微型计算机控制简答题
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三、简答题1.微型计算机系统的基本组成?微型计算机,系统软件,应用软件,输入输出设备2.简述冯.诺依曼型计算机基本思想?●将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序,并放入存储器保存●指令按其在存储器中存放的顺序执行;●由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行;●以运算器为核心,所有的执行都经过运算器。
3.什么是微型计算机?微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
4.什么是溢出?运算结果超出了计算机所能表示的范围。
2.2二、简答题1. 在内部结构上,微处理器主要有那些功能部件组成?1) 算术逻辑部件 2) 累加器和通用寄存器组3) 程序计数器 4) 时序和控制部件(意思相近2. 微处理器一般应具有那些基本功能?本身具有运算能力和控制功能3. 什么是总线周期?CPU使用总线完成一次存储器或I/O接口的存取所用的时间,称为总线周期,一个基本的总线周期包含4个T状态,分别称为T1、T2、T3、T4。
(意思相近即可)一、简答题1. 若(AX)=9C5AH,(BX)=9754H,执行下列指令序列后,程序转向何处执行。
ADD AX,BX JNC L3JNO L1 JNO L4JNC L2 JMP L5SUB AX,BXL52. 中断服务程序结束时,用RET指令代替IRET指令能否返回主程序?这样做存在什么问题?RET应该可以使中断服务程序返回主程序,但因为RETF是子程序返回指令,它只从堆栈中恢复CS和IP,而不能使状态字PSW得以恢复,所以不能使断点完全恢复,对源程序的继续执行造成不良影响。
(回答可以返回2分,出现的问题3分,意思相近即可)3. 写出把首地址为BLOCK字数组中的第6个字,送到DX寄存的指令(或指令组),要求使用以下几种寻址方式:(1) 寄存间接寻址(2) 寄存相对寻址(3) 基址变址寻址1) MOV BX,OFFSET BLOCK+6 2) LEA BX,BLOCK 3) LEA BX,BLOCKMOV DX,[BX] MOV DX,[BX+12] MOV SI,12MOV DX,[BX+SI]4. 设BX=134AH,BP=1580H,DI=0528H,SI=0234H,DS=3200H,SS=5100H,求在各种寻址方式下源操作数的物理地址。
1. 8253—5初始化编程有什么规定?答案:8253—5初始化编程规定:(1)对计数器设置初始值前必须先写控制字。
(2)初始值设置时,要按照控制字中的格式规定,如只写低位字节或是写高8位,或是高低位字节都写,控制字中一旦设定,计数初始值设定就要一致。
2. 简述微机系统中三种总线的区别与联系答案:对一个具有一定规模的微型计算机系统而言,有三类总线,一种是微型计算机中CPU 芯片与内存储器和I/O接口电路之间信息传输的公共通路,这是片总线;一种是构成微型计算机系统的各模块之间信息传输的公共通路,这是内总线,又称系统总线、微机总线和板级总线;第三种是一个微型计算机系统同另一个微型计算机系统之间,或者一个微型计算机系统同仪器、仪表之间信息传输的公共通路,这是外总线,又称通信总线。
通常内总线是芯片总线经缓冲后映射而得。
3. 什么是并行通信和串行通信?答案:在计算机领域中,有两种数据通信方式——串行传送和并行传送。
(1)并行传送数据在多条并行1位宽的传输线上同时由源传送到目的。
以1字节的数据为例,在并行传送中,1字节的数据通过8条并行传输线同时由源传送到目的。
(2)串行传送数据在单条1位宽的传输线上,一位一位地按顺序分时传送,也以1字节的数据为例,在串行传送中,1字节的数据要通过一条传输线分8次由低位到高位按顺序一位一位地传送。
4. 简述7段LED显示器的基本原理。
答案:LED是一种特殊的二极管,当其阳极与阴极之间的电压超过额定电压时,电级间发生击穿,发出可见光,去除电压后恢复。
7段LED显示器的基本原理是将7个LED管的阴极接在一起,加上低电平,各个LED管的阳极可分别接高电平,根据7个LED管的排列,以及在不同的LED管的阳极加高电平,可使显示器显示不同的字形。
这种将阴极接在一起的接法称为“共阴极接法”,另外还有共阳极接法。
5. 8253—5读计数值有何方法?答案:(1)以普通对计数器端口读的方法取得当前计数值。
一、填空:(每空1分,共30分)1、计算机基本的五个组成部分是、、、和。
2、工业控制计算机的各类有工业控制机、工业控制机和。
3、计算机内,数的表示方法有数、数和数三种。
4、单片机可以分为单片机和单片机两种机型。
5、单片机在开发系统时,可以使用语言、语言和语言。
6、MCS-51系列单片机中共有七种寻址方式,分别是寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址。
7、在汇编语言中,分支语句是通过语句来实现的。
8、循环语句是指按某种规律重复执行的程序语句。
9、在执行完子程序,返回继续执行生程序前恢复其原有内容,这称为。
10、一个完整的中断处理有中断、中断、中断和中断。
二、选择:(每题2分,共20分)1、一个完整的计算机系统是由和软件两部分组成的。
A主机B硬件C程序D外设2、计算机内部一律采用进制数存储数据。
A十B八C二D十六3、伪指令是程序员发给汇编程序的指令,也称命令。
A二进制B汇编C高级D人工命令4、顺序控制就是依次执行、无分支、无循环和调用。
A从上到下B从下到上C从里到外D从外到里5、有条件跳转语句可以分为语句和多分支语句。
A跳转语句B单分支语句C顺序语句D转移语句6、CPU和外部通信有通信和串行通信。
A并行B异步C同步D位传送7、总线按功能和规范分为总线、内总线和外总线。
A数据B地址C片D控制8、地址总线的宽度为位。
A8B4C32D169、51系列单片机内部4个双向的并行I/O端口,共根引脚。
A32B16C8D6410、两个字长的二进制位数是。
A8B16C32D64三、名词解释:(每题4分,共20分)1、微处理器:2、工业控制计算机(IPC):3、实时;4、堆栈:5、指令系统:四、简答题;(每题6分,共30分)1、什么是计算机控制系统,它的工作原理是怎样的?2、微机控制系统总体方案设计包括几个内容?3、MCS-51中断系统初始化步骤应包括哪些?4、子程序的主要特点和调用时要注意哪些?5、循环程序一般由哪四部分组成?答案:一、1、运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备2、加固型,面板型,工业工作站3、无符号数,有符号数,负数4、通用,专用5、机器,汇编,高级6、寄存器,直接,寄存器间接,变址,立即,位,相对7、有条件跳转8、控制9、现场恢复10、请求,响应,处理,返回二、B,C,B,A,B,A,C,D,A,B三、1、凡由集成电路构成的中央处理器(CPU)就称微处理器2、把适合于工业环境使用的微型计算机,统称为工业控制计算机(IPC)3、指信号的输入、输出都要在一定的时间内完成称为实时4、是一种数据结构,只允许在其一端进行数据插入、删除操作的线性表叫堆栈5、一台计算机所能执行的所有指令的集合叫指令系统四、1、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。
1. 设某8253通道1工作在方式0,按BCD方式计数,计数初值为400,通道0—控制寄存器的端口地址依次为80H~83H,试写出8253的初始化程序。
(8253方式控制字:D7D6:计数器选择;D5D4:读写控制;D3D2D1:工作方式选择D0:计数方式选择)控制字:01 11 000 1 71H答:MOV AL,71HOUT 83H,ALMOV AL,00HOUT 81H,ALMOV AL,04HOUT 81H,AL2. 某一8255A芯片的端口地址为90H~93H,现设置该接口芯片的PA口为基本输入方式、PB口为基本输出方式,PC口为输入方式,其方式选择控制字如下:D7=1,D6 D5 A口工作方式,D4 A口输入输出,D3 PC7-PC4输入输出,D2 B口工作方式,D1 B口输入输出,D0 PC3-PC0输入输出。
执行如下程序段后,PB口输出何种波形?L1:MOV AL,01HOUT 91H,ALCALL D20MS;延时20msMOV AL,00HOUT 91H,ALCALL D20MS;延时20msJMP L1答:MOV AL,99H OUT 93H,AL 方波3. 8253的计数器2工作于方式2,其计数时钟CLK2,为100KHz,输出信号OUT2作定时中断申请,定时间隔为8ms,试计算其计数初值N?答:8004. 某系统中有一片8253,其四个端口地址为310H,312H,314H,316H,计数脉冲频率为1MHz、BCD码计数,试编写计数器0输出频率为2KHz方波的初始化程序。
(8253方式控制字:D7D6:计数器选择;D5D4:读写控制;D3D2D1:工作方式选择D0:计数方式选择)计数初值=10^6/2*10^3=500控制字:00110111 37H答:MOV AL,37HMOV DX,316HOUT DX,ALMOV DX,310HMOV AL,00HOUT DX,ALMOV AL,05HOUT DX,AL5. 假如8259A已被编程,ICW2=0AH,若连接在8259A的IR3端的外设提出中断申请,它的中断向量的存放地址是什么?答:28H,29H,2AH,2BH6. 计算机有哪些主要应用领域?答:科学计算,数据处理,过程控制,信息通信,计算机辅助设计7. 什么叫微处理器?什么叫微型计算机?什么叫微型计算机系统?答:微处理器是指采用大规模集成电路技术,将具有运算控制功能的电路集成在一块芯片上的大规模集成电路,微型机即个人计算机,微型计算机系统是指以微型机为核心,配以相应的外部设备,及软件所构成的系统。
1 、微型计算机的基本结构由哪几部分构成?主机箱中主要包括了哪些部件?( 3 分)微型计算机的基本结构由显示器、键盘和主机构成。
主机箱中主要包括主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、电源、显示卡、声卡等。
2 、微机常用的输入设备是哪些?输出设备是哪些?(3 分)微型计算机中常见的输入设备有:键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。
外存储器也是一种输入设备。
计算机的输出设备主要有显示器、打印机和绘图仪等。
外存储器也是一种输出设备。
3 、什么是冯? 诺依曼计算机?冯? 诺依曼(Von Neumann )的”程序存储”设计思想是什么?( 3 分)按照冯??诺依曼体系结构设计的计算机称为冯? 诺依曼计算机设计思想:①计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。
②计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。
③采用存储程序方式。
4 、计算机软件一般分为系统软件和应用软件,根据你的了解,目前有哪些常用的系统软件?(列举三种以上,同种软件的不同版本只按一种计)有哪些常用的应用软件分类并列举相关的软件?(列举四类以上)( 3 分)操作系统属于系统软件比如W 工NDOWS 系列,unix , linux , 05 等,应用软件如woRD , ExcEL , PowER PO 工NT , REAL PLAYER , 3dmax , autocad pplive 等5、什么是数制?数制与数据有什么区别?( 3 分)(l)数制也称计数制,是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。
人们通常采用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。
(2)数据(data )是对客观事物的符号表示,是用于表示客观事物的未经加工的原始素材,如图形符号、数字、字母等。
或者说,数据是通过物理观察得来的事实和概念,是关于现实世界中的地方、事件、其他对象或概念的描述。
(3)数制只是为了表示数据而采取一种规则。
6 、计算机中为什么要采用二进制?( 3 分)在计算机内部存储、处理和传输的信息都是采用二进制代码来表示的,这是因为二进制数运算速度,州快并且用电子元器件很容易实现。
第一章微型计算机概述复习题一、填空题1、微机系统由(硬件系统)和(软件系统)两部分组成。
2、总线按传输的信息种类可分成(数据)、(地址)和(控制)三种。
3、模型机CPU主要由(运算器)、(控制器)和(寄存器)三部分组成。
4、指令格式通常由(操作码)和(操作数)组成。
5、指令的执行分(取指)和(执指)两个阶段。
6、8086有(20 )位地址线,存储器容量为(1M )B。
二、名字解释1、PC :程序计数器2、CACHE:高速缓冲存储器2、FLAGS :标志寄存器3、ALU :算术逻辑运算单元4、ID:指令译码器三、问答题1、微机中各部件的连接采用什么技术?为什么?解答:现代微机中广泛采用总线将各大部件连接起来。
有两个优点:一是各部件可通过总线交换信息,相互之间不必直接连线,减少了传输线的根数,从而提高了微机的可靠性;二是在扩展计算机功能时,只须把要扩展的部件接到总线上即可,十分方便。
2、微机系统的总线结构分哪三种?解答:单总线、双总线、双重总线3、微机系统的主要性能指标(四种)?解答:字长、主频、内存容量、指令系统4、模型机有哪些寄存器,以及作用?解答:通用寄存器组:可由用户灵活支配,用来存放参与运算的数据或地址信息。
地址寄存器:专门用来存放地址信息的寄存器。
程序计数器:它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。
指令寄存器:用来存放当前正在执行的指令代码指令译码器:用来对指令代码进行分析、译码,根据指令译码的结果,输出相应的控制信号5、请举例8、16、准16、32、准32位CPU芯片型号。
解答:8085:8位;8086:16位;8088准16位;80386DX:32位;80386SX:准32位第二章典型微处理器一、填空题1、8086CPU 内部组成结构从功能上讲,可分为__BIU_____和___EU______两部分。
2、8086/8088的四个段寄存器为___DS_____、___ES_____、___SS____、__CS_______3、用来存放CPU状态信息的寄存器是_____FLAGS______。
微型计算机原理考试试卷(带答案解析)一、选择题(每题2分,共20分)1. 微型计算机系统中,CPU与外设进行数据交换的基本方式是()A. 并行通信B. 串行通信C. 总线通信D. 以上都对答案:D解析:微型计算机系统中,CPU与外设进行数据交换的基本方式包括并行通信和串行通信,同时也可以通过总线通信实现。
2. 微型计算机系统中,下列哪个设备不属于输入设备()A. 键盘B. 鼠标C. 显示器D. 扫描仪答案:C解析:显示器属于输出设备,用于将计算机处理的结果展示给用户。
3. 下列哪种存储器属于只读存储器()A. RAMB. ROMC. CacheD. 硬盘答案:B解析:ROM(Read-Only Memory)是只读存储器,其中的内容在制造时已经固定,无法修改。
4. 下列哪种总线不属于微型计算机系统总线()A. 数据总线B. 地址总线C. 控制总线D. 串行总线答案:D解析:微型计算机系统总线包括数据总线、地址总线和控制总线,串行总线不属于系统总线。
5. 下列哪种寄存器不属于CPU内部的寄存器()A. 程序计数器B. 指令寄存器C. 累加器D. 状态寄存器答案:D解析:状态寄存器属于外部寄存器,不属于CPU内部寄存器。
6. 下列哪种寻址方式不属于微型计算机指令的寻址方式()A. 直接寻址B. 间接寻址C. 相对寻址D. 随机寻址答案:D解析:微型计算机指令的寻址方式包括直接寻址、间接寻址和相对寻址,随机寻址不属于指令的寻址方式。
7. 在下列哪种操作中,CPU不会产生中断()A. 计算机病毒攻击B. 外部设备请求C. 软件中断D. 系统调用答案:A解析:计算机病毒攻击不会导致CPU产生中断,其他选项都会使CPU产生中断。
8. 下列哪种存储器不属于计算机的主存储器()A. RAMB. ROMC. CacheD. 硬盘答案:D解析:硬盘属于外部存储器,不属于计算机的主存储器。
9. 微型计算机中,下列哪个部件负责内存的分配和管理()A. CPUB. 运行器C. 操作系统D. 硬盘控制器答案:C解析:操作系统负责内存的分配和管理。
微型计算机原理及应用第四版答案微型计算机原理及应用第四版答案1. 简答题一:根据微型计算机原理及应用第四版,答案如下:- 定义微型计算机:微型计算机是一种基于微处理器技术的计算机系统,包括中央处理器、内存、输入输出设备等部件,通常体积小、功耗低、成本较低,可广泛应用于个人电脑、嵌入式系统等领域。
- 描述微型计算机核心部件:微型计算机的核心部件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等。
CPU是微型计算机的处理器,负责执行指令、进行运算逻辑等核心任务。
内存用于存储程序和数据,常见的有随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
输入输出设备用于与外部环境进行数据交互,如鼠标、键盘、显示器等。
- 解释微指令:微指令是微型计算机中的一种低级指令,用于控制CPU的工作流程。
它通过微程序控制器中的存储器来存储和提取指令,包括控制信号和操作码等信息。
微指令的执行过程是顺序逐条执行,可以实现CPU的控制逻辑。
- 论述微型计算机系统结构:微型计算机系统的结构通常分为五个部分:中央处理器(CPU)、存储器、输入设备、输出设备、总线。
其中CPU负责执行指令,存储器用于存储程序和数据,输入设备用于接收外部信息,输出设备用于将结果显示给用户,总线用于连接各个部件之间的数据传输。
2. 简答题二:根据微型计算机原理及应用第四版,答案如下:- 描述微控制器的组成结构:微控制器是一种集成了微处理器、存储器和各种外设接口的单芯片计算机系统。
它通常包括中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、输入/输出接口(I/O)、定时器/计数器(Timer/Counter)、串口、模拟/数字转换器等。
- 解释微控制器与微处理器的区别:微控制器是一种集成了微处理器、存储器和外设接口的单芯片系统,而微处理器则只包含中央处理器(CPU)。
微控制器因为集成了其他功能,所以可以独立运行,不需要外部的主板支持。
相比之下,微处理器需要通过外部的主板连接其他芯片来实现完整的计算机系统。
1、简述8086CPU总线接口部件(BIU)的功能及其组成。
总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据,即BIU管理在存储器中存取程序和数据的实际处理过程。
它主要由以下几部分构成:1.4个段地址寄存器。
即CS DS ES SS。
2.16位的指令指针寄存器IP。
3.20位的地址加法器。
4.6字节的指令队列。
2. 8086CPU内部由哪两部分组成?各完成什么工作?答:在8086内部由BIU和EU两大部分组成,BIU主要负责和总线打交道,用于CPU与存储器和I/O接口之间进行数据交换;EU主要是将从指令队列中取得的指令加以执行。
3. 什么是I/O独立编址和统一编址,各有什么特点?答:独立编址是将I/O端口单独编排地址,独立于存储器地址。
统一编址是将I/O端口与存储器地址统一编排,共享一个地址空间。
端口独立编址方式,处理器除要具有存储器访问的指令和引脚外,还需要设计I/O访问的I/O指令和I/O引脚,其优点是:不占用存储器空间;I/O指令使程序中I/O操作一目了然;较小的I/O地址空间使地址译码简单。
但I/O指令功能简单,寻址方式没有存储器指令丰富。
统一编址方式,处理器不再区分I/O口访问和存储器访问。
其优点是:处理器不用设计I/O指令和引脚,丰富的存储器访问方法同样能够运用于I/O访问。
缺点是:I/O端口会占用存储器的部分地址空间,通过指令不易辨认I/O操作。
4.简述主机与外设进行数据交换的几种常用方式。
答:①无条件传送方式,常用于简单设备,处理器认为它们总是处于就绪状态,随时进行数据传送。
②程序查询方式:处理器首先查询外设工作状态,在外设就绪时进行数据传送。
③中断方式:外设在准备就绪的条件下通过请求引脚信号,主动向处理器提出交换数据的请求。
处理器无其他更紧迫任务,则执行中断服务程序完成一次数据传送。
④ DMA传送: DMA控制器可接管总线,作为总线的主控设备,通过系统总线来控制存储器和外设直接进行数据交换。
第1章微型计算机控制系统概述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?答: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。
②输入输出接口:这是微机和被控对象之间进行信息交换的纽带。
③通用外部设备:为了扩大主机的功能而设置的,用来显示打印存储传送数据。
④检测元件与执行机构:a.在微机控制系统中,为了收集和测量各种数据,采用了各种检测元件,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:控制各参数的流入量。
⑤操作台:人机对话的纽带,通过它人们可以向计算机输入程序,修改内存数据,显示被测参数及发出各种操作命令。
2、微型计算机控制的系统的软件有什么作用?请说出各部分软件的作用。
答: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。
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。
对用户来说,系统软件只是作为开发应用软件的工具,是不需要自己设计的。
应用软件:它是面向用户本身的程序,即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。
3、常用工业控制机有几种?它们各有什么用途?答:①单片微型计算机:是工业控制和智能化系统中应用最多的一种模式。
一般用于扩展接口,如A/D,D/A转换接口,LED、LCD显示接口扩展,再开发一些应用软件,便可以用于工业控制。
②可编程逻辑控制器:目前从单机自动化到工厂自动化,从柔性制造系统、机器人,到工业局域网都有用到。
③现场可编程门阵列:可以实现动态配置,在线系统重构及硬件软化、软件硬化等功能。
④工业PC机:完成STD总线工业控制机的检测、控制,使程序设计变得更加简单,各种报表程序打印、数据处理曲线、工业控制流程图、PID柱形图像处理程序等。
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?答: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。
区别与联系: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。
5.分布式控制系统(DCS)的特点是什么?分布式计算机控制系统的特点是“控制分散,管理集中”6.CIMS系统与DCS系统相比有哪些特点?7、微机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点?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需采用专门的理论来分析和设计。
即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大的灵活性和适应性。
⑤可实现多回路分时控制。
⑥控制的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。
8、什么叫现场总线系统?它有什么特点?答:现场总线控制系统FCS的核心是现场总线。
特点:①是一种数字通信协议,是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、全分散、双向传输、多分支结构的通信网络。
②是控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术三者的结合。
③具有现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散的功能模块、通信线供电、开放式互连网络等技术特点。
④保证控制系统可以适应目前工业界对数字通信和自动控制的需求,且使其与 Internet 网互连构成不同层次的复杂网络成为可能。
代表了工业控制体系结构发展的一种方向。
9、未来控制系统发展趋势是什么?答:①大力推广应用成熟的先进技术;②大力研究和发展智能控制系;③嵌入式系统的应用将更加深入。
10、为什么说嵌入式微控制器是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最多的一种微型计算机?嵌入式微控制器又称单片机。
①为适应不同的应用需求,一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的是存储器和外设的配置及封装。
②和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积小,功耗和成本低、可靠性高。
③微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。
6.A/D转换器的结束信号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?它们在接口电路和程序设计上有什么特点?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。
常见的A/D转换有以下几种控制方式,各自特点如下:•延时等待法:EOC可不和I/O口连接,程序设计时,延时大于ADC转换时间后,取数据。
•查询法: EOC可以和任意I/O口连接,程序设计时,反复判断EOC是否有效,直至EOC有效时,取数据。
•中断响应法: EOC与外部中断相连,AD转换结束后,发中断申请,在中断服务程序中取数据。
1.PLC控制系统有什么特点?答: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.FPGA是什么意思?它有什么特点?在微机控制系统和智能化仪器中有着怎样的影响?P14答:FPGA是指现场可编程门阵列特点.FPGA的特点(1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。
(2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
(3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。
(4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。
(5)FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。
可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。
第2章模拟量输入/输出通道的接口技术1、采样有几种方法,试说明它们之间的区别?答:①简单随机抽样法,就是指总体中的每个个体被抽到的机会是相同的;②系统抽样法,也叫等距抽样法;③分层抽样法,也叫类型抽样法,它是从一个分成不同子总体(或称为层)的总体中,按规定的比例从不同层中随机抽取样品(个体)的方法;④整群抽样法,是将总体分成许多群,每个群由个体按一定方式结合而成,然后随机抽取若干群。
时域采样,频域采样…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),对系统硬件要求较高,且数据量较大。
根据奈奎斯特采样定律,在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs>=2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5~10倍。
3、多路开关的工作原理。
多路开关主要用于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转换器的系统中,完成多对一的转换。
多路开关的特点。
答:①采用标准的双列直插式结构,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)。
4、多路开关如何扩展?试用两个CD4097扩展成一个双16路输入和双2路输入系统,并说明其工作原理。
答:扩展时,将多路开关芯片交替使能(反相器)即可,两路开关扩展仍不能达到系统要求是,可采用译码器控制芯片使能端。
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。
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)。
P26扩展16通道6、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。
7、在数据采集系统中,是不是所有的输入通道都需要加采样-保持器,为什么?答: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。
8、香农定理的基本内容是什么?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。
答:采样频率高低对数字控制系统有些影响。
采样频率高,则对数据采集的准确性增加,但采样频率高,会过多的占用CPU 的时间和内存资源,采样频率高,对采集的数据要进行实时分析和处理,CPU 大部分时间用在数据采集分析处理上,影响了作其它事的时间。
采样频率要低,就有可能漏掉该采集的数据没采到,数据实时分析就有可能不正确。