计算机控制技术习题ppt
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《计算机控制技术》课件
主题二：传感器与执行器
传感器的作用和种类
探索传感器的工作原理和不同应 用领域，了解它们在自动化系统 中的重要性。
执行器的作用和种类
学习执行器的工作方式和不同类 型，了解它们在实际机械系统中 的应用。
传感器与执行器的应用
深入研究传感器与执行器在实际 工程中的具体应用案例，探索其 优势和限制。
主题三：控制系统的设计与实施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
《计算机控制技术》PPT 课件
欢迎来到《计算机控制技术》课程的世界！本课程将向您介绍计算机控制系 统的基础知识、传感器与执行器的应用、以及控制系统的设计与实施。让我 们一起探索这个令人着迷的领域吧！
课程内容概述
主题一：控制系统基础知识
深入了解控制系统的定义、组成和分类，以及控制系统的性能指标。
主题二：传感器与执行器
探索各种传感器和执行器的作用、种类，以及它们在实际应用中的重要性。
主题三：控制系统的设计与实施
学习控制系统设计的步骤、实施的关键要点，以及如何进行调试与优化。
课程目标和重要性
1 深入理解控制系统
通过学习本课程，您将全 面了解计算机控制系统的 概念和原理。
2 掌握传感器与执行器
的应用
学习不同传感器和执行器 的使用方式，为实际工程 提供解决方案。
3 控制系统的设计与实
施能力
掌握控制系统的设计步骤 和调试方法，提高工程实 施的效率和质量。
主题一：控制系统基础知识
1
什么是控制系统
了解控制系统的概念和功能，探索其在自动化领域中的应用。
2
控制系统的组成和分类
学习控制系统的结构和分类方式，了解不同类型的系统。
3
控制系统的性能指标
《计算机控制技术》课件
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contents
目录
• 计算机控制技术概述 • 计算机控制系统组成 • 计算机控制系统的基本原理 • 计算机控制系统的设计方法 • 计算机控制系统的实现技术 • 计算机控制系统的应用实例
01
计算机控制技术概述
定义与特点
总结词
计算机控制技术的定义和特点
详细描述
计算机控制技术是指利用计算机对工业生产过程进行自动控制的技术。它具有 高精度、高效率、高可靠性的特点，能够实现生产过程的自动化、智能化和信 息化。
动控制。
监控软件
用于实时监控系统的运行状态 ，显示各种参数和数据，以及
进行故障诊断和报警等。
数据库软件
用于存储和管理各种数据，如 历史数据、实时数据等。
操作系统
提供计算机控制系统的运行环 境和基础服务。
人机接口
01
02
03
界面设计
设计易于操作的人机界面 ，包括图形界面和文本界 面等。
交互方式
提供多种交互方式，如鼠 标操作、键盘输入等，方 便用户进行操作和控制。
常见的开环控制系统有步进电机 控制系统、温度控制系统等。
闭环控制系统
闭环控制系统是一种包含反馈环节的控制系统，通过检测系统输出结果，将检测结 果反馈给输入端，与输入信号进行比较，根据比较结果调整输入信号。
闭环控制系统的优点是能够实时调整系统输出，提高控制精度和稳定性，但结构相 对复杂。
常见的闭环控制系统有伺服电机控制系统、数控机床控制系统等。
自适应控制
通过调整控制器参数，使系统能够自动适应环境变化和不确定性， 保持最优性能。
鲁棒控制
设计具有鲁棒性的控制系统，使系统在存在不确定性和干扰的情况 下仍能保持稳定和良好的性能。
contents
目录
• 计算机控制技术概述 • 计算机控制系统组成 • 计算机控制系统的基本原理 • 计算机控制系统的设计方法 • 计算机控制系统的实现技术 • 计算机控制系统的应用实例
01
计算机控制技术概述
定义与特点
总结词
计算机控制技术的定义和特点
详细描述
计算机控制技术是指利用计算机对工业生产过程进行自动控制的技术。它具有 高精度、高效率、高可靠性的特点，能够实现生产过程的自动化、智能化和信 息化。
动控制。
监控软件
用于实时监控系统的运行状态 ，显示各种参数和数据，以及
进行故障诊断和报警等。
数据库软件
用于存储和管理各种数据，如 历史数据、实时数据等。
操作系统
提供计算机控制系统的运行环 境和基础服务。
人机接口
01
02
03
界面设计
设计易于操作的人机界面 ，包括图形界面和文本界 面等。
交互方式
提供多种交互方式，如鼠 标操作、键盘输入等，方 便用户进行操作和控制。
常见的开环控制系统有步进电机 控制系统、温度控制系统等。
闭环控制系统
闭环控制系统是一种包含反馈环节的控制系统，通过检测系统输出结果，将检测结 果反馈给输入端，与输入信号进行比较，根据比较结果调整输入信号。
闭环控制系统的优点是能够实时调整系统输出，提高控制精度和稳定性，但结构相 对复杂。
常见的闭环控制系统有伺服电机控制系统、数控机床控制系统等。
自适应控制
通过调整控制器参数，使系统能够自动适应环境变化和不确定性， 保持最优性能。
鲁棒控制
设计具有鲁棒性的控制系统，使系统在存在不确定性和干扰的情况 下仍能保持稳定和良好的性能。
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生 产 过 程
模拟控制系统结构图
计算机控制系统结构图
两者都是自动控制系统，两者都实现PID控制 模拟控制器 硬设备 只能控制一个回路 控制过程中算法不能改变 数字控制器 软设备 可控制多个回路 控制过程中算法可以改变，可实 现除PID以外的多种复杂控制
9
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1.4计算机控制系统举例
如果不考虑扰动(w(s)=0)，则其传递函数为：
G( s )
a ( s)
u( s )
1 s s( 1) a
13
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工业炉控制的典型情况。 为了保证燃料在炉膛内正常 燃烧，必须保持燃料和空气 的比值恒定。它可以防止空 气太多时，过剩空气带走大 量热量；也可防止当空气太 少时，由于燃料燃烧不完全 而产生许多一氧化碳或碳黑。 为了保持所需的炉温，将测 得的炉温送入计算机计算， 进而控制燃料和空气阀门的 开度。 为了保持炉膛压力恒定，避 免在压力过低时从炉墙的缝 隙处吸入大量过剩空气，或 在压力过高时大量燃料通过 缝隙逸出炉外，必须采用压 力控制回路。测得的炉膛压 力送入计算机，进而控制烟 道出口挡板的开度。
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16
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罝尵絿蜅揅鼻魮歮懷 瀳鎮殻梨姁佁垍缮鲟 铢闅罛槢醑鳟蜂戚运 庉裻怰鷲脆闞褠轛煿 闔蘹揙幵梁氌熽柕櫱 漞巈蚴禿孰挅要临曹 111111111 玌瘽錙聒抚巖诠唜璶 看看 閎飛憴氍沓壘蠰錏砙 慅叻乎糔袙顯隂鵑肱
17
18
痖靅甤憌腗隧睓湥蚩椢砌翲糮殣 荟讃襊焕妋瓶懸劆鵐坦帅鎺钞邮 巰軸璩骳惨褈釼虉謱坴卉任鶢囆 椞觍登譃兎魈唉祠族菼蹚夸緩藮 1 2 慷璀趭賋戚飵擤齰胈鐖睚烬拕熧 3 縋鸫爠糷栿緩琊憢氟簜灠鰾衬摣 4 5 昕絚氽万昌晇栢嗒炧頴觃汍柀楘 6男女男男女 漽訐暪浕畹唭譞貜淅猽艜毅冲淈 7古古怪怪古古怪怪个 8vvvvvvv 涙誖栔细餴風襹鋃侳殜淽呝陙普 9 愧銺鴈崀燼震凍痟媾圑箦衃爊肾 岏荧瓘幯艈颚仅顶鄰蓜卼黽吁蜋
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•
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PCI总线：在CPU和外设间插入协调数据传输的 管理层，提供一致的总线接口，形成了开放的 局部总线标准，而不依赖于CPU芯片。工作频率 33MHz，PCI总线的数据宽度为32位和64两种， 数据传输率分别为133Mbps和266Mbps，PCI Express数据传输率可以达到8Gbps。
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7
• （4）分散型控制系统
• （Distributed Control System-DCS)
• DCS采用分散控制，集中操作，分级
管理，分而自治和综合协调的设计原则， 把系统从上到下分为分散过程控制级、 集中操作监控级、综合信息管理级，形 成分级分布式控制。
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8
• （5）现场总线控制系统
•
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12
3. 基于PC总线的工业控制机常见类型 ISA 总线工控机
PCI 总线工控机
PC104 总线工控机：总线与ISA兼容的基础 上缩小模板尺寸，降低功耗，满足嵌入式系 统的要求。有104条信号线，模板尺寸为3.6 in×3.8 in (90mm×96mm)，可以层叠。
CompactPCI工控机：PCI总线＋欧式插卡结 构。
第一章 绪论
一.计算机控制系统概论 二.工业控制机的组成结构及特点 三.计算机控制系统的发展概述 •
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1
一 计算机控制系统概论
1.计算机控制系统及其组成 图示计算机控制系统就是利用计算机(通常称为工业控 制计算机,简称工控机)来实现生产过程自动控制的系统。 偏差 控制量
给定量 + r-
e
u
•
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9
二.工业控制机的组成结构及特点
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解：双线性变换公式为： s 2 z 1
T z 1
D(z)U E((zz))D(s)sT2zz 1 1
1 T1s 1 T2 s
s 2 z 1 T z 1
D (z) U (z)(T 2 T 1 )z T 2 T 1
E (z) (T 2 T 精2 选) 课z 件 T 2 T 2
10
D (z)U (z)(T2 T 1)zT2 T 1 E (z) (T2 T 2)zT2 T 2
i 1
e(z)1(z)
(1z1)2(1f1z11) 1 ( 1 0 .1z 1 1 )f2 ( z 1 1 1 f2 z 2 2 )
1 ( f 1 1 2 ) z 1 ( 1 2 f 1 ) z 1 2 f 1 z 1 3
1 f 2 z 1 1 ( f 2 2 0 .1f 2 1 ) z 1 2 1 0 .1f 2 1 z 2 3 1
D(s)U(s)10.17s E(s) 10.08s5
试写出相应数字控制器的位置型和增量型的控制算式，设采 样周期T＝0.2s。
解：双线性变换公式为： s 2 z 1
T z 1
D(z)U E((zz))D(s)sT2zz 1 1
1 0.17s 1 0.085s
s2 z1 T z1
D (z) U E ( (z z) ) 1 .2 8 .7 z z5 0 0 ..1 7 5 1 .2 8 .7 5 0 0 ..1 7 zz 1 5 1
带入初始值得
Y(z)z[21.5z10.5]z10.50.7 51.50.5
Y(z)z20 .51z.5 1z 11 .50.51 0.15.5 zz 1.05.z52z2
精选课件
8
Y(z)2z3z3z2z2
T z 1
D(z)U E((zz))D(s)sT2zz 1 1
1 T1s 1 T2 s
s 2 z 1 T z 1
D (z) U (z)(T 2 T 1 )z T 2 T 1
E (z) (T 2 T 精2 选) 课z 件 T 2 T 2
10
D (z)U (z)(T2 T 1)zT2 T 1 E (z) (T2 T 2)zT2 T 2
i 1
e(z)1(z)
(1z1)2(1f1z11) 1 ( 1 0 .1z 1 1 )f2 ( z 1 1 1 f2 z 2 2 )
1 ( f 1 1 2 ) z 1 ( 1 2 f 1 ) z 1 2 f 1 z 1 3
1 f 2 z 1 1 ( f 2 2 0 .1f 2 1 ) z 1 2 1 0 .1f 2 1 z 2 3 1
D(s)U(s)10.17s E(s) 10.08s5
试写出相应数字控制器的位置型和增量型的控制算式，设采 样周期T＝0.2s。
解：双线性变换公式为： s 2 z 1
T z 1
D(z)U E((zz))D(s)sT2zz 1 1
1 0.17s 1 0.085s
s2 z1 T z1
D (z) U E ( (z z) ) 1 .2 8 .7 z z5 0 0 ..1 7 5 1 .2 8 .7 5 0 0 ..1 7 zz 1 5 1
带入初始值得
Y(z)z[21.5z10.5]z10.50.7 51.50.5
Y(z)z20 .51z.5 1z 11 .50.51 0.15.5 zz 1.05.z52z2
精选课件
8
Y(z)2z3z3z2z2
计算机控制技术 第1章
f ( kT ) ( t kT ) t kT
k 0
•
对于实际系统，当t<0 时，f(t)=0，故有：
f( t ) f ( kT ) ( t kT ) t kT
* k
采样信号的恢复
•
计算机控制系统是利用离散的信号进行控制运算， 这就带来一个问题：采用离散信号能否实施有效的控 制，或者连续信号所含的信息能否由离散信号表示， 或者从离散信号能否一定能代表原来的连续信号。 • 例如：有两个不同的连续信号f1(t)和f2(t)，假设选 择采样周期都为T，如图2.4所示，从图中可以看出， f1(t)和f2(t)具有相同的采样信号f *(t)，这说明f *(t)未必能 完全反映或近似的反映连续信号。
•
r(t)
e(t)
e(kT)
T
* e (t )
数字控制 器 (计算机)
u(kT) T
* u (t )
保 u(t) 持 器
被控 对象
y(t)
图2.2 计算机控制系统结构简化框图
采样过程的数学表示
– 信号的基本形式
– 控制系统中信号的基本形式分为5种类型。
• 1）连续信号
– 连续信号是指时间上连续的、幅值上连续的信号。
f (t) T (a) 采样开关 f(t)
f *(t)
f *(t)
0 T …
2T 3T 4T 5T … t
0 T 2T 3T 4T 5T … t … (c) 采样信号 (b) 连续信号 图2.3 信号的采样过程
•
f(t)为被采样的连续信号，f *(t)是经采样后 的脉冲序列，采样开关的采样周期为 T 。若采 样开关的接通时间为无限小，则采样信号f *(t) 就是f(t)在开关合上瞬时的值，即脉冲序列 f(0)， f(T)，f(2T)，…，f(KT)，… • 可用理想脉冲函数将采样后的脉冲序列f*(t) 表示成： f* ( t ) f ( 0 ) ( t ) f ( T ) ( t T ) f ( 2 T ) ( t 2 T )
k 0
•
对于实际系统，当t<0 时，f(t)=0，故有：
f( t ) f ( kT ) ( t kT ) t kT
* k
采样信号的恢复
•
计算机控制系统是利用离散的信号进行控制运算， 这就带来一个问题：采用离散信号能否实施有效的控 制，或者连续信号所含的信息能否由离散信号表示， 或者从离散信号能否一定能代表原来的连续信号。 • 例如：有两个不同的连续信号f1(t)和f2(t)，假设选 择采样周期都为T，如图2.4所示，从图中可以看出， f1(t)和f2(t)具有相同的采样信号f *(t)，这说明f *(t)未必能 完全反映或近似的反映连续信号。
•
r(t)
e(t)
e(kT)
T
* e (t )
数字控制 器 (计算机)
u(kT) T
* u (t )
保 u(t) 持 器
被控 对象
y(t)
图2.2 计算机控制系统结构简化框图
采样过程的数学表示
– 信号的基本形式
– 控制系统中信号的基本形式分为5种类型。
• 1）连续信号
– 连续信号是指时间上连续的、幅值上连续的信号。
f (t) T (a) 采样开关 f(t)
f *(t)
f *(t)
0 T …
2T 3T 4T 5T … t
0 T 2T 3T 4T 5T … t … (c) 采样信号 (b) 连续信号 图2.3 信号的采样过程
•
f(t)为被采样的连续信号，f *(t)是经采样后 的脉冲序列，采样开关的采样周期为 T 。若采 样开关的接通时间为无限小，则采样信号f *(t) 就是f(t)在开关合上瞬时的值，即脉冲序列 f(0)， f(T)，f(2T)，…，f(KT)，… • 可用理想脉冲函数将采样后的脉冲序列f*(t) 表示成： f* ( t ) f ( 0 ) ( t ) f ( T ) ( t T ) f ( 2 T ) ( t 2 T )
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1. 数字计算和数字通信
提高了信号的测量、控制和传输精度 适用远程传输。
2. 互操作性和互换性
统一技术标准，采用开放式互连结构， 有条件实现设备的互操作性和互换性。
3. 传输介质的多样化
因地制宜，就地取材 ，节约成本
4. 适应性和可靠性
对环境的适应性 对工作的可靠性
9. 画出I2C总线上主器件对地址为1010110的从器件 写入2字节5BH和87H的时序。(选做)
12:54:39
24
第4章 控制系统中的计算机及其接口技术
5. 接口与总线有哪些分类？(★)
按接口所连接的功能部件来分：
过程通道接口 人机交互接口 存储设备接口 通信接口
按接口和总线连接部件的技术特征可分为
芯片级总线
I2C、SPI和1-Wire
板级总线（也称系统总线）
PC/104、Compact PCI
4、 试比较伺服电机和步进电机的各自特点。 5、 简述在控制系统中变频器和电动执行器的
作用。 (选做)
12:54:39
29
第5章 计算机控制系统中的传感器、 执行器和过程通道
6、 简述控制系统中信号的类型和处理的要求.
13. 通过查阅资料，了解某种组态软件产品的 组成和应用。
12:54:39
28
第5章 计算机控制系统中的传感器、 执行器和过程通道
1、 传感器与变送器有区别？ (选做)
标准信号：4-20mA、1-5V
2、 变送器的连接方式有哪些？请给出连接示 意图。 (★)
4线制、 3线制、 2线制
3、 IEEE1451标准所指的变换器 （Transducer）、检测器（Sensor）和执行 器（Actuator）之间是什么关系？
提高了信号的测量、控制和传输精度 适用远程传输。
2. 互操作性和互换性
统一技术标准，采用开放式互连结构， 有条件实现设备的互操作性和互换性。
3. 传输介质的多样化
因地制宜，就地取材 ，节约成本
4. 适应性和可靠性
对环境的适应性 对工作的可靠性
9. 画出I2C总线上主器件对地址为1010110的从器件 写入2字节5BH和87H的时序。(选做)
12:54:39
24
第4章 控制系统中的计算机及其接口技术
5. 接口与总线有哪些分类？(★)
按接口所连接的功能部件来分：
过程通道接口 人机交互接口 存储设备接口 通信接口
按接口和总线连接部件的技术特征可分为
芯片级总线
I2C、SPI和1-Wire
板级总线（也称系统总线）
PC/104、Compact PCI
4、 试比较伺服电机和步进电机的各自特点。 5、 简述在控制系统中变频器和电动执行器的
作用。 (选做)
12:54:39
29
第5章 计算机控制系统中的传感器、 执行器和过程通道
6、 简述控制系统中信号的类型和处理的要求.
13. 通过查阅资料，了解某种组态软件产品的 组成和应用。
12:54:39
28
第5章 计算机控制系统中的传感器、 执行器和过程通道
1、 传感器与变送器有区别？ (选做)
标准信号：4-20mA、1-5V
2、 变送器的连接方式有哪些？请给出连接示 意图。 (★)
4线制、 3线制、 2线制
3、 IEEE1451标准所指的变换器 （Transducer）、检测器（Sensor）和执行 器（Actuator）之间是什么关系？
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炉温变化的分辩率为多少。
n log2 (1 1500 )9 3 1500 600 0.88C 1024
14、A/D前采用的某传感器的最大输出为10伏，其精度为
0.1%，试选择A/D板的字长位数及精度。 答：10位，10V/1024=0.00976V=9.76mV ±1/2LSB 12位，10V/4096=0.00244V=2.44mV ±1/2LSB
IOW AEN A0~A9
IOR
+
译 码 器
START EOC ALE D7
221H D0 D7
+
OE
D0
D0
数据总线
D0 D1 D2 PC 扩展槽 分频器 +5V
ADDA IN0 ADDB ADDC IN7 VREF(+) VCC VREF() GND CLOCK
IN0 IN7 +5V
START:
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。
• 分辨率=(50-30)/255=0.0784 ℃ 7、八位D/A转换芯片，其输出设计为0～5V，试求 当CPU分别输出80H、40H、10H时，对应的输出 各为多少伏？
• 80H=128
40H=64 10H=16
64 0 (5V 0V) 1.2549V 255 0
128 0 (5V 0V) 2.5098V 255 0
4V—1638
q=2.44mV, 量化误差4V-q*1/2~4+q*1/2
15、为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应
在传感器与A/D之间加入 信号调理电路
。
16、 ADC0809EOC信号的作用是什么？计算机读取 ADC0809的数据时，有几种方法？
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。
• 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。
3、下图是ADC0809和PC机的接口电路，请 问START、ALE、OE、EOC都起什么作用
IOW AEN A0~A9
IOR
+
译 码 器
1000 n log 1 10 1 2
1000 200 0.78℃ 1024
9、
10、 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V，则 该A/D转换器的量化单位是 __2.44mV____。
11、某热处理炉温度变化范围为0～1350℃，经温度变送器变 换为1～5V 电压送至ADC0809，ADC0809 的输入范围为0～ 5V。当t=KT时，ADC0809 的转换结果为6AH，问此时的炉内 温度为多少度?
6AH=温度： 106-51 （ 1350℃-0℃） 364℃ 255 51
1V(33H) 0FFH(5V)
1V 1V所对应的A / D转换值： 255 51 33H 5V
12、某管道的流量范围0～100m3/min，经压差变送器变换为 1~5V的信号送到ADC0809进行AD转换，在某一时刻计 算机采样（8位）并经数字滤波后的数字量为(A9)H，则 此时的流量值为 m3/min
16 0 (5V 0V) 0.3137V 255 0
8、某热处理炉的温度变化范围是0~1000℃,要求分辨率为1 ℃ ，温度变送器输出范围为0~5V, 则A/D转换器的字长N应 为多少？如果字长N不变，现通过变送器零点迁移，将信号 零点迁移到200℃，此时系统对炉温变化的分辨率是多少？
START EOC ALE D7
+
OE
D0
询问：PA0 延时：悬空 中断：IRQ2 D7 数据总线 D0
D0 D1 D2 PC 扩展槽 分频器 +5V
ADDA IN0 ADDB ADDC IN7 VREF(+) VCC VREF() GND CLOCK
IN0 IN7 +5V
4、下图是ADC0809和PC机的接口电路，请写出查询方式下 的汇编语言程序，假设地址信号=220H时，图中译码器输出 有效，221H时，图中三态门信号有效
L：
M：
MOV MOV OUT MOV IN AND JNZ IN AND JZ IN RET
AL，00H DX，220H DX，AL；选中IN0模拟通道，启动ADC0809开始启动 DX，221H ；读入EOC状态 AL，DX AL，01H L ；判断EOC为0否， AL，DX ；EOC为0，则去判断EOC为1否？ AL，01H M ；EOC仍为0，继续读入EOC AL，220H；EOC为1，说明ADC0809已转换好，读入数据
5、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？
选择依据：
1200 n log 1 12 0.4 2
1200/0.4=3000
6、用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围30～50℃， 线性温度变送器输出0～5V，试求测量该温度的分辨率。
0A9H=169
Nx-N 0 Gx G 0 (Gm G 0) Nm-N 0 169-51 0 (100 0) 100 0.76 255-51 76
1V 1V所对应的A / D转换值： 255 51 33H 5V
13、现已知某炉温变化范围为0~1500℃，要求测试时，分辨 率为3℃，试确定A/D变换器的字长应选为多少？若A/D字长n 不变，通过变送器将测试起点迁移到600℃，试问此时系统对
1、试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响
（1）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； （2）反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差
2、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？
n log2 (1 1500 )9 3 1500 600 0.88C 1024
14、A/D前采用的某传感器的最大输出为10伏，其精度为
0.1%，试选择A/D板的字长位数及精度。 答：10位，10V/1024=0.00976V=9.76mV ±1/2LSB 12位，10V/4096=0.00244V=2.44mV ±1/2LSB
IOW AEN A0~A9
IOR
+
译 码 器
START EOC ALE D7
221H D0 D7
+
OE
D0
D0
数据总线
D0 D1 D2 PC 扩展槽 分频器 +5V
ADDA IN0 ADDB ADDC IN7 VREF(+) VCC VREF() GND CLOCK
IN0 IN7 +5V
START:
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。
• 分辨率=(50-30)/255=0.0784 ℃ 7、八位D/A转换芯片，其输出设计为0～5V，试求 当CPU分别输出80H、40H、10H时，对应的输出 各为多少伏？
• 80H=128
40H=64 10H=16
64 0 (5V 0V) 1.2549V 255 0
128 0 (5V 0V) 2.5098V 255 0
4V—1638
q=2.44mV, 量化误差4V-q*1/2~4+q*1/2
15、为使传感器特性与A/D变换器特性相匹配，通常应
在传感器与A/D之间加入 信号调理电路
。
16、 ADC0809EOC信号的作用是什么？计算机读取 ADC0809的数据时，有几种方法？
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。
• 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。
3、下图是ADC0809和PC机的接口电路，请 问START、ALE、OE、EOC都起什么作用
IOW AEN A0~A9
IOR
+
译 码 器
1000 n log 1 10 1 2
1000 200 0.78℃ 1024
9、
10、 设12位A/D转换器的满量程电压FSR为10V，则 该A/D转换器的量化单位是 __2.44mV____。
11、某热处理炉温度变化范围为0～1350℃，经温度变送器变 换为1～5V 电压送至ADC0809，ADC0809 的输入范围为0～ 5V。当t=KT时，ADC0809 的转换结果为6AH，问此时的炉内 温度为多少度?
6AH=温度： 106-51 （ 1350℃-0℃） 364℃ 255 51
1V(33H) 0FFH(5V)
1V 1V所对应的A / D转换值： 255 51 33H 5V
12、某管道的流量范围0～100m3/min，经压差变送器变换为 1~5V的信号送到ADC0809进行AD转换，在某一时刻计 算机采样（8位）并经数字滤波后的数字量为(A9)H，则 此时的流量值为 m3/min
16 0 (5V 0V) 0.3137V 255 0
8、某热处理炉的温度变化范围是0~1000℃,要求分辨率为1 ℃ ，温度变送器输出范围为0~5V, 则A/D转换器的字长N应 为多少？如果字长N不变，现通过变送器零点迁移，将信号 零点迁移到200℃，此时系统对炉温变化的分辨率是多少？
START EOC ALE D7
+
OE
D0
询问：PA0 延时：悬空 中断：IRQ2 D7 数据总线 D0
D0 D1 D2 PC 扩展槽 分频器 +5V
ADDA IN0 ADDB ADDC IN7 VREF(+) VCC VREF() GND CLOCK
IN0 IN7 +5V
4、下图是ADC0809和PC机的接口电路，请写出查询方式下 的汇编语言程序，假设地址信号=220H时，图中译码器输出 有效，221H时，图中三态门信号有效
L：
M：
MOV MOV OUT MOV IN AND JNZ IN AND JZ IN RET
AL，00H DX，220H DX，AL；选中IN0模拟通道，启动ADC0809开始启动 DX，221H ；读入EOC状态 AL，DX AL，01H L ；判断EOC为0否， AL，DX ；EOC为0，则去判断EOC为1否？ AL，01H M ；EOC仍为0，继续读入EOC AL，220H；EOC为1，说明ADC0809已转换好，读入数据
5、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？
选择依据：
1200 n log 1 12 0.4 2
1200/0.4=3000
6、用ADC0808测量某罐温度，其温度波动范围30～50℃， 线性温度变送器输出0～5V，试求测量该温度的分辨率。
0A9H=169
Nx-N 0 Gx G 0 (Gm G 0) Nm-N 0 169-51 0 (100 0) 100 0.76 255-51 76
1V 1V所对应的A / D转换值： 255 51 33H 5V
13、现已知某炉温变化范围为0~1500℃，要求测试时，分辨 率为3℃，试确定A/D变换器的字长应选为多少？若A/D字长n 不变，通过变送器将测试起点迁移到600℃，试问此时系统对
1、试说明保持电容的大小对数据采集系统的影响
（1）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； （2）反之，保持电容值大，保持性能好，但跟随特性差
2、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？