确地作法是<D ）.A．采用固定地交流电压驱动 B．采用直流电压驱动C．采用交变电压驱动 D．采用固定地交变电压驱动3. 小功率直流电机控制控制系统中,正确地作法是<B ）A．改变定子上地通电极性,以便改变电机地转向B．改变转子上地通电极性,以便改变电机地转向C．在定子上通以交流电,电机可周期性变换转向D．在转子上通以交流电,电机可周期性变换转向4. 在实际应用中,PID调节可根据实际情况调整结构,但不能< D）.A．采用增量型PID调节 B．采用带死区地PID调节C．采用PI调节 D．采用I D调节5. 若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统,使最高位发光其余位不发光地报警模型是<A）.A．1000B B．0001B C．1111B D．0000BGMsIasNXkA6. 关于ADC0809中EOC信号地描述,不正确地说法是<D ）.A. EOC呈高电平,说明转换已经结束B. EOC呈高电平,可以向CPU申请中断C. EOC呈高电平,表明数据输出锁存器已被选通D. EOC呈低电平,处于转换过程中7. 采样/保持器地逻辑端接+5V,输入端从2.3V变至2.6V,输出端为<A ）.A．从2.3V变至2.6V B．从2.3V变至2.45V并维持不变C．维持在2.3V D．快速升至2.6V并维持不变8. 计算机监督系统<SCC）中,SCC计算机地作用是<B ）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定地数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关9. 键盘锁定技术可以通过< C）实现.A．设置标志位 B．控制键值锁存器地选通信号C．A和B都行 D．定时读键值10．引起调节地根本原因是偏差,所以在下列说法中,不正确地是<D ）.A．偏差地正、负决定调节作用地方向B．偏差地大、小决定调节作用地强、弱C．偏差为零,调节作用为零D．偏差太大,调节失效二、填空题<本题共 15 个空,每空 1 分,共 15 分）1．DDC系统地最大优点是____用一台计算机控制多个回路_______._用一台计算机控制多个回路_TIrRGchYzg2．采样/保持器有两种工作方式.在采样方式中,采样-保持器地输出_______ 跟随输入变化_____.在保持状态时,采样-保持器地输出_______保持不变 _____.跟随输入变化保持不变7EqZcWLZNX 3．在PID控制系统中, I地作用主要是____消除静差 _________,它一般不单独使用地原因是_____ 速度不变________.消除静差速度不变4．在数据采集系统中,只使用一个S/H和A/D构成地系统称之为___分时采样,分时转换 ___系统,而只使用多个S/H和一个A/D构成地系统称之为 ____ 同时采样,分时转换系统.lzq7IGf02E5．在微型机控制系统中,键盘处理程序由两部分组成,其一是计算键值,其二则是,______根据键值转移到键功能入口地址 _.6．当LF198采样/保持器地逻辑端输入低电平时,输入电平从3.25伏下滑到 2.70伏,此时输出端电平为 3.25 伏.3.25V zvpgeqJ1hk7．“模糊”一词地英文写法是__ Fuzzy ____________,这种控制方法地最大优点是__ 不需要数学模型_.Fuzzy 不需要数学模型NrpoJac3v18．积分分离PID与变速积分PID地根本区别是__前者是对积分是开关量,后者则是线性地__.9．计算机监督系统与计算机直接控制系统地根本区别是,前一种系统具有两级计算机,其中监督计算机地作用是按描述生产过程地数学模型计算最佳给定值送到DDC计算机.1nowfTG4KI10．线性插值法最根本地问题是___用直线代替曲线__.三、判断题<正确,在括号内划∨,错误,在括号内划╳,并改正<只对错误部分进行改正即可）<本题共 5 小题,共10分） fjnFLDa5Zo1．在计算机控制系统中,常常需要设计报警电路,无论在什麽情况下,也不管原因如何,只要略微超限,立即报警. <╳ ）有时为了减少报警次数,可设置上、下报警限tfnNhnE6e52.多路开关CD4051地作用就是把多路模拟信号转换成一路信号.<∨ ）3．在PID调节系统中,积分I地作用是消除静差,所以积分分离PID 不能消除静差< ）.╳,积分分离也能消除静差4．步进电机之所以能转动,其关键原因是错齿.< ∨ ）5．A/D转换器地结束信号地连接方式是判断A/D转换方式地主要依据.< ∨ ）四、简答题<本题共 4 小题,共 20 分）1.<本题 5 分）多位LED显示器显示方法有哪两种？两种显示都需要解决地问题是什麽？怎样解决？1. 答：一种是动态显示,另一种是静态显示.两种显示方式都需要解决地问题是将待显示地字符变成LED显示码,即译码.可以用硬件译码器实现,也可以用软件程序完成.HbmVN777sL2.<本题 5分）根据转换结束信号EOC地不同接法,能构成哪几种A/D工作方式？具体怎样接线？2. 答：根据转换结束信号EOC地不同接法,能构成地工作方式有：①查询方式：EOC接一根口线.②中断方式：EOC接中断申请线INT0或INT1.③延时等待方式3.<本题 5分）手动后援是控制系统中地一个环节,在系统运行时它有何作用？在手动与自动之间进行切换时要求什麽？V7l4jRB8Hs 3. 答：手动后援是控制系统中地一个环节,对于连续工作地系统,当自动调节出现问题时,可暂时用手动地办法维持工作,待问题解决后,再恢复自动控制,保证工作地连续性.在手动与自动之间进行切换时要求尽量平稳,最好是无扰动切换.83lcPA59W94.<本题 5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到地问题,用什麽方法可以解决？4. 答：抖动是键盘工作中地常见现象,它将影响计算机对按键地查询工作地准确性.常采用地防抖措施有：① 软件延时程序<一般为10--20毫秒）.② 硬件防抖电路：双稳态电路及滤波电路.五、设计题<本题共 1 小题,共 20 分）设某步进电机为A、B、C、D四相.1. 说明图中芯片4N25、达灵顿管T地作用.<2分）答、图中光电隔离器4N25地作用有两个,隔离和耦合.2. 画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍三种控制方式正向通电顺序图.<6分）<1）单四拍：<2）双四拍<3）四相八拍略.<3） A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制,请在下表地空格处填上适当地数.<4分）步1. 每一相控制电路如下图所示,已知8255A地端口地址为2060H、2061H 、2062H、2063H,mZkklkzaaP 试用8255A位控方式写出使步进电机A相、B相、C相和D相通电地程序(只要求正转>.<8分）ORG 2000HSTART：MOV A,80H ；8255初始化MOV DPTR,#2063HMOVX @DPTR,AMOV A,#01H ；A相通电MOVX @DPTR,AMOV A,#03H ；B相通电MOVX @DPTR,AMOV A,#05H ；C相通电MOVX @DPTR,AMOV A,#07H ；D相通电MOVX @DPTR,A六、设计题<本题共 1 小题,共 20 分）设某压力报警系统如图所示.图中,开关K0为报警屏蔽开关,K0=0时,系统被屏蔽.开关K1为压力报警开关,K1闭合时,表示报警；开关K1打开时为正常状态.系统正常时,绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮.并要求系统能连续工作.AVktR43bpw1. 写出8255A各口地地址. <4分）答：<1）写出8255A各口地地址. <4分）G1 G2A G2B C B A P2.7 P2.6P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 …A1 A0ORjBnOwcEd1 0 0 1 1 0 1 0X X 2MiJTy0dTTY2所以,8255地地址为9A00—9A03H<或9AFC—9AFFH）2. 画出完成上述任务地程序流程图. <6分）3. <3）编写8255A初始化和控制程序. <10分）START：MOV A,#90H ；8255初始化 < 2分）MOV DPTR,#9A03HMOVX @DPTR,ALOOP：MOV DPTR,#9A00HMOVX A, @DPTR ；判断报警是否屏蔽 < 2分）MOV R0,AANL A,#01HJZ LDMOV A,R0 ；判断K1是否报警 < 2分）ANL A,#10HJZ L、HDLD： MOV A,#0FH ；LD亮 < 2分）gIiSpiue7AMOV DPTR,#9A03HMOVX @DPTR,AAJMP LOOPHD： MOV A,#01H ；LD亮 < 2分）uEh0U1YfmhMOV DPTR,#9A03HMOVX @DPTR,AAJMP LOOP。

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?由四部分组成(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。

2、微型计算机控制系统的软件有什么作用？说出各部分软件的作用。

软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。

整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。

就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

(1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）1。

由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经（ A ）转换. A．A/D转换器B．双向可控硅C．D/A转换器D．光电隔离器2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ D ）器件完成控制量的切换工作。

A．锁存器锁存B．多路开关C．A/D转换器转换D．反多路开关3。

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 ）。

A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至( B ）。

A．阳极B．阴极C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极5。

电机控制意味着对其转向和转速的控制,微型机控制系统的作法是通过（B ）实现的。

A．改变定子的通电方向和通电占空比B．改变转子的通电方向和通电占空比C．改变定子的通电电压幅值D．改变转子的通电电压幅值6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B ）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关7。

键盘锁定技术可以通过（C ）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8。

RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C ）。

A．0．3 伏以下B．0．7伏以上C．—3伏以下D．+3伏以上9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D ）提高信/躁比。

A．只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C。

可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（B ）。

A．步进电机可以直接接受数字量B．步进电机可以直接接受模拟量C．步进电机可实现转角和直线定位D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动二、填空题(本题共15 个空，每空 1 分，共15 分）1. 香农定理告诉我们，采样频率越高,采样数据描绘的曲线越接近实际曲线。

书后习题参考答案第一章习题1答：微型计算机控制系统是利用计算机(通常采用工业控制计算机，简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统，它由控制计算机本体(包括硬件、软件和网络结构)和被控对象两大部分组成。

微型计算机控制系统是实时系统，也是在线系统。

2答：计算机做控制器用。

控制系统中引进计算机，可以充分运用计算机强大的运算、逻辑判断和记忆等功能。

只要运用微处理器的各种指令，就能编出符合某种控制规律的程序。

微处理器执行该程序，就能实现对被控参数的控制。

输入信息来自于各种传感器，输出信息用于驱动执行机构。

3答：如果计算机能够在工艺要求的时间范围内及时对被控参数进行测量、计算和控制输出，则称为实时控制。

实时的概念不能脱离具体过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。

4答：微型计算机控制系统硬件一般包括：计算机主机、输入/输出(I/O)接口、I/O通道、传感器及变送器、执行机构、人机联系设备(如键盘和显示器)、网络通信接口和电源等。

它们通过微处理器的系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)构成一个完整的系统。

计算机的输入/输出通道，又称过程通道。

为了实现计算机对生产过程的控制，必须在计算机和生产过程之间设置信息的传递和变换的连接通道，这就是过程输入/输出通道。

过程通道一般可分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道5答：操作指导控制系统：优点是结构简单，控制灵活和安全。

缺点是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。

直接数字控制系统：优点是实时性好、可靠性高和适应性强，可控制多个回路。

缺点是修改控制器参数不方便。

监督控制系统：优点是能自动改变模拟调节器或以直接数字控制方式工作的微型计算机中的给定值，从而使生产过程始终处于最优工况。

集散控制系统：优点是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。

缺点是不同厂商的设备不能通用。

现场总线控制系统：具备集散控制系统的优点，因为采用标准总线设计，不同厂商设备通用性好，组网方便。

一、选择题<本题共10小题,每小题 1.5分,共15分）1.由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经< A ）转换.A．A/D转换器 B．双向可控硅C．D/A转换器 D．光电隔离器2.若系统欲将一个D/A转换器输出地模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入< D ）器件完成控制量地切换工作.b5E2RGbCAP A．锁存器锁存 B．多路开关C．A/D转换器转换 D．反多路开关3.某控制系统中,希望快速采样,保持器地保持电容CH应取值 <A ）.A．比较小 B．比较大 C．取零值 D．取负值4. 在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至 <B ）.A．阳极 B．阴极 C．阴极或阳极 D．先送阴极再送阳极5. 电机控制意味着对其转向和转速地控制,微型机控制系统地作法是通过< B ）实现地.A．改变定子地通电方向和通电占空比B．改变转子地通电方向和通电占空比C．改变定子地通电电压幅值D．改变转子地通电电压幅值6.计算机监督系统<SCC）中,SCC计算机地作用是< B ）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定地数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关7. 键盘锁定技术可以通过< C ）实现.A．设置标志位B．控制键值锁存器地选通信号C．A和B都行D．定时读键值8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”地电平是<C ）. A．0．3 伏以下 B．0．7伏以上C．-3伏以下 D．+3伏以上9. 在工业过程控制系统中采集地数据常搀杂有干扰信号,< D ）提高信/躁比.A．只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10．步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误地是< B ）. A．步进电机可以直接接受数字量B．步进电机可以直接接受模拟量C．步进电机可实现转角和直线定位D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动二、填空题<本题共 15 个空,每空 1 分,共 15 分）1. 香农定理告诉我们,采样频率越高,采样数据描绘地曲线越接近实际曲线.所以,为了提高控制精度,应尽可能提高采样频率 .p1EanqFDPw2. 在10位A/D转换器中,设满量程为±5V,试写出相对于下列各模拟量所对应地数字量：1. 模拟量为5V时,所对应地数字量为3FF H.2. 模拟量为0V时,所对应地数字量为 200 H.3. 模拟量为-2.5V时,所对应地数字量为 100 H.3. 在三相步进电机系统中,为了提高控制力矩,常常采用双三拍方法来实现.4. 操作指导系统对驱动方式未模清控制规律地系统<或不需要控制地）目地在于更适宜.5. 某微型机采样系统中,CD4051地INH端接+5V,控制端C、B、A接地时,选通无通道.6. LCD地多极驱动方式是指多个背极,该段能否显示 .7. 在PID调节系统中,比例系数KP地确定比微分系数KI和积分系数KD更重要,因为它关系到因为Kp不但与本身有关,而且还和Kd\Ki有关 .DXDiTa9E3d8. 某仪器受体积限制只允许设置8个功能键,但却要求有十六种功能,可以采用双功能键地办法解决.RTCrpUDGiT9. 和PID调节一样,模糊控制器地最大优点是不要求数学模型.10. SPI总线与I2C总线地主要区别是_ SPI有三条线,而I2C只有两条 _和_ I2C地总线是双向地_5PCzVD7HxA三、判断题<正确,在括号内划∨,错误,在括号内划╳,并改正<只对错误部分进行改正即可）<本题共 5 小题,共10分） jLBHrnAILg 1. 在显示系统中,若为动态显示,需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示.若在显示电路中增加一级锁存器,则可直接将待显示数输出到显示器进行显示.<X,不能）xHAQX74J0X2. DAC0832是常用地8位D/A转换器,内部设有两级缓冲器,目地是使转换数椐得到充分缓冲,确保转换精度.<O ）LDAYtRyKfE3. 由于各种传感器提供地电压信号范围很宽,需要通过可编程增益放大器,对信号进行调整,使A/D转换器满量程信号达到均一化.< O ）Zzz6ZB2Ltk4. 某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理,发现总有一些杂波无法滤掉,原因是采样时间间隔太大< X ,原因是两次采样地变化量△Y太大）.dvzfvkwMI15. 在工业过程控制系统中,由于被控对象所处环境复杂,常使采样值偏离实际值.所以一般要加入滤波环节,且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用.< O ）rqyn14ZNXI四、简答题<本题共 4 小题,共 20 分）1.<本题 5 分）简要说明多路开关地主要特点.答：半导体多路开关地特点是：<答5条即可）<1）采用标准地双列直插式结构,尺寸小,便于安排；<2）直接与TTL<或CMOS）电平相兼容；<3）内部带有通道选择译码器,使用方便；<4）可采用正或负双极性输入；<5）转换速度快,通常其导通或关断时间在1ms左右,有些产品已达到几十到几百纳秒<ns）；2.<本题 5分）PID调节系统中,微分调节起何作用？为什麽在有些系统中采用不完全微分算式,它与常规算式有哪些区别？EmxvxOtOco 答：微分地作用是加快调整速度.由于微分只存在于瞬间,因而有时会使系统产生震荡,而使调节品质下降.为了避免震荡,在一些系统中采用不完全微分算法,它地基本思想是使微分作用漫漫减弱,以避免由于微分突然下降到0而产生震荡.SixE2yXPq53.<本题 5分）PWM控制意味着什么？它有什么作用？微型机控制系统中是怎样实现地？答：PWM是脉冲宽度调速系统,它用来控制马达地转速和方向.其方法是通过改变对电机地通电时间达到调整电机转速地目地.具体作法是,首先根据电机转速地要求,确定占空比,即通电时间与通电周期之比,再按照通、断电时间送出控制模型,使电机按要求地转速运转.方向是通过改变4个开关地通电状态来实现地.6ewMyirQFL4.<本题 5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间地区别以及各自地用途.答：算术平均滤波每一次采样值所占地比例均相等；可用于任何场合,如压力、流量等.加权平均滤波则每次采样值所占地比例不等,可以突出某些部分,使其所占地比例增大,但各次采样地系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样地某些部分地场合.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.此滤波主要用于实时性要求比较快地场合.kavU42VRUs五、设计题<本题共 1 小题,共 20 分）设A/D转换电路如图1所示,<1）说明图中A/D转换方式.<3分）<2）写出图中8255A地地址.<4分）<3）画出实现该A/D转换地流程图.<5分）<4）编写完成A/D转换地程序.<8分）答：<1）图中A/D转换为查询方式<3分）<2）写出图中8255A地地址.<4分）G1 G2A G2B C B AP2.7 P2.6P2.5 0 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 y6v3ALoS891 1 1 0 1 1 0 X X M2ub6vSTnPY6所以,8255A地地址是:F800H—FB00H(或:F8FFH—6BFFH><3）画出实现该A/D转换地流程图如下<5分）•A/D转换程序<8分）START：MOV A,#82H ；8255初始化 2分0YujCfmUCwMOV DPTR,#0FB00HMOVX @DPTR.,AMOV A,#09H ；启动A/D 2分MOVX @DPTR.,AMOV DPTR,#0F900HLOOP：MOV DPTR,#0FA00HMOVX A, @DPTR ；判断转换是否结束 2分ANL A,#01HJZ,LOOPDEC DPHMOVX A,@DPTR ；读A/D转换结果 2分END START六、设计题<本题共 1 小题,共 20? 分）已知电机控制系统如图2所示,图中LD为马达运行指示灯<不运行时熄灭）.<1）说明图中芯片4N25地作用<2分）<2）说明图中电机地控制原理<4分）<3）画出电动机控制程序流程图<4分）<4）根据流程图编写电机控制程序<设8255地地址为8000—8003H）<8分）<5）图中有否需要改动地地方？原因是什麽？<2分）答：<1）芯片4N25用来隔离<2分）<2）说明图中电机地控制原理<4分）图中,开关K0—K7为给定值,用来给定马达地转速,V=Vmax╳N/256,开关K用来控制停止<0）/启动<1）.当PC4输出为1时,光电隔离器导通,发光二极管亮,光敏三极管导通,马达开始转动.通过转动N,再停止N脉冲宽度调制技术,即可控制马达地速度.eUts8ZQVRd<3）画出电动机控制程序流程图<4分）<4）根据流程图编写电机控制程序<8分）MAIN：MOV A,#81H ；8255初始化 2分 sQsAEJkW5TMOV DPTR,#8003HMOVX @DPTR.,ALOOP：MOV DPTR,#8002HMOVX A, @DPTR ；判断是否停止马达 2分ANL A,#02HJZ,STOPSTART：MOV A,#90H ；启动马达,指示灯亮 2分<MOV DPTR,#8002H）MOVX @DPTR.,AAJMP LOOPSTOP：MOV A,#00H ；停止马达,指示灯灭 2分<MOV DPTR,#8002H）MOVX @DPTR.,AAJMP LOOP<5）图中4N25发光三极管地电源应单独供电？<2分）一、选择题<本题共10小题,每小题 1.5分,共15分）1. 防止抖动是能否正确读取键值地必要环节,实现方法是< A）. A．可以用硬件电路或软件程序实现B．只能用滤波电路或双稳态电路实现C．只能用软件程序实现D．只能用延时程序实现2. LCD显示地关键技术是解决驱动问题,正确地作法是<D ）.A．采用固定地交流电压驱动 B．采用直流电压驱动C．采用交变电压驱动 D．采用固定地交变电压驱动3. 小功率直流电机控制控制系统中,正确地作法是<B ）A．改变定子上地通电极性,以便改变电机地转向B．改变转子上地通电极性,以便改变电机地转向C．在定子上通以交流电,电机可周期性变换转向D．在转子上通以交流电,电机可周期性变换转向4. 在实际应用中,PID调节可根据实际情况调整结构,但不能< D）.A．采用增量型PID调节 B．采用带死区地PID调节C．采用PI调节 D．采用I D调节5. 若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统,使最高位发光其余位不发光地报警模型是<A）.A．1000B B．0001B C．1111B D．0000BGMsIasNXkA6. 关于ADC0809中EOC信号地描述,不正确地说法是<D ）.A. EOC呈高电平,说明转换已经结束B. EOC呈高电平,可以向CPU申请中断C. EOC呈高电平,表明数据输出锁存器已被选通D. EOC呈低电平,处于转换过程中7. 采样/保持器地逻辑端接+5V,输入端从2.3V变至2.6V,输出端为<A ）.A．从2.3V变至2.6V B．从2.3V变至2.45V并维持不变C．维持在2.3V D．快速升至2.6V并维持不变8. 计算机监督系统<SCC）中,SCC计算机地作用是<B ）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定地数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关9. 键盘锁定技术可以通过< C）实现.A．设置标志位 B．控制键值锁存器地选通信号C．A和B都行 D．定时读键值10．引起调节地根本原因是偏差,所以在下列说法中,不正确地是<D ）.A．偏差地正、负决定调节作用地方向B．偏差地大、小决定调节作用地强、弱C．偏差为零,调节作用为零D．偏差太大,调节失效二、填空题<本题共 15 个空,每空 1 分,共 15 分）1．DDC系统地最大优点是____用一台计算机控制多个回路_______._用一台计算机控制多个回路_TIrRGchYzg2．采样/保持器有两种工作方式.在采样方式中,采样-保持器地输出_______ 跟随输入变化_____.在保持状态时,采样-保持器地输出_______保持不变 _____.跟随输入变化保持不变7EqZcWLZNX 3．在PID控制系统中, I地作用主要是____消除静差 _________,它一般不单独使用地原因是_____ 速度不变________.消除静差速度不变4．在数据采集系统中,只使用一个S/H和A/D构成地系统称之为___分时采样,分时转换 ___系统,而只使用多个S/H和一个A/D构成地系统称之为 ____ 同时采样,分时转换系统.lzq7IGf02E5．在微型机控制系统中,键盘处理程序由两部分组成,其一是计算键值,其二则是,______根据键值转移到键功能入口地址 _.6．当LF198采样/保持器地逻辑端输入低电平时,输入电平从3.25伏下滑到 2.70伏,此时输出端电平为 3.25 伏.3.25V zvpgeqJ1hk7．“模糊”一词地英文写法是__ Fuzzy ____________,这种控制方法地最大优点是__ 不需要数学模型_.Fuzzy 不需要数学模型NrpoJac3v18．积分分离PID与变速积分PID地根本区别是__前者是对积分是开关量,后者则是线性地__.9．计算机监督系统与计算机直接控制系统地根本区别是,前一种系统具有两级计算机,其中监督计算机地作用是按描述生产过程地数学模型计算最佳给定值送到DDC计算机.1nowfTG4KI10．线性插值法最根本地问题是___用直线代替曲线__.三、判断题<正确,在括号内划∨,错误,在括号内划╳,并改正<只对错误部分进行改正即可）<本题共 5 小题,共10分） fjnFLDa5Zo1．在计算机控制系统中,常常需要设计报警电路,无论在什麽情况下,也不管原因如何,只要略微超限,立即报警. <╳）有时为了减少报警次数,可设置上、下报警限tfnNhnE6e52.多路开关CD4051地作用就是把多路模拟信号转换成一路信号.<∨）3．在PID调节系统中,积分I地作用是消除静差,所以积分分离PID 不能消除静差< ）.╳,积分分离也能消除静差4．步进电机之所以能转动,其关键原因是错齿.< ∨）5．A/D转换器地结束信号地连接方式是判断A/D转换方式地主要依据.< ∨）四、简答题<本题共 4 小题,共 20 分）1.<本题 5 分）多位LED显示器显示方法有哪两种？两种显示都需要解决地问题是什麽？怎样解决？1. 答：一种是动态显示,另一种是静态显示.两种显示方式都需要解决地问题是将待显示地字符变成LED显示码,即译码.可以用硬件译码器实现,也可以用软件程序完成.HbmVN777sL2.<本题 5分）根据转换结束信号EOC地不同接法,能构成哪几种A/D工作方式？具体怎样接线？2. 答：根据转换结束信号EOC地不同接法,能构成地工作方式有：①查询方式：EOC接一根口线.②中断方式：EOC接中断申请线INT0或INT1.③延时等待方式3.<本题 5分）手动后援是控制系统中地一个环节,在系统运行时它有何作用？在手动与自动之间进行切换时要求什麽？V7l4jRB8Hs 3. 答：手动后援是控制系统中地一个环节,对于连续工作地系统,当自动调节出现问题时,可暂时用手动地办法维持工作,待问题解决后,再恢复自动控制,保证工作地连续性.在手动与自动之间进行切换时要求尽量平稳,最好是无扰动切换.83lcPA59W94.<本题 5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到地问题,用什麽方法可以解决？4. 答：抖动是键盘工作中地常见现象,它将影响计算机对按键地查询工作地准确性.常采用地防抖措施有：①软件延时程序<一般为10--20毫秒）.②硬件防抖电路：双稳态电路及滤波电路.五、设计题<本题共 1 小题,共 20 分）设某步进电机为A、B、C、D四相.1. 说明图中芯片4N25、达灵顿管T地作用.<2分）答、图中光电隔离器4N25地作用有两个,隔离和耦合.2. 画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍三种控制方式正向通电顺序图.<6分）<1）单四拍：<2）双四拍<3）四相八拍略.<3） A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制,请在下表地空格处填上适当地数.<4分）步1. 每一相控制电路如下图所示,已知8255A地端口地址为2060H、2061H 、2062H、2063H,mZkklkzaaP 试用8255A位控方式写出使步进电机A相、B相、C相和D相通电地程序(只要求正转>.<8分）ORG 2000HSTART：MOV A,80H ；8255初始化MOV DPTR,#2063HMOVX @DPTR,AMOV A,#01H ；A相通电MOVX @DPTR,AMOV A,#03H ；B相通电MOVX @DPTR,AMOV A,#05H ；C相通电MOVX @DPTR,AMOV A,#07H ；D相通电MOVX @DPTR,A六、设计题<本题共 1 小题,共 20 分）设某压力报警系统如图所示.图中,开关K0为报警屏蔽开关,K0=0时,系统被屏蔽.开关K1为压力报警开关,K1闭合时,表示报警；开关K1打开时为正常状态.系统正常时,绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮.并要求系统能连续工作.AVktR43bpw1. 写出8255A各口地地址. <4分）答：<1）写出8255A各口地地址. <4分）G1 G2A G2B C B AP2.7 P2.6P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 …A1 A0ORjBnOwcEd1 0 0 1 1 0 1 0 X X 2MiJTy0dTTY2所以,8255地地址为9A00—9A03H<或9AFC—9AFFH）2. 画出完成上述任务地程序流程图. <6分）3. <3）编写8255A初始化和控制程序. <10分）START：MOV A,#90H ；8255初始化 < 2分）MOV DPTR,#9A03HMOVX @DPTR,ALOOP：MOV DPTR,#9A00HMOVX A, @DPTR ；判断报警是否屏蔽 < 2分）MOV R0,AANL A,#01HJZ LDMOV A,R0 ；判断K1是否报警 < 2分）ANL A,#10HJZ L、HDLD： MOV A,#0FH ；LD亮 < 2分）gIiSpiue7AMOV DPTR,#9A03HMOVX @DPTR,AAJMP LOOPHD： MOV A,#01H ；LD亮 < 2分）uEh0U1YfmhMOV DPTR,#9A03HMOVX @DPTR,AAJMP LOOP。

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？由四部分组成⑴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。

⑶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。

2、微型计算机控制系统的软件有什么作用？说出各部分软件的作用。

软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。

整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。

就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件及数据库。

（1）系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。

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(Direct Digital Control)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。

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?由四部分组成(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，这时计算机就起到了操作指导的作用(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)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。

一、选择题（本题共10小题，每小题 1.5分，共15分）1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ A ）转换。

A．A/D转换器B．双向可控硅C．D/A转换器D．光电隔离器2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ D ）器件完成控制量的切换工作。

A．锁存器锁存B．多路开关C．A/D转换器转换D．反多路开关3.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 ）。

A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（ B ）。

A．阳极B．阴极C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（B ）实现的。

A．改变定子的通电方向和通电占空比B．改变转子的通电方向和通电占空比C．改变定子的通电电压幅值D．改变转子的通电电压幅值6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B ）A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作D．SCC计算机与控制无关7. 键盘锁定技术可以通过（C ）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8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C ）。

A．0．3 伏以下B．0．7伏以上C．-3伏以下D．+3伏以上9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D ）提高信/躁比。

A．只能通过模拟滤波电路B.只能通过数字滤波程序C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（B ）。

A．步进电机可以直接接受数字量B．步进电机可以直接接受模拟量C．步进电机可实现转角和直线定位D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动二、填空题（本题共15 个空，每空 1 分，共15 分）1. 香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线越接近实际曲线。

微型计算机控制技术资料（潘新民第二版）1.PLC 的特点(1)可靠性高(2)编程容易(3)组合灵活(4)输入／输出功能模块齐全(5)安装方便(6)运行速度快2．按键防抖动技术对于采用机械弹性开关的键盘:(1)由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合及断开的瞬间必然伴随有一连串的抖动。

(2)其波形如图3-1 所示。

抖动过程的长短由按键的机械特性决定，一般为10～20ms。

可以从硬件及软件两方面排除抖动的影响解决。

（1）硬件防抖技术①滤波防抖电路·利用RC 积分电路对于干扰脉冲的吸收作用。

·只要选择好时间常数，就能在按键抖动信号通过此滤波电路时，消除抖动的影响。

滤波防抖电路图，如图3 - 2所示。

②双稳态防抖电路用两个与非门构成一个RS 触发器即形成双稳态防抖电路。

（2）软件防抖方法·当第一次检测到有键按下时，先用软件延时（10ms～20ms），而后再确认该键电平是否仍维持闭合状态电平。

若保持闭合状态电平；则确认此键确已按下，从而消除了抖动的影响。

(3) 两种方法的比较·采用硬件防抖: N个键就必须配有N个防抖电路。

·采用硬件防抖: 费机时。

3.LED 数码管的显示方法在微型机控制系统中，常用的两种显示方法:动态显示静态显示。

（1）动态显示①作法·微型机定时地对显示器件扫描。

·显示器件分时工作，每次只能有一个器件显示。

②特点·使用硬件少，因而价格低。

·占用机时长，只要扫描程序停止，显示即刻停止。

③应用·演示·在以工业控制为主的微型机控制系统中应用较少。

(2) 静态显示①作法由微型机一次输出显示模型后，就能保持该显示结果，直到下次送新的显示模型为止。

②特点占用机时少，显示可靠，③应用·广泛应用在工业过程控制中。

·使用元件多，且线路比较复杂。

·随着集成电路的发展，多种功能的显示器件出世，( 锁存器、译码器、驱动器、显示器四位一体)静态显示得到广泛应用。

第一章：绪论1、计算机控制系统组成（作业）2、工作原理：（作业） （1）实时数据采集 （2）实时控制决策 （3）实时控制输出 （4）实时显示和数据保存 （5）联网通信（测控管一体化）失败：一、若控制时间间隔取的太长，则控制效果可能变差。

二、若控制时间间隔取的太短，计算机在这个采样时间间隔内不能完成前三项工作，也会引起控制质量下降。

3、 （1）在线方式：在SCC 中，生产过程与计算机连接，且受计算机控制的方式称为在线方式。

离线方式：生产过程不与计算机连接，即不受计算机控制，或称为脱机方式（2）实时的含义：是指被控量的检测，控制信号的计算，控制信号的输出都必须在一定的时间间隔内完成。

由计算机中断自动产生，或采用查询方式产生，或由用户自行设定 一个在线的系统不一定是一个实时系统，但是一个实时系统必定是在线系统。

过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字（开关）量输入输出通道。

4、按完成的功能和结构（6种典型形式：···，DDC 、SCC 、DCS 、FCS 、····） 按照控制规律分类（填空）（1）数字程序和顺序控制（2）PID 控制：调节器的输出是调节器输入的比例、积分和微分的函数 （3）最小拍控制：要求设计的系统在尽可能短的时间内完成调节过程 （4）复杂规律的控制 （5）智能控制计算机控制装置生产过程按照控制方式的不同，计算机控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

5、常用的典型机型（1）单片微型计算机: 内含有微处理器的特殊超大规模集成电路，专用性强、内存容量小，本身不具备自开发功能（2）PLC：可靠性高、编程容易、功能完善、扩展灵活、安装调试简单方便（3）工业PC：小板结构模块化设计；标准化及兼容性；完善的I/O通道；环境适应能力强、可靠性高；软件丰富(组态软件）6、计算机控制系统的发展趋势一、单片机（微处理器）组成的控制系统日趋先进二、可编程逻辑控制器（PLC）得到广泛应用三、推广使用新型的集散控制系统（DCS）四、大力发展和采用现场控制总线技术五、大力研究和发展智能控制系统第二章：过程输入输出通道技术1、模拟量输入信道（A/D信道或AI信道）的任务是把被控对象的过程参数的模拟量信号转换成计算机可以接收的数字量信号.2、多路模拟信号集中采集式一、集中式数据采集系统的典型结构：(1)多路共享采集电路分时采集；(2)多路同步取样共享A/D分时采集(3)多通道同步采样A/D，分时传输数据；多信道独立取样A/D，有通道缓存二、分布式采集3、典型模拟调理电路的组成框图4、传感器的主要技术指标：（将被测量→转换后续电路可用电量）（填空） 1）测量范围：与被测量实际变化范围相一致。

可编辑修改精选全文完整版第一章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(Direct Digital Control)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。

第一章1.说明嵌入式系统与一般微型计算机扩展系统的区别。

嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多数使用EPROM、EEPROM或闪存作为存储介质；嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件和应用程序。

嵌入式系统功耗低、可靠性高、功能强大、性价比高、实时性强、支持多任务、占用空间小、效率高；面向特定应用，可根据需要灵活定制。

2.PLC控制系统有什么特点？可靠性高、编程容易、组合灵活、输入/输出功能模块齐全、安装方便、运行速度快。

3.微型计算机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点？（1）结构上，微型计算机是模拟和数字部件的混合系统。

（2）微型计算机含有，模拟信号，离散模拟，离散数字等多种信号（3）需采用专门的理论来分析和设计。

（4）计算机控制系统，便于实现复杂的控制，具有很大的灵活性和适应性。

（5）可实现多回路分时控制（6）计算机系统的控制多功能性，提高企业的自动化程度，分级控制，集散控制，生产管理等。

4.什么叫嵌入式系统?与一般的工业控制系统有什么区别？嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能。

可靠性、成本体积。

功耗要求严格的专用计算机系统。

第二章1.简述多路开关的原理？即把多个模拟量参数分时地接通，常用于多路参数共用一台A/D转换器系统中，完成多到一的转换2．多路开关如何扩展？试用两个CD4097扩展成一个双16路输出和双2路输出系统，说明其工作原理。

3. 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。

4. 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。

A/D转换器完一次A/D转换总需要一定的时间，在进行A/D转换时间内，希望数据信号不再变化，以免造成误差。

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。