计算机控制技术习题参考复习资料完整版

《计算机控制技术》

（机械工业出版社范立南、李雪飞）

习题参考答案

第1章

1．填空题

(1) 闭环控制系统，开环控制系统

(2) 实时数据采集，实时决策控制，实时控制输出

(3) 计算机，生产过程

(4) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道

(5) 系统软件，应用软件

2．选择题

(1) A (2) B (3) C (4) A (5) B

3．简答题

(1) 将闭环自动控制系统中的模拟控制器和和比较环节用计算机来代替，再加上A/D转换器、D/A转换器等器件，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图所示。

计算机控制系统由计算机（通常称为工业控制机）和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。

(2)

操作指导控制系统：其优点是控制过程简单，且安全可靠。适用于控制规律不是很清楚的系统，或用于试验新的数学模型和调试新的控制程序等。其缺点是它是开环控制结构，需要人工操作，速度不能太快，控制的回路也不能太多，不能充分发挥计算机的作用。

直接数字控制系统：设计灵活方便，经济可靠。能有效地实现较复杂的控制，如串级控制、自适应控制等。

监督计算机控制系统：它不仅可以进行给定值的控制，还可以进行顺序控制、最优控制、自适应控制等。其中SCC+模拟调节器的控制系统，特别适合老企业的技术改造，既用上了原有的模拟调节器，又可以实现最佳给定值控制。SCC+DDC的控制系统，更接近于生产实际，系统简单，使用灵活，但是其缺点是数学模型的建立比较困难。

集散控制系统：又称分布式控制系统，具有通用性强、系统组态灵活，控制功能完善、数据处理方便，显示操作集中，调试方便，运行安全可靠，提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率等优点。缺点是系统比较复杂。

计算机集成制造系统：既能完成直接面向过程的控制和优化任务，还能完成整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理的任务。但是计算机集成制造系统所要解决的不仅是局

部最优问题，而是一个工厂、一个企业乃至一个区域的总目标或总任务的全局多目标最优，即企业综合自动化问题。

现场总线控制系统：成本低、可靠性高，而且在同一的国际标准下可以实现真正的开放式互联系统结构。

嵌入式控制系统：嵌入式控制系统是面向特定应用而设计的、对功能、可靠性、成本、体积、功耗等进行严格要求的专用计算机控制系统，具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点，制作成本高，但系统开发投入低，应用灵活。

(3) 操作台是一个实时的人机对话的联系纽带。通过它人们可以向计算机输入程序，修改内存的数据，显示被测参数以及发出各种操作命令等。它主要包括以下4个部分：作用开关、一组功能键、屏幕或显示器、一组数字键。

(4) 可靠性高和可维修性好、控制的实时性好、环境适应性强、输入和输出通道配套好、系统的扩充性好、控制软件包功能强、系统通信功能强

(5) 具有实现全数字化、开放性、智能化、互操作性、风险分散性、适应性强等优点。

(6) 嵌入式控制系统具有以下几个特点：

①嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。

②嵌入式系统通常是面向用户、面向产品、面向特定应用的。

③嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，其升级换代也是和具体产品同步进行的。 ④为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存贮于磁盘等载体中。

⑤嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后，用户如果需要修改其中的程序功能，也必须借助于一套开发工具和环境。

⑥要求嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、可靠、高效。

第2章

1．填空题

(1) max 2ω≥ωs

(2) 信号调理电路，多路开关，前置放大器，采样保持器，A ／D 转换器

(3) 用来切换模拟电压信号的关键元件

(4) 脉冲启动，电平控制

(5) 中断，查询，延时

(6) 查询，延时，中断

(7) 双缓冲，单缓冲，直通，单极性，双极性

2．选择题

(1) A (2) C (3) B (4) D (5) A (6) C (7) B (8) D

3．简答题

(1) 在计算机控制系统中，常用的信号有3种类型，即模拟信号、离散模拟信号和数字信号。

(2) 如果连续信号)(t x 具有有限频谱，其最高频率为max ω，则对)(t x 进行周期采样且采样角频率max 2ω≥ωs 时，连续信号)(t x 可以由采样信号)(*t x 惟一确定，亦即可以从)(*t x 不失真地恢复)(t x 。

(3) 不是。如果输入信号变化很慢（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，不必再选用采样/保持器。

(4) 信号调理电路是把传感器输出的信号或变送器输出的信号中，较小的电压信号经过

模拟量输入通道中的放大器放大后，变换成标准电压信号（如0~5V，1~5V，0~10V，-5~+5V 等），再经滤波后才能送入A/D转换器。而对于电流信号应该通过I/V（电流/电压）变换电路，将电流信号转换成标准电压信号，再经滤波后送入A/D转换器。

当有多个输入信号需要检测时，利用多路开关可将各个输入信号依次地或随机地连接到公用放大器或A／D转换器上，实现对各个输入通道的分时控制。多路开关是用来切换模拟电压信号的关键元件。

前置放大器的任务是将模拟小信号放大到A/D转换器的量程范围内（如0~5V）。

A/D转换器需要一定的时间才能完成一次A/D转换，因此在进行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S/H。

A/D转换器的作用就是把模拟量转换为数字量，以便于计算机进行处理。

(5) 模拟量输入通道，数字量输入通道，模拟量输出通道，数字量输出通道。

(6) 当转换结束时，A／D转换器芯片内部的转换结束触发器置位，并输出转换结束标志电平，以通知主机读取转换结果的数字量。

根据该信号在I/O控制中的连接方式，A／D转换器有查询、延时和中断控制方式。

采用查询方式时，转换结束引脚通常连接到数据线或I/O口线上。这种方法程序设计比较简单，且可靠性高，但实时性差。但由于大多数控制系统对于这点时间都是允许的，所以，这种方法用得最多。

采用延时方式时，转换结束引脚悬空。在这种方式中，为了确保转换完成，必须把时间适当延长，因此，其速度比查询方式还慢，故应用较少。

采用中断方式时，转换结束信号通常与计算机的外部中断引脚连接（如80C51的

INT或

INT）。在中断方式中，CPU与A/D转换器是并行工作的，因此，其工作效率高。在多回1

路数据采集系统中一般采用中断方式。

(7) 数字量输入通道中常用的信号调理电路有：在小功率输入调理电路如采用RC滤波电路消除开关抖动的方法。采用RS触发器消除开关两次反跳的方法。大功率调理电路如高压与低压之间，用光电耦合器进行隔离。交流输入信号检测电路如电感、压敏电阻和光耦合器配合使用的电路。

(8) 在数字量输出通道中的驱动电路，对于低电压情况下开关量控制输出，可采用晶体管、OC门或运放等方式输出。在驱动大型设备时，往往利用继电器作为控制系统输出到输出驱动级之间的第一级执行机构，通过第一级继电器输出，可以完成从低压直流到高压交流的过渡。固态继电器是计算机测控系统中作为输出通道的控制元件的新型的电子继电器。4．设计题

（1）产生三角波的程序

MOV A，#00H

DA1：MOV DPTR，#0DFFFH

MOVX @DPTR，A

DA2：INC A

JNZ DA1

DEC A

DA3：DEC A

MOV DPTR，#0DFFFH

MOVX @DPTR，A

JNZ DA3

AJMP DA2

产生梯形波

DA0：MOV A，#00H

DA1：MOV DPTR，#FF7CH

MOVX @DPTR，A

INC A

JNZ DA1

DEC A

ACALL DL6ms

DA2：MOV DPTR，#FF7CH

MOVX @DPTR，A

DEC A

JNZ DA2

MOV DPTR，#FF7CH

MOVX @DPTR，A

ACALL DL6ms

AJMP DA0

DL6ms：MOV R1，#0CH

DL1 MOV R2，#0FFH

DL2 DJNZ R2，DL2

DJNZ R1，DL1

RET

(2)

1) 采用直通工作方式

2）单极性输出方式

3）MOV DPTR，#0FF7FH

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A

DA0：MOV A，#0FFH

DA1：MOV DPTR，#0FF7CH

MOVX @DPTR，A

DEC A

JNZ DA1

MOVX @DPTR，A

AJMP DA0

(3) 计算如下：△U=10/256=0.039V/步

下限对应的数值：1.5V/ △U=38.4步，取38步

上限对应的数值：8.5V/ △U=217.9步，取218步

程序清单如下：

MOV DPTR，#0FF7FH

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A

DA0：MOV R0，#26H ；(38)D=(26) H

MOV DPTR，#0FF7CH

MOV A，R0

MOVX @DPTR，A

DA1：INC R0

MOV DPTR，#0FF7CH

MOV A，R0

MOVX @DPTR，A

CJNE R0，#0DAH，DA1 ；(218) D=(0DA) H

AJMP DA0

RET

(4)

1) 控制口地址为FF7FH，C口地址为FF7EH，B口地址为FF7DH，A口地址为FF7CH

2) 采用查询方式

3) MOV DPTR，#0FF7FH ；8255A初始化

MOV A，#83H

MOVX @DPTR，A

MOV R0，#60H

AD0：MOV DPTR，#0FF7EH ；选择IN0，且启动转换

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A

AD1：MOVX A，@DPTR ；从C口读取数据

ANL A，#04H ；屏蔽PC7~3，PC1~0位

JNZ AD1 ；A=0说明PC2=0，开始转换

AD2：MOVX A，@DPTR ；A=1，再读C口数据

ANL A，#04H

JZ AD2 ；若A=1表示转换结束

MOV DPTR，#0FF7DH ；读A/D转换结果

MOVX A，@DPTR

MOV @R0，A

RET

4) 0~5V

5) CBA=111

(5) 将ADC0809的EOC引脚通过反相器连接到80C51的0

INT，并设置为边沿触发ORG 0000H

LJMP INTADC

ORG 0003H

LJMP ADINT0

ORG 0300H

INTADC：MOV DPTR，#0FF7FH ；8255A初始化

MOV A，#83H

MOVX @DPTR，A

MOV R0，#60H ;设置存储单元

SETB IT0 ；选择0

INT为边沿触发方式

SETB EA ；开中断0

INT

SETB EX0 ；

AD0：MOV DPTR，#0FF7EH ；选择IN0，且启动转换

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A

…

ADINT0：…

MOV DPTR，#0FF7DH ；读A/D转换结果

MOVX A，@DPTR

MOV @R0，A

MOV DPTR，#0FF7EH ；再次选择IN0，且启动转换

MOV A，#80H

MOVX @DPTR，A

RETI

(6)

MOV P1,#0FFH ；P1为准输入口

LOOP：MOV A,P1 ；读入开关状态

MOV DPTR , #7FFFH ；输出灯亮的模型

MOVX @DPTR , A

第3章

1．填空题

(1) 1

(2) 中间值

(3) 软件报警，直接报警

(4) 扫描法，线反转法

(5) 编程扫描，定时扫描，中断扫描

(6) 静态显示，动态显示

(7) 静态，时分割

2．选择题

(1) B (2) B (3) C (4) C (5) B (6) B (7) D (8) D (9) B

3．简答题

(1) 常用的数字滤波方法有程序判断滤波、算术平均值滤波、加权平均值滤波、中值滤波、去极值平均滤波、滑动平均滤波、低通数字滤波。

程序判断滤波适合于对随机干扰进行滤波，算术平均值滤波、加权平均值滤波、去极值平均滤波、滑动平均滤波主要适合于对压力、流量等周期脉动的干扰进行滤波，中值滤波对应去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳当而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效，低通数字滤波适用于对高频和低频的干扰信号进行滤波。

(2) 在程序判断滤波方法中，Y

通常根据经验数据得到，必要时，可由实验得出。其值不是越大越好。

(3) 传感器或变送器检测的参数都需要换成A/D转换器所能接收的0～5V统一电压信号，又由A／D转换成00～FFH（8位）的数字量。为进一步显示、记录、打印以及报警等，

必须把这些数字量转换成不同的单位，以便操作人员对生产过程进行监视和管理，必须进行标度变换。

(4) 报警程序的设计方法主要有两种。一种是软件报警。这种方法的基本作法是把被测参数如温度、压力、流量、速度、成分等参数，经传感器、变送器、A／D转换送入计算机后，再与规定的上、下限值进行比较，根据比较的结果进行报警或处理，整个过程都由软件实现。另一种是直接报警。基本作法是被测参数与给定值的比较在传感器中进行，如果被测参数超过给定值，就会通过硬件向CPU提出中断请求，CPU响应中断后，会产生报警信号。

(5) 键盘实际上是一组按键开关的集合，其中一个按键就是一个开关量输入装置。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合或断开时不会马上稳定下来，会有瞬间的抖动，抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5~10ms。为了能使键盘给系统提供准确的数据和命令，必须设法消除抖动。

消除按键抖动的措施有两种：硬件方法和软件方法。硬件方法可以采用RC滤波消抖电路或RS双稳态消抖电路。软件方法是在第一次检测到有按键闭合时，首先执行一段延时10ms的子程序，然后再确认该按键电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平则确认为真正有按键按下，从而消除了抖动的影响。

(6) LED显示器有静态显示和动态显示两种显示方式。

所谓静态显示方式，是由单片机一次输出显示后，就能保持该显示结果，直到下次送新的显示字型码为止。LED工作于静态显示方式时，各位的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或接+5V）；每位的段选线分别与一个8位的锁存输出相连。静态显示方式中，由于显示器中的各位相互独立，故在同一时间里，每一位显示的字符可以各不相同。这种显示方式的优点是显示器的亮度都较高，占用机时少，显示可靠，编程容易，管理也简单，因而在工业过程控制中得到了广泛的应用。这种显示方式的缺点是使用元件多，且线路比较复杂，因而成本比较高。

所谓动态显示，就是单片机定时地对显示器件扫描，在这种方法中，显示器件分时工作，每次只能有一个器件显示，而其他各位熄灭，但由于人眼有视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，则可造成多位同时亮的假象，达到显示的目的。

动态显示方式的优点是使用硬件少，因而价格低。但它占用机时长，只要单片机不执行显示程序，就立刻停止显示。由此可见，这种显示方式将使计算机的开销增大。故在以工程控制为主的控制系统中应用较少。

(7) LED数码显示器是由发光二极管组成的，根据其内部发光二极管的连接方法不同，分为共阳极和共阴极两种。共阴极LED数码显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED数码显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压。当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。

LCD是一种借助外界光线照射液晶材料而实现显示的被动显示器件。液晶显示器是在平整度很好的玻璃面上喷上二氧化锡透明导电层形成电极，在上、下导电层之间注入液晶材料密封而成的。若在液晶屏正面电极的某点和背电极间加上适当大小的电压，则该点所夹持的液晶便产生“散射效应”，并显示出点阵。根据需要，可将电极做成各种文字、数字或点阵，就可以获得所需的各种显示。

LCD显示器不能采用直流驱动，否则，会使液晶产生电解和电极老化，从而大大降低液晶显示器的使用寿命。

4．设计题

(1)

解：电路原理图如下图所示：

程序清单如下：

MOV DPTR，#7FFFH ；8255A初始化，方式0

MOV A，#98H ；PC3~PC0输出方式，PC7~PC4输入方式

MOVX @DPTR，A

KEY1：ACALL KS1

JNZ LK1

NI：ACALL DL6ms ；调用延时子程序，延时6ms

AJMP KEY1

LK1：ACALL DL6ms ；延时12ms

ACALL DL6ms

ACALL KS1

JNZ LK2

ACALL DL6ms

AJMP KEY1

LK2：MOV R2，#FEH ；扫描模式→R2（按列逐列扫描）

MOV R4，#00H ；R4为列计数器

LK4：MOV DPTR，#7FFEH ；扫描模式→8255A的PC口

MOV A，R2

MOVX @DPTR，A

MOVX A，@DPTR ；读8255A的PC口

JB ACC.7，LONE ；转判1行，ACC.7=1，说明0行无键闭合

MOV A，#00H ；0行有键闭合，首键号0→A

AJMP LKP

LONE： JB ACC.6，LTWO ；转判2行

MOV A，#04H ；1行有键闭合，首键号4→A

AJMP LKP

LTWO： JB ACC.5，LTHR ；转判3行

MOV A，#08H ；2行有键闭合，首键号8→A

AJMP LKP

LTHR：JB ACC.4，NEXT ；转判下一列，

MOV A，#0CH ；3行有键闭合，首键号12→A

LKP：ADD A，R4 ；求键号=列号+行首键号

PUSH ACC ；键号进栈保护

LK3：ACALL DL6ms ；判断键释放否

ACALL KS1

JNZ LK3 ；A=0，说明键释放

POP ACC ；键号→A

CJNE A，#09H，COM ；

AJMP DIGPRO ；等于9，转数字键处理

COM：JNC FUNPRO ；大于9，转功能键处理

AJMP DIGPRO ；小于9，转数字键处理

RET

NEXT： INC R4 ；列计数器加1

MOV A，R2 ；判断是否扫描到最后一列

JNB ACC.3，KND ；若ACC.3=0，说明已经到最后一列

RL A ；扫描模式左移一位，准备扫描下一列

MOV R2，A

AJMP LK4

KND：AJMP KEY1

KS1：MOV DPTR，##7FFEH ；全“0”→扫描口PC口

MOV A，#00H

MOVX @DPTR，A

MOVX A，@DPTR ；读PC7~PC4状态

CPL A

ANL A，#0F0H

RET

DL6ms：MOV R5，#0CH

DL1：MOV R6，#0FFH

DL2：DJNZ R6，DL2

DJNZ R5，DL1

RET

(2)

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0003H

LJMP LK1

ORG 0300H

MAIN: MOV DPTR，#7FFFH ；8255A初始化，方式0

MOV A，#98H ；PC3~PC0输出方式，PC7~PC4输入方式

MOVX @DPTR，A

…

LK1：ACALL DL6ms ；延时12ms

ACALL DL6ms

ACALL KS1

JNZ LK2

AJMP KND

LK2：MOV R2，#FEH ；扫描模式→R2（按列逐列扫描）MOV R4，#00H ；R4为列计数器

LK4：MOV DPTR，#7FFEH ；扫描模式→8255A的PC口

MOV A，R2

MOVX @DPTR，A

MOVX A，@DPTR ；读8255A的PC口

JB ACC.7，LONE ；转判1行，ACC.7=1，说明0行无键闭合

MOV A，#00H ；0行有键闭合，首键号0→A

AJMP LKP

LONE： JB ACC.6，LTWO ；转判2行

MOV A，#04H ；1行有键闭合，首键号4→A

AJMP LKP

LTWO： JB ACC.5，LTHR ；转判3行

MOV A，#08H ；2行有键闭合，首键号8→A

AJMP LKP

LTHR：JB ACC.4，NEXT ；转判下一列，

MOV A，#0CH ；3行有键闭合，首键号12→A

LKP：ADD A，R4 ；求键号=列号+行首键号

PUSH ACC ；键号进栈保护

LK3：ACALL DL6ms ；判断键释放否

ACALL KS1

JNZ LK3 ；A=0，说明键释放

POP ACC ；键号→A

CJNE A，#09H，COM ；

AJMP DIGPRO ；等于9，转数字键处理

COM：JNC FUNPRO ；大于9，转功能键处理

AJMP DIGPRO ；小于9，转数字键处理

RET

NEXT： INC R4 ；列计数器加1

MOV A，R2 ；判断是否扫描到最后一列

JNB ACC.3，KND ；若ACC.3=0，说明已经到最后一列

RL A ；扫描模式左移一位，准备扫描下一列

MOV R2，A

AJMP LK4

KND：RETI

KS1：MOV DPTR，##7FFEH ；全“0”→扫描口PC口

MOV A ，#00H

MOVX @DPTR ，A

MOVX A ，@DPTR ；读PC7~PC4状态

CPL A

ANL A ，#0F0H

RET

DL6ms ：MOV R5，#0CH

DL1： MOV R6，#0FFH

DL2： DJNZ R6，DL2

DJNZ R5，DL1

RET

(3) 设计思路：

设置一个标志模型单元，比如20H 单元，令20H.3、20H.2、20H.1和20H.0分别为四位数据的标志位，如果该位为0，且不显示，则对应的标志位置1，在取数据前将该单元清0。从高位即(DATA+3)单元开始取数据。在取一位数据时，先判断是否为0，若不为0则显示，并取下一位数据；若为0，判读其是否是最低位，若为最低位则显示，否则检查其高位的标志位是否为1，如果为1，说明其高位为0，那么本位也不显示，并将其标志位置1，然后取下一位数据。

(4) 利用公式

0000)(N N N N A A A A m x

m x ---+= 其中2000=A ，1200m =A ，00=N ，FFH m =N 代入上式得

255

1000200255)2001200(200x N N A x x +=-+= 在编程时，可以调用浮点数乘法和加法子程序来实现。

(5)

设正常参数存放在30H 单元，采样值存放在SAMP 单元。 ORG 8000H

ALARM: MOV DPTR, #SAMP ；采样值存放地址→DPTR

MOVX A, @DPTR ；取采样值

ALARM0: CJNE A,30H, AA ；不相等，则声光报警

MOV A,02H ;相等，则绿灯亮 MOV P1,A

RET

AA: MOV A,#81H

MOV P1,A

RET

5．计算题

(1) 思路：梯度炉温度变化与温度变送器输出呈线性关系，故可以线性参数标度变换。但由于0℃对应的不是00H ，所以应选择0N ，即0℃(1V)所对应的数字量。

1V 电压所对应的数字量为

515

255=，其变为十六进制数为33H ，所以H 330=N D 155BH 9=

69.81551-25551-1551600)(0000=?=---+=N N N N A A A A m x m x ℃ (2) 4000=A ，1200m =A ，00=N ，255FFH m ==N ，171ABH = 936255

1714001200400)(0000=?-+=---+=）（N N N N A A A A m x m x ℃

第4章

1．填空题

(1)单位圆内，圆上或圆外，不稳定

(2)单位圆圆周，单位圆内，单位圆外

(3)虚轴，左半平面，右半平面

(4)采样周期，差

2．选择题

(1)C (2)B (3) B

3．简答题

(1)闭环脉冲传递函数的全部极点（特征方程的根）必须在Z 平面中的单位圆内，即1

(2) 与控制系统本身特性有关，又与参考输入形式有关

4．计算题

(1)

1) )

)(1()1()(aT aT e z z a e Kz z G -----= 2) )

)(1()1()1()(2aT aT e z z a e Kz z a KTz z G -------= 3) G(z)=))(1()1()1()[1(221

aT aT e z z a e Kz z a KTz z --------- (2)

《微机控制与接口技术》期末复习题.doc

《微机控制与接口技术》期末复习题 一、填空题 1.________________________________________________ 计算机控制系统的发展大致经过三个阶段_______________________________________ 、集中式控制、______ 阶段，目前朝着___________ 和现场总线控制系统的方向发展。 2?微机总线主要由 ______ 、地址总线、_______ 、电源线和地线四部分组成 3. ______ 和 ____ 是微机接口通信中采用的两种通信方式。 4.单片机是将CPU ,RAM,ROM, _________ 、_______ 和串行通讯接口等部件制作在一块 集成芯片中的微型计算机。具有 ________ 、体积小、______ 、功耗低等。 5.CPU对I/O端口地址的编址方式有两种：________ 、 ____ o 6.________________________________ 总线是显示计算机系统中______ 的通道。计算机总线分为_______________________ 、___________________________ 、系 统总线三部分 7.______________________________________ 接口电路具有寻址、输入\输出、、联络、_______________________________________ 等功能。 & CPU和接口电路之间的的数据传送方式主要有________ 、终端传送方式、和______ 传送方式。 9.________________________________________ 工业pc机系统由工业控制主机、、、信号调理模块等组成。 10._________________ 微机接口是与的连接部分，它包括硬件和软件两部分。 二、名词解释 1.中断： 2.串行通信： 3.DSP： 4.屮断系统： 5.可编程的硬件定时： 6.并行通信： 三、简答题 1.可编程中断控制器8259A协助CPU处理哪些中断事务？

微机原理与接口技术试题库(含答案)

一、问答题 1、下列字符表示成相应的ASCII码是多少？ （1）换行0AH （2）字母“Q”51H （3）空格20H 2、下列各机器数所表示数的范围是多少？ （1）8位二进制无符号定点整数； 0~255 （2）8位二进制无符号定点小数；0.996094 （3）16位二进制无符号定点整数；0~65535 （4）用补码表示的16位二进制有符号整数；-32768~32767 3、(111)X=273，基数X=？16 4、有一个二进制小数X=0.X1X2X3X4X5X6 (1)若使X≥1/2，则X1……X6应满足什么条件? X1=1 若使X＞1/8，则X1……X6应满足什么条件？X1∨X2 ∨X3=1 (2) 5、有两个二进制数X=01101010，Y=10001100，试比较它们的大小。 （1）X和Y两个数均为无符号数；X＞Y （2）X和Y两个数均为有符号的补码数。X

《计算机仿真技术》试题(含完整答案)

、数值计算，编程完成以下各题(共20分，每小题5 分) 1、脉冲宽度为d，周期为T的矩形脉冲的傅里叶级数如下式描述: d［i.^= sin(^d/T)cos(^：n.) T n」n rd /T 当n =150，d..「T =1；4，- 1/2 ：：：.：：： 1/2，绘制出函数f(.)的图形。 解： syms n t; f=((si n(n *pi/4))/( n*pi/4))*cos(2*pi* n*t); s=symsum(f, n,1,150); y=(1+2*s)/4; x=-0.5:0.01:0.5; Y=subs(y,'t',x); plot(x,Y) 2 0 05x2 5 ■ 5 2、画出函数f (x)二(sin 5x) e .- 5x cos1.5x 1.5x 5.5 x 在区间［3, 5］的图形，求出该函数在区间［3, 5］中的最小值点X min和函数的最小值f min . 解：程序如下 x=3:0.05:5; y=(si n(5*x).A2).*exp(0.05*x.A2)-5*(x.A5).*cos(1.5*x)+1.5*abs(x+5.5)+x.A2.5; mix_where=fi nd(y==mi n(y)); xmin=x(mix_where); hold on; plot(x,y); plot(xmi n,min (y),'go','li newidth',5); str=strcat('(' ,nu m2str(xmi n),',' ,nu m2str(mi n(y)),')'); text(xmi n,min (y),str);

Ylabel('f(x)') 经过运行后得到的图像截图如下： 运行后的最小值点X min =4.6 , f m in = -8337.8625 3、画出函数f (x) = cos2x「e^'x — 2.5 X在口，3]区间的图形, 解该非线 并用编程求性方程 f (x) = 0的一个根，设初始点为X o = 2 . 解： x=1:0.02:3; x0=2; y=@(x)(cos(x).A2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x); fplot(y,[1,3]); Xlabel('x') Ylabel('f(x)') X仁fzero('(cos(x).A2).*exp(-0.3*x)-2.5*abs(x)',x0) 运行后求得该方程的一个根为z=0.3256 。 4、已知非线性方程组如下，编程求方程组的解，设初始点为[1 0.5 -1].

计算机接口技术复习题(含答案)

1. 在8086CPU 中，当M/ ——IO = 0，——RD = 1，—— WR = 0时，CPU 完成的操作是（ D ）。 （A ）存储器读 （B ）I/O 读 （C ）存储器写 （D ）I/O 写 2. 在标志寄存器中，用于说明计算结果为0的标志是（ C ） （A ）C 标志 （B ）A 标志 （C ）Z 标志 （D ）S 标志 3. 两片8259A 采用主从级连方式，最多能接收（ B ） （A ）8级中断 （B ）15级中断 （C ）16级中断 （D ）级中断 4. 异步通信所采用的数据格式中，停止位的位数错误的是( D ) （A ）1位 （B ）1.5位 （C ）2位 （D ）2.5位 5. 下面哪一条语句是采用寄存器间接寻址的（ B ） （A ）MOV AX ，BX （B ）MOV AL ，[BX] （C ）MOV AX ，20 （D ）MOV AX ，BUF 6. 计算机系统总线按其功能可划分为数据总线、地址总线和（ A ） （A ）控制总线 （B ）同步总线 （C ）信号总线 （D ）中断总线 7. 在PC/XT 机中，NMI 的中断向量在中断向量表中的位置是 ( C ) （A ）由程序指定的 （B ）由DOS 自动分配的 （C ）固定在0008H 开始的4个字节中 （D ）固定在中断向量表首 8. 在两片8259A 级联的中断系统中，从片的INT 端接到主片的IR4端，则初始化主、从片ICW3的数据格式分别是（ B ） （A ）01H 和40H （B ）10H 和04H （C ）10H 和40H （D ）01H 和04H 9. CPU 与输入/输出端口是通过哪些指令来完成信息交换（ C ） （A ）MOV （B ）MOVSB （C ）IN 或OUT （D ）STOSB 10. 在标志寄存器中，符号标志是（ S ） （A ）C 标志 （B ）A 标志 （C ）Z 标志 （D ）S 标志 11. CPU 与输入/输出接口电路是通过端口寄存器进行信息交换，这些端口寄存器包括了状态端口、控制端口和（ B ） （A ）信息端口 （B ）数据端口 （C ）存储器端口 （D ）命令端口 12. 8088微处理器可寻址访问的最大I/O 空间为( B ) (A) 1KB (B) 64KB (C) 640KB (D) 1MB 13. CPU 与输入/输出端口是通过哪些指令来完成信息交换（ C ） （A ）MOV （B ）MOVSB （C ）IN 或OUT （D ）STOSB 14. 在标志寄存器中，用于说明计算结果为0的标志是（ C ） （A ）C 标志 （B ）A 标志 （C ）Z 标志 （D ）S 标志 15. 下面哪一个命题是正确的（ C ） （A ）负数的反码与其真值数相同 （B ） 负数的补码与其真值数相同 （C ）正数的原码、反码、补码与其真值数相同 （D ）[＋0]反码 ＝11111111B 16. 在实模式下进行编写汇编程序，每一个逻辑段的大小不能超过（ B ） （A ）32KB （B ）64KB

微机控制与接口技术练习题

《微机控制与接口技术》练习题 一、问答题 1 一个好的工业控制计算机系统应具有哪些主要特点？ 2 常用的工业控制计算机有哪几种？ 3 简述工业PC机的结构。 4 STD总线工业控制机的模板主要有哪些？ 5 什么叫总线？总线分为哪几类？总线由哪几部分组成？ 6 什么是系统总线？常用的系统总线有哪些？ 7 什么是设备总线？常用的设备总线有哪些？ 8 什么是接口？为什么要在CPU与外设之间设置接口？ 9 接口电路的硬件一般由哪几部分组成？ 10 接口电路的结构有哪几种形式？ 11 为什么两个端口可以共用一个端口地址？ 12 CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？ 13 I/O端口地址的编址有哪两种方式，试说明它们的区别。 14 参加I/O端口地址译码的一般有哪些信号线？ 15 什么是中断？定时与中断在微机系统中有什么作用？ 16 什么叫同步通信方式？什么叫异步通信方式？它们各有什么优缺点？ 17 设异步传输时，每个字符对应1个起始位、7个数据位、1个校验位和1个停止位，如果波特率为9600bit/s，则每秒钟能传输的最大字符数是多少？ 二、选择题 1．下列设备系统中，一般不与系统总线直接连接的是（） A. 外设 B.I/O 接口 C.ROM D.RAM 2．RS-232C 接口标准中，规定逻辑“1”MARK 状态电平为（） A.+3V～+15V B.+3V～+5V C. －5V～－3V D.－15V～－3V 3．8255 工作在方式1 输入时，将端口C 的第4 位(PC 4 ) 置位，应执行（）操作。 A.10001000B →端口C B.00010000B →端口C C.10001000B →控制字寄存器 D.00001001B →控制字寄存器 4．串行异步通信协议所规定的一帧数据中，允许最长的一帧数据共有（）位。 A.13 B.7 C.12 D.8 5．CPU与外设交换数据，中断驱动I/O方式，是( ) A. 以CPU为主动方 B. 以存储器为主动方 C. 以外设为主动方 D. 外设直接和存储器交换数据 6．CPU与外设交换数据，当采用程序控制I/O方式时，是( )。 A. 以CPU为主动方 B. 以存储器为主动方 C. 以外设为主动方 D. 外设直接和存储器交换数据 7． 8250接口芯片支持( )通信。 A.异步串行 B.同步串行 C.同步与异步串行 D.并行 8．同步串行通信与异步串行通信比较，以下说法错误的是( ) A.异步通信按字符成帧，同步通信以数据块成帧

计算机控制与仿真复习大纲答案整理

计算机控制与仿真总复习大纲 第一章 计算机控制系统的组成与分类。 组成：控制器，D/A转换，D/A转换，执行机构，被控对象。 分类：按功能分为：数据处理系统，直接数字控制系统，监督控制系统，分级计算机控制系统，集散控制系统 按控制规律分为：程序和顺序控制系，比例积分微分控制（PID控制），最少拍控制，复杂规律的控制，智能控制。 第二章 采样的定义，离散系统的定义； 采样：把时间上连续的信号变成时间上离散的采样信号或数字信号的过程。离散系统：当系统各个物理量随时间变化的规律不能用连续函数描述时，而只在离散的瞬间给出数值，这种系统称为离散系统。 采样周期的定义，周期采样、同步周期采样、多速率采样、随机采样的定义；相邻两次闭合瞬间的时间间隔T成为采样周期。 如果在采样过程中，采样周期T保持不变，则称为周期采样。 若整个计算机控制系统有多个采样开关，这些开关的采样周期都为相等的常数，并且所有的开关都同时开闭，则称为同步周期采样。 若各采样开关以各自不同的采样周期进行采样，则称为多速率采样。 采样间隔大小随机变换的采样称为随机采样 香农定理的内容、意义及确定ωs≥2ωmax的依据； 内容：若f（t）是一个带宽为2ωmax的有限带宽信号，则由采样信号（t）能够无失真地恢复到原信号f（t）的条件为ωs≥2ωmax。其中ωs=为采样 频率。 意义：给出了采样后的离散信号能保持原连续信号全部特征所需的最低采样频率； 依据：离散信号（采样信号）频谱的主频谱和辅频谱互相分离，不产生频谱混叠； 保持器的定义、作用，采样周期的选择原则及需考虑的因素。 保持器：将离散的采样信号恢复到原连续信号的装置。 保持器的作用：将模拟信号在t=KT时刻的采样值保持到A/D转换结束，减少转换误差。 Z变换及Z反变换，要求熟记公式1～5、10、18； Z变换的方法有：级数求和法（直接定义法）、查表法 Z反变换的方法有：长除法（要变成Z-1的形式）、部分分式法（F(z)/z）+查表； 初值定理及终值定理的应用，用Z变换求解差分方程。

计算机控制技术(第二版)课后习题答案(王建华主编)

计算机控制技术课后习题答案 第一章绪论 1.计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤：P2 (1)实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入 (2)实时决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按预定的控制规律，决定将 要采取的控制策略。 (3)实时控制：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。 2 .计算机控制系统是由哪几部分组成？画出方块图并说明各部分的作用。P3 答：（1）计算机控制系统是由工业控制机、过程输入输出设备和生产过程三部组成。 （2）方块图如下图1.1所示： 图1.1 计算机控制系统的组成框图 作用：①工业控制机软件由系统软件、支持软件和应用软件组成。其中系统软件 包括操作系统、引导程序、调度执行程序，它是支持软件及各种应用软件的最基 础的运行平台；支持软件用于开发应用软件；应用软件是控制和管理程序； ②过程输入输出设备是计算机与生产过程之间信息传递的纽带和桥梁。 ③生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。 3. 计算机控制系统的实时性、在线方式、与离线方式的含义是什么？为什么在计 算机控制系统中要考虑实时性？P2 (1)实时性是指工业控制计算机系统应该具有的能够在限定时间内对外来事件做 出反应的特性；在线方式是生产过程和计算机直接相连，并受计算机控制的方式；离线方式是生产过程不和计算机相连，并不受计算机控制，而是靠人进行联系并 作相应操作的方式。 (2)在计算机控制系统中要考虑实时性，因为根据工业生产过程出现的事件能够保 持多长的时间；该事件要求计算机在多长的时间以内必须作出反应，否则，将对

计算机控制与接口技术

二○一三～二○一四学年第一学期信息科学与工程学院 课程设计报告书 课程名称：计算机控制与接口技术课程设计班级：自动化1001班 学号：201004134008 姓名：章琴 指导教师：周凤星 二○一三年十二月

一、设计题目和设计要求 1. 设计题目：水温控制系统的设计 2. 设计要求 设计一个水温控控制系统，对象的传递函数：G （s ）= e 1 s 10020 -50s ,炉 子为电炉结构，单相交流2220V 供电。温度设定值：室温～100℃，可以根据要求任意调节。要求： （1） 画出电路原理图，包括：给定值、反馈、显示的电路以及主电路； （2） 阐述电路的工作原理； （3） 采用对象为大滞后的算法，求出U （k ）； （4） 画出闭环数字控制的程序框图。 二、设计任务分析 1．系统设计： 该系统由单片机系统、PID 控制算法、温度检测、键盘输入、温度显示、加热丝功率控制等组成。 Ⅰ.典型的反馈式温度控制系统通常由下图（a ）所示的几部分组成，其中调节器由微型机来完成。 图（a ） 温度控制系统组成框图 Ⅱ.给定信号如何给计算机 温度给定值可以通过计算机键盘输入，键盘与单片机连接，也可以通过数学表达式由程序自动设定，还可以用拨码盘，一般拨码盘常用于过程控制的控制柜（化工企业）。 为了便于讨论，本设计假定由人工键盘输入温度给定值。 Ⅲ.温度的监测与调节 理想的情况是采用A/D 转换器作为输入通道，当精度要求不高时，可以半导体热敏电阻测量温度，和通过单稳态触发器输出的脉冲宽度来实现温度检测和输入。用热敏电阻也是一种常用的方式。热敏电阻作为半导体的效果往往决定于环境和计算机应用程序配合的结果。 图（b ）是带热敏电阻的单稳态触发器。

计算机控制技术与系统仿真答案

第一章绪论 1.什么是计算机控制系统？它主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 计算机控制系统是利用计算机（包括其他多种控制器）来实现生产过程或运动对象自动控制的系统。 计算机控制系统主要由控制系统和被控生产过程对象两大部分组成。控制系统又包括硬件和所匹配的软件。 2.简述计算机控制系统的控制过程。 实时数据采集：利用检测、变送装置，实时地对被控制量的瞬时值进行采集和输入。 实时控制决策：对采集、输入的数据进行比较、分析和处理，并按照预定的控制策略（算法）进行运算，产生决策信号。 实时控制输出：根据决策信号实时控制执行机构，实现对被控制对象的控制任务。 3.计算机控制系统的典型形式有几种？各有什么特点？ (1)操作指导控制系统QICS:优点:结构简单、控制灵活和安全。缺点:由人工控制,速度受到限制，不能控制对象。(2)直接数字控制系统DDCS：优点:实时性好、可靠性高和适应性强。(3)监督控制系统SCCS：优点：生产过程始终处于最有工况。(4)集散控制系统:优点:分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。(5)现场总线控制系统:优点:与DOS相比降低了成本,提高了可靠性。(6)计算机集成制造系统 4.试列举计算机控制系统的最新发展趋势，说明研究计算机控制系统的重要性。 大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性价比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛，并逐渐向智能化、网络化和集成化的方向发展。 5.略 6.略 第三章硬件设计基础 1.请说出计算机控制系统常用的主控制器有哪些？各有什么特点？ 在计算机控制系统中，常用主控制器包括：工业控制计算机（IPC）、可编程序控制器（PLC）、智能工业调节器、数字信号处理器（DSP）、单片机（MCU)、ARM处理器等。IPC:性能可靠、软件丰富、价格低廉。PLC:可靠性高，抗干扰嫩力强，硬件配套齐全，功能完善，易学易用：系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低。智能工业调节器：测控精度高，抗干扰性能强，功能完备，操作简单。数字信号处理器DSP；单片机；ARM处理器：性能高、成本低、耗能省 2.总线可分为哪几类？分别用于什么场合？试各举几个。 总线按功能和规范可分为三大类型：片总线、内总线和外总线。 片总线：是把各种不同的芯片连接在一起构成特定功能模块的信息传输通路。 内总线：是微机系统中各插件之间的信息传输通路。 外总线：是微机系统之间或微机系统与其他系统之间信息传输的通路，它用于设备一级的互联。 3.计算机控制系统的开关量输出信号分别用于控制什么对象？试举例说明。 控制开关器件的闭合、断开、亮灭等，如指示灯、继电器等。 4.试用AEN(DMA地址使用信号，高电平有效)信号、地址信号A0~A9、74HCT138芯片，以及其他门电路，搭建一个地址译码电路，可寻址的地址分别为3A0H~3A7H. 5.试用PCI-1710HG总线工业板卡实现模拟量采集。画出接口电路原理图，并画出A/D转换程序。

计算机控制与接口技术课程设计

一.设计题目任务及要求 1. 设计题目：水温控制系统的设计 2. 设计要求： 设计一个水温控控制系统，对象的传递函数：G （s ）= e 1 s 10020 -50s ,炉子为电炉结构，单相交流2220V 供电。温度设定值：室温～100℃，可以根据要求任意调节。要求： （1） 画出电路原理图，包括：给定值、反馈、显示的电路以及主电路； （2） 阐述电路的工作原理； （3） 采用对象为大滞后的算法，求出U （k ）； （4） 画出闭环数字控制的程序框图。 二.设计任务分析 1.系统设计： 该系统由AT89C51单片机系统、PID 控制算法、温度检测、键盘输入、温度显示、加热丝功率控制等等组成。 Ⅰ.典型的反馈式温度控制系统通常由下图（a ）所示的几部分组成，其中调节器由微型机来完成。 图（a ） 温度控制系统组成框图 Ⅱ.给定信号如何给计算机 温度给定值可以通过计算机键盘输入（键盘与单片机连接），也可以通过数学表达式由程序自动设定，还可以用拨码盘，一般拨码盘常用于过程控制的控制柜（化工企业）。 为了便于讨论，本设计假定由人工键盘输入温度给定值。

Ⅲ.温度的监测与调节 理想的情况是采用A/D转换器作为输入通道，当精度要求不高时，可以半导体热敏电阻测量温度，和通过单稳态触发器输出的脉冲宽度来实现温度检测和输入。用热敏电阻也是一种常用的方式。热敏电阻作为半导体的效果往往决定于环境和计算机应用程序配合的结果。 可以采用温度范围为0～120℃的热敏电阻来构成所需要的电路，不用热电偶的原因是：因为热电偶在低温段线性差，它只是在高温段准确。 2.控制方案 本系统中把晶闸管电阻炉温度变送器统一称为被控对象。电阻炉系统是个自衡系统，可以近似为一个一阶惯性环节和一个延迟环节，传递函数可以表示为： 在检测的基础上，我们采用数字PID调节规律，把炉内温度控制的设定值与实测值进行比较，是静态误差最小。 理论分析和实践证明电阻炉是一个具有自平衡能力的对象，可以用一个一阶惯性环节和一个延迟环节来近似描述，考虑到零阶保持器，系统的简化动态结构图如图（b）

计算机控制技术与系统思考题与习题

《计算机控制技术与系统》课程 思考题与习题 第一章绪论 简述计算机控制技术发展史。 简述计算机控制系统的类型、结构和特点。 计算机控制与常规控制主要不同点在哪里 典型计算机控制系统有哪几部分组成，画出方框图。 什么叫做动态系统 对计算机控制系统的基本要求是什么 简述调节系统与跟踪系统（随动系统）的特点。 典型计算机集成制造系统（CIMS）有哪四个功能系统和两个支持系统 第二章过程通道 采样定理对于采样周期的选取有什么意义 写出采样过程的数学描述形式。 影响采样周期选择的因素主要有哪些 多路采样装置的主要作用是什么，常用采样器包括哪些 过程通道的采样周期T是否越小越好，为什么 A转换的工作方式主要有哪几种，简述其原理。 2.7A/D转换的工作方式主要有哪几种，简述其原理。 简述模入通道结构与各组成部分功能。 简述过程通道的类型和基本功能。 简述开关量通道的基本构成形式和主要作用。 简述开关量通道的抗干扰措施有哪些。 模出通道的类型主要有哪几种，各有什么特点 保持器在过程通道中的作用是什么，举例分析。 某热工过程有16点温度信号，变化范围: 150--850 C, 采用微机监测。

求解问题： 1、 若经A/D 转换后的数字量每个脉冲对应的实际温度小于等于 C , 则A/D 分辨率至少为多少才能保证该精度 2、写出A/D 转换后的数字量与被测点实际温度间关系式。 3、该处理方式零点迁移量为多少 第三章 理论基础 求下图示离散系统脉冲传递函数G(z) 已知采样系统如下图所示，求下图示离散系统脉冲传递函数G(z)和当闭环系统稳定时K 的取值范围。 分析下图所示采样系统，当采样周期T=1，开环增益K=5时的稳定性。 给定传递函数 1 10+s K ，试以10倍的转角频率为近似的截止频率m ω，求满足采样定理的采样频率s ω和采样周期T 。 证明离散系统脉冲响应的z 变换即为离散系统传递函数。 设离散系统结构如下图所示，图中D(z)为数字PID 调节器，其差分方程为 )]2()1(2)([)()]1()([)(-+--++--=k e k e k e K k e K k e k e K k u d i p

《微机系统原理与接口技术》答案

第1章习题解答 1、冯诺依曼计算机的内涵是什么？这种计算机程序运行是由指令流驱动的还是数据流驱动的？ 答：冯诺依曼计算机的内涵： 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。 数据和计算机指令采用二进制数形式表示，存储在计算机内部存储器中。 计算机工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。事先编制好的由计算机指令组成的程序在执行前先装入存储器，控制器依据程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析指令、执行指令，根据指令的功能进行相应的运算，直到完成全部指令操作为止. 程序的运行是通过指令流来驱动的。 2、微型计算机系统有哪三个层次？试简述它们的内涵及其联系和区别。 答：微型计算机系统的三个层次：微处理器、微型计算机和微型计算机系统。 三者的内涵： 微处理器是利用大规模集成电路技术，将组成计算机的核心部件——运算器和控制器集成在一块硅片上的集成电路，简称MPU，习惯上称CPU。 微型计算机则是以微处理器为核心，配以内存储器、输入/输出（I/O）接口电路，通过总线结构连接而构成的裸机。 微型计算机系统是由微型计算机配以相应的外围设备（如键盘、显示器、打印机、外存储器等）、电源和其他辅助设备(如面板、机架等)，以及控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算系统。 它们三者之间是从局部到全局的关系。单纯的微处理器和单纯的微型计算机都不能独立工作。只有微型计算机系统才是完整的计算系统，才可正常工作。 3、为什么把微型计算机的基本结构说成是总线结构？试简述总线结构的优点。 答：在微型计算机中，各组成部分之间是通过总线（包括地址总线、数据总线、控制总线）连接在一起而构成一个整体的，它们之间的信息交换也是通过总线进行。CPU通过总线与存储器和I/O接口电路连接，I/O接口和外设也是通过总线连接，即使在CPU内部，它的各功能部件也是通过总线相连的。因此微型计算机的基本结构就是总线结构。 微型计算机采用总线结构后，系统中各功能部件之间的相互关系变为各部件面向总线的单一关系。一个部件只要满足总线标准，就可直接连接到采用这种总线标准的系统中。这使得系统的设计与构造非常方便，同时也便于系统的扩充、升级和维修。 4、微型计算机硬件系统由哪些部分组成？各组成部分的功能是什么？ 答：微型计算机硬件系统主要由CPU、存储器、I/O接口电路、输入/输出设备、总线，以及电源和一些辅助设备构成。 CPU：微机系统的核心部件，是运算和指挥控制中心。 存储器：包括内存和外存，是微机系统的存储和记忆部件，用以存放数据和程序。 I/O接口电路：CPU与输入/输出设备的连接与信息交换不能直接进行，I/O接口电路充当了二者之间的“桥梁”。 输入/输出设备：计算机与外界（人或其他设备，包括另一台计算机）联系和沟通的桥梁，用户通过输入/输出设备与微机系统互相通信。 总线：以上各组成部分是通过总线连接在一起构成一个整体的，各部件之间的信息运载和传输由总线承担。 5、计算机分那几类？各有什么特点？ 答：传统上分为三类：大型主机、小型机、微型机。大型主机一般为高性能的并行处理系统，存储容量大，事物处理能力强，可为众多用户提供服务。小型机具有一定的数据处理能力，提供一定用户规模的信息服务，作为部门的信息服务中心。微型机一般指在办公室或家庭的桌面或可移动的计算系统，体积小、价格低、具有工业化标准体系结构，兼容性好。 6、微处理器应包含的最基本功能部件是哪些? 答: 算术逻辑单元,寄存器阵列,控制器部件。 7、微计算机应包含的最基本功能部件是哪些?

《计算机控制仿真与应用(Multisim)》模拟题目

一．填空（20分） 1.电子设计技术的核心就是技术，它是以计算机为工作平台，融合电子技术、计 算机技术等方面最新成果而研制的通用软件。他主要能辅助集成电路设计和电子电路设计。 2．Multisim是一个优秀的电子技术训练工具，是能够替代电子实验室中的多种传统仪器的虚拟电子实验室，具有、、等特点，Multisim的前身是加拿大IIT公司推出的用于的虚拟电子工作台软件。Multisim还将最新的测试仪器引入了虚拟仪器中，这些优良的测试仪器是其他仿真软件所没有的。加拿大IIT公司还向用户提供了PCB软件。PCB中文含意是。 3．目前美国国家仪器公司NI发布的Multisim11电路仿真软件和LabVIEW测量软件相集成，需要设计制作自定义PCB的工程师能够非常方便地比较仿真数据和真实数据，规避了设计上的反复，减少了原型错误。 4、Multisim11的基本操作界面包括：、、、 、、等，这个基本操作界面就相当于一个虚拟。 5、Place菜单提供绘制仿真电路所需的元器件、、，各种连接接口，以及文本框、标题栏等文字内容。 6、Transfer传送菜单提供仿真电路的各种数据与的数据相互传送的功能。 7、Tools菜单主要提供各种常用电路如：放大电路、、的快速创建向导。 8、选择元器件时，首先应确定某一数据库，然后确定，接着确定某种。二．画图 下图是通过Multisim实现的半波整流电路、全波整流电路和电容滤波电路，请根据仪表设置情况将示波器各自的波形图画完整，并说明你的理解。（20分）

半波整流电路 全波整流电路 电容滤波电路

三．简答题 1、列举你所知道的电路制图软件，并简要说出他们的特点和区别。（10分） 2、请说出Multisim10所能实现的虚拟仪器种类，至少说出十种。（10分） 3、请说出Multisim10仿真元件库包含的种类，至少5种，并请详细说明其中的一种。（10分）

微型计算机接口技术及应用课后习题答案__第四版____刘乐善

习题一 2、为什么要在CPU与外设之间设置接口？ 在CPU与外设之间设置接口主要有4个原因： （1）CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系 （2）CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的速度慢 （3）若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率 （4）若外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。 3、微型计算机的接口一般应具备那些功能？ 微机的接口一般有如下的几个功能： （1）执行CPU命令的功能：CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设 （2）返回外设状态的功能：通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态 （3）数据缓冲的功能：接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU于外设间传送的数据进行中转 （4）设备寻址的功能：CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备 （5）信号转换的功能：当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能 （6）数据宽度与数据格式转换的功能：由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。 8、CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？它们各应用在什么场合？ CPU与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA方式：（1）查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU 明确知道外设所处状态的情况下。 （2）中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理 （3）DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。 9、分析和设计接口电路的基本方法是什么？ 分析和设计接口电路通常采用两侧分析法和硬软件结合法相结合： （1）两侧分析法：CPU一侧，主要是了解CPU的类型、它提供的数据线的宽度、地址线的宽度、控制线的逻辑定义、时序关系的特点；外设一侧，主要是了解被连接外设的外部特性及被控外设的工作过程 （2）硬软件结合法：硬件设计主要是合理选用外围接口芯片、有针对性地设计附加电路；软件设计可以采用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程，也可以采用DOS系统功能调用和BIOS调用编程。 习题二

计算机控制技术课后习题答案

第一章 1．计算机系统由哪些部分组成？并画出方框图。 解： 若将自动控制系统中控制器的功能用计算机或数字控制装置来实现，就构成了计算机控制系统，其基本框图如图1-1所示。因此，简单说来，计算机控制系统就是由各种各样的计算机参与控制的一类系统。 图1-1 计算机控制系统基本原理图 在计算机控制系统中，控制规律是用软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制。控制器与执行机构之间是DA转换器，负责将数字信号转换成模拟信号；AD转换器则相反将传感器采集的模拟信号，转换成数字信号送给控制器。 2．计算机控制系统是怎样分类的？按功能和控制规律可分为几类？ 解： 计算机控制系统与其所控制的对象、采取的控制方法密切相关。因此，计算机控制系统的分类方法很多，可以按照系统的功能、控制规律或控制方式等进行分类。 按功能及结构分类：操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统、工业以太网控制系统、综合自动化系统。 按照控制规律分类：程序和顺序控制、比例积分微分控制(简称PID控制)、最少拍控制、复杂规律的控制、智能控制。 3．计算机控制系统的主要特点有哪些？ 解： 主要有以下特点： 1．数字模拟混合的系统。在连续控制系统中，各处的信号是连续模拟信号。而在计算机控制系统中，除仍有连续模拟信号外，还有离散信号、数字信号等多种信号。因此，计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 2．灵活方便、适应性强。一般的模拟控制系统中，控制规律是由硬件电路实现的，控制规律越复杂，所需要的模拟电路往往越多，如果要改变控制规律，一般就必须更改硬件电路。而在计算机控制系统中，控制规律是由软件实现的，计算机执行预定的控制程序就能实现对被控参数的控制，需要改变控制规律时，一般不对硬件电路作改动，只要改变控制程序就可以了。 3．可实现复杂控制规律。计算机具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能，能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 4．离散控制。在连续控制系统中，给定值与反馈值的比较是连续进行的，控制器对产生的偏差也是连续调节的。而在计算机控制系统中，计算机每隔一定时间间隔，向A/D转换器发出启动转换信号，并对连续信号进行采样获得离散时间信号，经过计算机处理后，产生的控制时间信号通过D/A将离散信号转换成连续时间信号输出，作用于被控对象。因此，计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。

计算机接口技术期末考试试题及答案

第1页 共7页 计算机接口技术复习题 一、 填空题： 1）8255A 端口B 可工作在_________0____、_____1________方式下 注：A 口工作在0、1、2方式下 2）中断分为两大类____内部中断_________和____外部中断_________。 3）CPU 与外设之间有交换的信息有_____状态信息________、_____控制信息________和数据信息。 4）8253定时/计数芯片中，CLK 和GATE 所起的作用分别是_____计数脉冲 ________和_____ 用于定时/计时的启动/停止,允许/禁止 ________。 5）控制微型计算机与外设之间的信息交换有4种方式，分别是程序控制方式、__DMA 控制__________方式、___中断控制方式__________方式、I/O 通道方式。 ？？？？6）8255的A1和A0引脚分别连接在地址总线的A1和A0，当命令端口的地址为317H 时，则A 口、B 口、C 口的口地址分别为___314h__________、____315h_________、______316h_______。 7)1个中断类型号为01CH 的中断服务程序存放在0100H ：3600H 开始的内存中，则中断向量存储在地址为 0070h 至 0073h 的四个内存单元中。 注： 一个中断类型号为01CH 的中断处理程序存放在0100H ：3800H 开始的内存中，中断向量存储在地址为____0070H_____至___0073H_____的___4___个字节中 二、 单项选择题

??1、8255可编程并行接口芯片的C口具有位控能力，允许CPU用输出指令单独对C口的某一位写入‘0’或写入‘1’，正确的方法是通过（ b ）方式写入。 A 写入8255的C数据口 B 写8255的控制寄存器 C 读C口状态后对相应位做“或运算”或者“与运算”后写入C数据口 D 读C口状态后再直接写入8255的C数据口 //2、在串行数据传送中，若工作于异步方式，每个字符传送格式为数据位8位，奇偶校验位1位，停止位1位，波特率为4800，则每秒钟最多能传输的字符数是（a ） A 480 B 4800 C 436 D 600 3、8255具有3种并行工作方式，当两个CPU通过各自的8255并行连接进行双向数据交换时应当采用（ c ） A 方式0 B 方式1 C 方式2 D 三种方式都不行 4、微机系统中要组成32KBX16的存储器，需要选用（ a ）片规格为2KBX8的芯片 A 32 B 16 C 64 D 8 5、下列芯片是串行接口的是（ c ） A 8255 B 0809 C 8251A D 8259 6、下列说法中对半双工通信方式论述正确的是（c ） A 某一时刻通信双方能同时双向传送数据 B 通信双方只能单向传送数据 C 通信双方不能同时收发数据，但可以在不同时候在两个方向传送 D 以上说法均不对 7、用8259级连产生64级中断至少需要（ b ）片8259芯片。 A 8 B 9 C 7 D 10 ???8、下列关于中断说法正确的是（b ） A 软中断是随机发生的 B 硬中断是外部硬件产生的，包括不可屏蔽中断NMI与可屏蔽中断INTR 第2页共7页

微机原理与接口技术课后习题答案

第1章微型计算机系统 〔习题〕简答题 （2）总线信号分成哪三组信号 （3）PC机主存采用DRAM组成还是SRAM组成 （5）ROM-BIOS是什么 （6）中断是什么 （9）处理器的“取指－译码－执行周期”是指什么 〔解答〕 ②总线信号分成三组，分别是数据总线、地址总线和控制总线。 ③ PC机主存采用DRAM组成。 ⑤ ROM-BIOS是“基本输入输出系统”，操作系统通过对BIOS 的调用驱动各硬件设备，用户也可以在应用程序中调用BIOS中的许多功能。 ⑥中断是CPU正常执行程序的流程被某种原因打断、并暂时停止，转向执行事先安排好的一段处理程序，待该处理程序结束后仍

返回被中断的指令继续执行的过程。 ⑨指令的处理过程。处理器的“取指—译码—执行周期”是指处理器从主存储器读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作（简称执行）的过程。 〔习题〕填空题 （2）Intel 8086支持___________容量主存空间，80486支持___________容量主存空间。 （3）二进制16位共有___________个编码组合，如果一位对应处理器一个地址信号，16位地址信号共能寻址___________容量主存空间。 （9）最初由公司采用Intel 8088处理器和（）操作系统推出PC机。 ② 1MB，4GB ③ 216，64KB （9）IBM,DOS 〔习题〕说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。 〔解答〕

CPU：CPU也称处理器，是微机的核心。它采用大规模集成电路芯片，芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元（即寄存器）。处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。 存储器：存储器是存放程序和数据的部件。 外部设备：外部设备是指可与微机进行交互的输入（Input）设备和输出（Output）设备，也称I/O设备。I/O设备通过I/O接口与主机连接。 总线：互连各个部件的共用通道，主要含数据总线、地址总线和控制总线信号。 〔习题〕区别如下概念：助记符、汇编语言、汇编语言程序和汇编程序。 〔解答〕 助记符：人们采用便于记忆、并能描述指令功能的符号来表示机器指令操作码，该符号称为指令助记符。 汇编语言：用助记符表示的指令以及使用它们编写程序的规则就形成汇编语言。 汇编语言程序：用汇编语言书写的程序就是汇编语言程序，或称汇编语言源程序。

《计算机控制技术》课程中控制算法仿真平台设计

《计算机控制技术》课程中控制算法仿真平台设计 【摘要】本文基于MATLAB建立了《计算机控制技术》课程控制算法仿真平台，通过友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置、动态仿真以及算法改进前后的控制效果对比等。将抽象的理论知识变成直观的感性认识，使学生能更直观、高效地理解和掌握所学内容，培养学习兴趣和能力，取得了良好的教学效果。 【关键词】控制；算法；仿真 0 引言 《计算机控制技术》是工业电气自动化、自动控制、计算机应用等专业的主要专业课程之一[1]。具有实践性和综合性强、课程抽象、学习难度大等特点。尤其是其中的控制算法，既是计算机控制系统的核心，也是整个计算机控制系统设计中的难点，并且由于控制算法数量多，理论性强，采用常规的讲授方法，学生不易理解，教学效果不是很理想。基于此，本文以MATLAB为工具，通过编写M文件、构建SIMULINK框图对主要算法进行仿真实现，并通过GUI （图形用户界面）设计友好的人机交互界面，实现控制算法的选择、参数的设置、动态仿真以及不同算法的控制效果对比等。在建模仿真的过程中将抽象的理论知识变成直观的感性认识，使学生可以更直观、高效地理解和掌握所学知识，培养学生的学习兴趣和能力，提高教学质量。 1 仿真平台规划 MATLAB是目前应用最广泛的科学工程运算软件，内嵌的SIMULINK是MATLAB的重要组件之一，无需大量的程序代码，只需建立仿真框图即可实现对复杂系统的交互式动态建模、仿真以及综合分析，令繁琐的仿真实现过程变得清晰可见。MATLAB的M文件工作方式，可以将MATLAB的语言代码全部写在一个文本文件——M文件中运行，用户还可以根据需要自编一些函数，方便程序的修改与维护，提高代码的可重用性。MATLAB GUI是MATLAB的图形用户界面开发环境[2]，使用它，用户无需了解图形实现的细节内容，便可以绘制复杂的图形以及设计出美观、方便的菜单化和控件式的人机交互界面。本文使用SIMULINK、M文件以及GUI实现《计算机控制技术》课程中的控制算法仿真平台设计。 2 控制算法的M文件仿真 《计算机控制技术》课程中的控制算法主要有数字PID的各类控制算法、Smith补偿算法、最少拍控制器的设计方法、大林算法以及滞后过程的预估控制算法等。数字PID控制算法有常规算法和改进算法两大类，常规算法分为位置型和增量型，改进算法主要有积分分离PID算法、抗积分饱和PID算法、变速积分PID算法等，这部分使用M文件进行仿真。M文件仿真时，首先新建一个