第6章 微型计算机控制系统设计与应用
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6.1 分类说明8086CPU有哪几种中断?答:8086CPU中断源可分为内部中断和外部中断,内部中断有溢出中断、除法出错中断、INTn指令中断、断点中断、单步(陷阱)中断;外部中断有可屏蔽中断INTR\不可屏蔽中断NMI。
6.2 简述 8086可屏蔽中断的响应过程。
可屏蔽中断INTR接受来自普通外设的中断请求信号(一般使用可编程中断控制器8059A来管理此类外设的中断请求),当该信号线有效时,CPU将根据中断允许标志IF的状态来决定是否响应。
如果IF=0,则表示INTR线上中断被屏蔽或禁止,CPU将不理会该中断请求而处理下一条指令。
由于CPU并不锁存INTR信号,INTR信号必须保持有效状态,直到接受到响应信号或撤销请求为止。
如果IF=1,则表示INTR线上的中断开放,CPU在完成现在正在执行的指令后,识别该中断请求,并进行中断处理。
6.5 中断应答时序如图6.2所示,说明前后两个INTA周期的任务。
第一个INTA表示对中断请求的响应,用于通知中断请求设备,第二个INTA用于将中断类型号送数据总线的低8位上。
期间LOCK信号用于保证在中断响应过程中不会被其他CPU占用总线而导致中断响应失败。
6.9 某外设中断类型号为10H,它的中断服务程序的入口地址为1020H:3FC9H,求其向量地址并具体描述中断向量的各字节在存储器中的存储情况。
解:向量地址:10H*4=40H[0040H]、[0041H]、[0042H]、[0043H]依次存放C9H、3FH、20H、10H6.10 某外设的中断服务子程序名称为INT_PROC,其中断类型号为18H,试编写一程序段将该外设的中断向量装入到中断向量表中。
解:向量地址:18H*4=60HPUSH DSMOV AX,0MOV DS,AXMOV WORD PTR [0060H],OFFSET INT_PROCMOV WORD PTR [0062H],SEG INT_PROCPOP DSHLT7.2 简述CPU与外围设备交换信息的过程。
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案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。
第一章计算机控制系统概述习题及参考答案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。
微型计算机原理与应用习题集及答案微型计算机原理与应用习题集目录第1章概述 (1)第2章计算机中的数制与编码 (2)第3章微处理器及其结构 (4)第4章 8086/8088CPU指令系统 (9)第5章汇编语言程序设计 (17)第6章存储器系统 (27)第7章中断技术 (31)第8章输入/输出接口技术 (37)第9章串行通信技术及其接口芯片 (42)模拟试题(一) (44)参考答案 (48)模拟试题(二) (49)参考答案 (52)模拟试题(三) (53)参考答案 (56)河南理工大学 2006--2007 学年第 1 学期 (58)参考答案 (61)近年来某高校硕士研究生入学试题 (63)参考答案 (66)近年某高校研究生入学考试试题 (70)参考答案 (74)近年某高校攻读硕士学位研究生试题 (75)参考答案 (77)第1章概述一、填空题1.电子计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分组成。
2.运算器和控制器集成在一块芯片上,被称作CPU。
3.总线按其功能可分数据总线、地址总线和控制总线三种不同类型的总线。
4.计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为系统总线(或通信总线);用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除谢谢78(板级总线);CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为内部总线。
5.迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是程序存储和程序控制的工作原理。
这种原理又称为冯·诺依曼型原理。
二、简答题1.简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵。
答:微处理器是微计算机系统的核心硬件部件,它本身具有运算能力和控制功能,对系统的性能起决定性的影响。
微处理器一般也称为CPU;微计算机是由微处理器、存储器、I/O接口电路及系统总线组成的裸机系统。
微计算机系统是在微计算机的基础上配上相应的外部设备和各种软件,形成一个完整的、独立的信息处理系统。
第六章1. CPU与外设交换数据时,为什么要通过I/O接口进行?I/O接口电路有哪些主要功能?答:CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题:速度不匹配;信号电平不匹配;信号格式不匹配;时序不匹配。
I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的,处于总线和外设之间,一般应具有以下基本功能:⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题;⑵设置信号电平转换电路,来实现电平转换。
⑶设置信息转换逻辑,如模拟量必须经 A/D变换成数字量后,才能送到计算机去处理,而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后,才能驱动某些外设工作。
⑷设置时序控制电路;⑸提供地址译码电路。
2. 在微机系统中,缓冲器和锁存器各起什么作用?答:缓冲器多用在总线上,可提高总线驱动能力、隔离前后级起到缓冲作用,缓冲器多半有三态输出功能。
锁存器具有暂存数据的能力,能在数据传输过程中将数据锁住,然后在此后的任何时刻,在输出控制信号的作用下将数据传送出去。
3. 什么叫I/O端口?一般的接口电路中可以设置哪些端口?计算机对I/O端口编址时采用哪两种方法?在8086/8088CPU中一般采用哪些编址方法?答:在CPU与外设通信时,传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。
在接口电路中,这些信息分别进入不同的寄存器,通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O 端口。
一般的接口电路中可以设置数据端口、状态端口和命令端口。
计算机对I/O端口编址时采用两种方法:存储器映像寻址方式、I/O单独编址方式。
在8086/8088CPU中一般采用I/O单独编址方式。
4. CPU与外设间传送数据主要有哪几种方式?答:CPU与外设间的数据传送方式主要有:程序控制方式、中断方式、DMA方式。
程序控制传送方式:CPU与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。
⑴无条件传送方式:也称为同步传送方式,主要用于对简单外设进行操作,或者外设的定时是固定的或已知的场合。
《微机原理及应用》各章习题参考答案第1章微型计算机概论一、填空题1. 微机硬件系统主要由CPU、(存储器)、(总线)、(输入输出接口)和输入输出设备组成。
2. 冯·诺依曼计算机的核心原理是(存储程序原理)3. 完成下列数制的转换1)10100110B=( 166 )D=( A6H )H2)223.25 =( 11011111.01 )B=( DF.4 )H3)1011011.101B=( 5B.A )H=(1001 0001.01100010 0101 )BCD4. 已知[X]补5. 已知A=10101111,B=01010000,则A∧B的结果为( 00000000 ) B=86H,则X的十进制表示形式为( -122 )6. -29H的8位二进制反码是(11010110 )B7.字符4的ASCII码=( 34 )H二、简答题1.冯.诺依曼计算机的结构是怎样的,主要特点有哪些?解:将计算机设计为由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等5个部分组成,所有的执行都以运算器为核心,采用存储程序工作原理。
2. 已知X=-1101001B,Y=-1010110B,用补码方法求X-Y=?解:[X-Y]补=[X+(-Y)]补= [X]补+[-Y] [X]补原=11101001B [X]补 [-Y]=10010111B原=01010110B=[-Y] [X-Y]补补= [X]补+[-Y]补X-Y=[[X-Y]=11101101B补]补=10010011=-0010011=-193. 写出下列真值对应的原码和补码的形式:1)X=-1110011B2)X=-713)X=+1001001B解:1)[X]原码=11110011B , [X]补码=10001101B2)[X]原码=11000111B, [X]补码=10111001B3)[X]原码=01001001, [X] 补码=01001001B=?4. 已知X和Y的真值,求[X+Y]补1)X=-1110111B Y=+1011010B2)X=56 Y=-215. 若与门的输入端A、B、C的状态分别为1、0、1,则该与门的输出端状态为?若将这3位信号连接到或门,那么或门的输出又是什么状态?解:由与和或的逻辑关系知,若“与”门的输入端有一位为“0”,则输出为“0”;若“或”门的输入端有一位为“1”,则输出为“1”。
直流电机微型计算机速度控制系统的设计设计一个直流电机微型计算机速度控制系统涉及到电机的速度控制、传感器的输入和计算机的输出等多个方面。
下面是一个1200字以上的设计系统的示例:引言直流电机广泛应用于工业、家用电器、汽车等领域,而微型计算机则被广泛应用于控制系统中。
本文将设计一个直流电机微型计算机速度控制系统,通过传感器的反馈信号和计算机的输出来实现对电机速度的精确控制。
1.系统框架本系统的框架包括电机控制模块、传感器模块和微型计算机模块。
电机控制模块通过电机驱动电路控制电机的速度,传感器模块采集电机的转速信号,微型计算机模块负责接收传感器信号并输出电机的控制信号。
2.传感器选择与接口设计传感器用于检测电机的转速信号,常用的传感器有光电传感器、霍尔传感器等。
在本系统中,选择霍尔传感器,因其高精度、低成本、易安装等特点。
在电机旋转中,霍尔元件将会产生电压脉冲信号,通过输入电路将信号转化为计算机可接受的数字信号。
3.电机控制模块设计为了实现对电机的速度控制,电机控制模块需要具备以下功能:3.1电压调节功能:通过调整电压大小控制电机的输出功率,从而实现对速度的控制。
3.2内部电流控制:在电机启动和运行时,需要通过电流传感器实时监测电机的工作电流并进行控制,以保证电机运行的稳定性和安全性。
3.3速度反馈控制:通过传感器模块反馈的转速信号,实时调节电机的供电电压,使其达到所需控制速度。
4.微型计算机模块设计微型计算机模块负责接收传感器反馈的转速信号,并根据设定的速度范围进行计算和控制电机控制模块。
具体的设计包括以下几个方面:4.1采样和滤波:通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号,并进行滤波处理,以降低信号噪声和提高采样精度。
4.2速度控制算法:根据为电机设定的速度范围和输入的实时转速信号,进行误差计算并输出控制信号,以调节电机供电电压,使其保持在设定速度范围内运行。
4.3显示与操作:利用LCD显示屏和按键等外围设备,实现对设定速度的调节和显示转速等操作。
6.1 分类说明8086CPU有哪几种中断?答:8086CPU中断源可分为内部中断和外部中断,内部中断有溢出中断、除法出错中断、INTn指令中断、断点中断、单步(陷阱)中断;外部中断有可屏蔽中断INTR\不可屏蔽中断NMI。
6.2 简述 8086可屏蔽中断的响应过程。
可屏蔽中断INTR接受来自普通外设的中断请求信号(一般使用可编程中断控制器8059A来管理此类外设的中断请求),当该信号线有效时,CPU将根据中断允许标志IF的状态来决定是否响应。
如果IF=0,则表示INTR线上中断被屏蔽或禁止,CPU将不理会该中断请求而处理下一条指令。
由于CPU并不锁存INTR信号,INTR信号必须保持有效状态,直到接受到响应信号或撤销请求为止。
如果IF=1,则表示INTR线上的中断开放,CPU在完成现在正在执行的指令后,识别该中断请求,并进行中断处理。
6.5 中断应答时序如图6.2所示,说明前后两个INTA周期的任务。
第一个INTA表示对中断请求的响应,用于通知中断请求设备,第二个INTA用于将中断类型号送数据总线的低8位上。
期间LOCK信号用于保证在中断响应过程中不会被其他CPU占用总线而导致中断响应失败。
6.9 某外设中断类型号为10H,它的中断服务程序的入口地址为1020H:3FC9H,求其向量地址并具体描述中断向量的各字节在存储器中的存储情况。
解:向量地址:10H*4=40H[0040H]、[0041H]、[0042H]、[0043H]依次存放C9H、3FH、20H、10H6.10 某外设的中断服务子程序名称为INT_PROC,其中断类型号为18H,试编写一程序段将该外设的中断向量装入到中断向量表中。
解:向量地址:18H*4=60HPUSH DSMOV AX,0MOV DS,AXMOV WORD PTR [0060H],OFFSET INT_PROCMOV WORD PTR [0062H],SEG INT_PROCPOP DSHLT7.2 简述CPU与外围设备交换信息的过程。