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第五章 电气设备的选择5-1 电气设备选择的一般原则是什么?答：电气设备的选择应遵循以下3项原则：(1) 按工作环境及正常工作条件选择电气设备a 根据电气装置所处的位置,使用环境和工作条件,选择电气设备型号；b 按工作电压选择电气设备的额定电压；c 按最大负荷电流选择电气设备和额定电流。
(2) 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 (3) 开关电器断流能力校验5-2 高压断路器如何选择？ 答：（1）根据使用环境和安装条件来选择设备的型号。
（2）在正常条件下，按电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压选择额定电压，电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流选择额定电流。
（3）动稳定校验(3)max shi i ≥ 式中，(3)sh i 为冲击电流有效值，max i 为电气设备的额定峰值电流。
（4）热稳定校验2(3)2th th ima I t I t ∞≥式中，th I 为电气设备在th t 内允许通过的短时耐热电流有效值；th t 为电气设备的短时耐热时间。
（5）开关电器流能力校验对具有分断能力的高压开关设备需校验其分断能力。
设备的额定短路分断电流不小于安装地点最大三相短路电流，即(3).max cs K I I ≥5-3跌落式熔断器如何校验其断流能力?答：跌落式熔断器需校验分断能力上下限值,应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值,而两相短路电流大于其下限值。
5-4电压互感器为什么不校验动稳定，而电流互感器却要校验？答：电压互感器的一、二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热稳定。
而电流互感器没有。
5-5 电流互感器按哪些条件选择？变比又如何选择？二次绕组的负荷怎样计算？ 答：(1）电流互感器按型号、额定电压、变比、准确度选择。
( 2）电流互感器一次侧额定电流有20，30，40，50，75，100，150，200，400，600，800，1000，1200，1500，2000（A ）等多种规格，二次侧额定电流均为5A ，一般情况下，计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流不小于线路中的计算电流。
第5章 振动和波动5-1 一个弹簧振子 m=：0.5kg , k=50N ；'m ，振幅 A = 0.04m ，求 (1) 振动的角频率、最大速度和最大加速度；(2) 振子对平衡位置的位移为 x = 0.02m 时的瞬时速度、加速度和回复力; (3) 以速度具有正的最大值的时刻为计时起点，写出振动方程。
频率、周期和初相。
A=0.04(m) 二 0.7(rad/s) 二-0.3(rad)⑷10.11(Hz) T 8.98(s)2 n、5-3证明：如图所示的振动系统的振动频率为1 R +k 2式中k 1,k 2分别为两个弹簧的劲度系数，m 为物体的质量V max 二 A =10 0.04 = 0.4(m/s) a max 二 2A =102 0.04 =4(m/s 2) ⑵设 x =Acos(，t ：；；■『)，贝Ud x vA sin(，t 「)dtd 2xa一 dt 2--2Acos(「t 亠 ^ ) - - 2x当 x=0.02m 时，COS (；：, t :忙)=1/ 2, sin( t 「)= _、一3/2，所以 v ==0.2、.3 ==0.346(m/s) 2a = -2(m/s )F 二 ma = -1(N)n(3)作旋转矢量图，可知：2x =0. 0 4 c o st(1 0)25-2弹簧振子的运动方程为 x =0.04cos(0.7t -0.3)(SI)，写出此简谐振动的振幅、角频率、严...U ・」|1岛解：以平衡位置为坐标原点，水平向右为 x 轴正方向。
设物体处在平衡位置时，弹簧 1的伸长量为Xg ,弹簧2的伸长量为x 20，则应有_ k ] X ]0 ■木2乂20 = 0当物体运动到平衡位置的位移为 X 处时，弹簧1的伸长量就为x 10 X ，弹簧2的伸长量就为X 20 -X ，所以物体所受的合外力为F - -k i (X io X )k 2(X 20 -x)- -(匕 k 2)x2d x (k i k 2)dt 2 m上式表明此振动系统的振动为简谐振动，且振动的圆频率为5-4如图所示，U 形管直径为d ,管内水银质量为 m ,密度为p 现使水银面作无阻尼 自由振动，求振动周期。
第五章习题参考答案一、填空题1、MCS-51有5个中断源，2个中断优先级，优先级由软件填写特殊功能寄存器 IP 加以选择。
2、外中断请求标志位是 IE0 和 IE1 。
3、 RETI 指令以及任何访问 IE 和 IP 寄存器的指令执行过后，CPU不能马上响应中断。
4、8051单片机响应中断后，产生长调用指令LCALL，执行该指令的过程包括：首先把 PC的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送 PC ，使程序执行转向程序存储器中的中断地址区。
二、选择题：1、在中断服务程序中，至少应有一条（ D ）。
A、传送指令B、转移指令C、加法指令D、中断返回指令2、要使MCS-51能够响应定时器T1中断，串行接口中断，它的中断允许寄存器IE的内容应是（ A ）。
A、 98HB、 84HC、 42HD、 22H3、MCS-51响应中断时，下列哪种操作不会发生（ A ）A、保护现场B、保护PCC、找到中断入口D、保护PC转入中断入口4、MCS-51中断源有（ A ）A、 5个B、 2个C、 3个D、6个5、计算机在使用中断方式与外界交换信息时，保护现场的工作应该是（ C ）A、由CPU自动完成B、在中断响应中完成C、应由中断服务程序完成D、在主程序中完成6、MCS-51的中断允许触发器内容为83H，CPU将响应的中断请求是（ D ）。
A、 INT0，INT1B、 T0，T1C、 T1，串行接口D、 INT0，T07、若MCS-51中断源都编程为同级，当它们同时申请中断时，CPU首先响应（ B ）。
A、 INT1B、 INT0C、 T1D、T08、当CPU响应串行接口中断时，程序应转到（ C ）。
A、 0003HB、 0013HC、 0023HD、 0033H9、执行MOV IE，#03H后，MCS-51将响应的中断是（ D ）。
A、 1个B、 2个C、 3个D、0个10、外部中断1固定对应的中断入口地址为（ C ）。
第五章 汇编语言程序设计1、画图说明下列语句所分配的存储器空间及初始化的数据值。
难度：2(1) BYTE_VAR DB ‘BYTE’，12，-12H ，3 DUP(0，2 DUP(1，2)，7) (2) WORD_VAR DW 3 DUP(0，1，2)，7，-5，’BY’，’TE’，256H 答：（1） （2）07H BYTE_V AR 42H WORD_V AR 00H 00H 59H 00H FBH 54H 01H FFH 45H 00H 59H 0CH 02H 42H EEH 00H 45H 00H 00H 54H 01H 00H 56H 02H 01H 02H 01H 00H 02H 02H 07H 00H 00H 00H 01H 00H 02H 01H 01H 00H 02H 02H 07H 00H 00H 00H 01H 00H 02H 01H 01H 00H 02H 02H07H00H2、假设程序中的数据定义如下： PARTNO DW ?PNAME DB 16 DUP(?) COUNT DD ? PLENTH EQU $- PARTNO 问：PLENTH 的值为多少？他表示什么意义？ 答：PLENTH 的值为22，它表示当前已分配单元空间。
《微型计算机原理》第5章习题与解答3、有符号定义语句如下：难度：2BUF DB 1，2，3，’123’EBUF DB 0L EQU EBUF-BUF问：L的值是多少？答：L的值为6；4、假设成序中的数据定义如下：难度：2LNAME DB 30 DUP(?)ADDRESS DB 30 DUP(?)CITY DB 15 DUP(?)CODE_LIST DB 1,7,8,3,2(1)用一条MOV指令将LNAME的偏移地址存入BX。
(2)用一条指令将CODE_LIST的头两个字节的内容放入SI。
(3)写一条伪指令定义符使CODE_LENGTH的值等于 CODE_LIST域的实际长度。
第五章习题参考答案5-1 试判断图5-22所示集成运放电路的反馈类型。
a) b)图5-22题5-1的图答 （a ）F R 、1R ：引入串联电压负反馈。
（b ）F R 、1R ：引入了正反馈。
5-2 电路如图5-23所示，解答下列为题： 1）1F R 引入了何种反馈，其作用如何？ 2）2F R 引入了何种反馈，其作用如何？图5-23 题5-2图解 1)1F R 、3E R 引入的是直流电流并联负反馈。
其作用是稳定静态电流2E I 。
其稳定过程如下：↓↓→↓→↑→↑→↑→↑→2211122E B C C B E E I I U I I U I2)2F R 引入的是交、直流电压串联负反馈。
其作用是交流电压串联负反馈可改善放大器的性能，如提高电压放大倍数的稳定性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、展宽放大电路的通频带等。
由于是电压负反馈还可使反馈环路内的输出电阻降低)1(AF +倍。
由于是串联反馈可使反馈环路内的输入电阻增加)1(AF +倍。
2F R 引入的直流电压串联负反馈的作用是稳定静态电压2C U ，其稳定过程如下：↓↑→↑→↓→↓→↑→↑→2211112C C C C B E C U I U I I u U5-3 在图5-24所示的两级放大电路中，（1）那些是直流负反馈；（2）哪些是交流负反馈，并说明其类型；（3）如果F R 不接在T 2的集电极，而是接在C 2与L R 之间，两者有何不同？（4）如果F R 的另一端不是接在T 1的发射极，而是接在它的基极，有何不同，是否会变为正反馈？5-24 题5-3图解 1)1E R 、2E R 直流串联电流负反馈，F R 、1E R 直流电压串联负反馈。
2)F R 、1E R 交流电压串联负反馈。
3)如果F R 不接在T 2的集电极，而是接在C 2与L R 之间，则F R 、1E R 只有交流电压串联负反馈，没有直流反馈。
4)如果F R 的另一端不是接在T 1的发射极，而是接在它的基极，则变为正反馈。
第五章 二次型1．用非退化线性替换化下列二次型为标准形，并利用矩阵验算所得结果。
1）323121224x x x x x x ++-；2）23322221214422x x x x x x x ++++； 3）32312122216223x x x x x x x x -+--；4）423243418228x x x x x x x x +++； 5）434232413121x x x x x x x x x x x x +++++；6）4342324131212422212222442x x x x x x x x x x x x x x x ++++++++； 7）43322124232221222x x x x x x x x x x ++++++。
解 1）已知 ()323121321224,,x x x x x x x x x f ++-=， 先作非退化线性替换⎪⎩⎪⎨⎧=-=+=33212211yx y y x y y x （1）则()312221321444,,y y y y x x x f ++-=2223233121444y y y y y y ++-+-=()222333142y y y y ++--=， 再作非退化线性替换⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==+=33223112121zy z y z z y （2）则原二次型的标准形为()2322213214,,z z z x x x f ++-=，最后将（2）代入（1），可得非退化线性替换为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+-=++=333212321121212121z x z z z x z z z x （3）于是相应的替换矩阵为⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=100211212102110001021021100011011T ， 且有⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-='100040001AT T 。
2）已知()=321,,x x x f 23322221214422x x x x x x x ++++，由配方法可得()()()233222222121321442,,x x x x x x x x x x x f +++++=()()2322212x x x x +++=，于是可令⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=333222112xy x x y x x y ，则原二次型的标准形为()2221321,,y y x x x f +=，且非退化线性替换为⎪⎩⎪⎨⎧=-=+-=33322321122yx y y x y y y x ，相应的替换矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=100210211T ，且有⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--='000010001100210211420221011122011001AT T 。
习题
5.1 请根据图P5.1所示的状态表画出相应的状态图，其中X 为外部输入信号，Z 为外部输
出信号，A 、B 、C 、D 是时序电路的四种状态。
A B C D
D/1D/1D/1B/1
Q n+1/Z Q n
X
B/0C/0A/0C/0
01 A B C D
D/0C/0B/0B/1
Q n+1/Z Q n
X
B/0B/0C/0C/0
01
图P5.1 图P5.2
题5.1 解：
1/0 1/0
1/0 1/0 0/1
0/1
0/1
0/1
A
B
C
D
图 题解5.1
5.3 在图5.4所示RS 锁存器中，已知S 和R 端的波形如图P5.3所示，试画出Q 和Q 对应的输出
波形。
R S
图P5.3
题5.3 解：
5.5 在图5.10所示的门控D 锁存器中，已知C 和D 端的波形如图P5.5所示，试画出Q 和Q 对应
的输出波形。
图P5.5
题5.5 解：
图 题解5.5
5.7 已知主从RS 触发器的逻辑符号和CLK 、S 、R 端的波形如图P5.7所示，试画出Q 端
对应的波形（设触发器的初始状态为0）。
C 1Q Q
R
CLK 1R 1S (a)
CLK S R
(b)
Q
Q
图P5.7
题5.7 解：
CLK S R Q
5.9 图P5.9为由两个门控RS 锁存器构成的某种主从结构触发器，试分析该触发器逻辑功能，
要求：
（1）列出特性表； （2）写出特性方程； （3）画出状态转换图； （4）画出状态转换图。
图 题解5.9
题5.9 解：
（1）特性表为：CLK X Y Q n Q n+1 ×
× × 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1
× 0 1 0 1 0 1 0 1
Q n 0 1 0 0 1 1 1 0
（2） 特性方程为：
1n n n Q XQ YQ +=+
（3） 状态转换图为：
1
X=1Y=×
X=0Y=X=×Y=1
X=×Y=0
图 题解5.9（3）
（4）该电路是一个下降边沿有效的主从JK 触发器。
5.11 在图P5.11（a ）中，FF 1和FF 2均为负边沿型触发器，试根据P5.11（b ）所示CLK 和
X 信号波形，画出Q 1、Q 2的波形（设FF 1、FF 2的初始状态均为0）。
(a)
X
(b)
CLK
图P5.11
题5.11 解：
CLK X Q 1Q 2
图 题解5.11
5.13 试画出图P5.13所示电路在连续三个CLK 信号作用下Q 1及Q 2端的输出波形（设各触
发器的初始状态均为0）。
图P5.13
题5.13 解：
Q 1Q
图 题解5.13
5.15 试用边沿D 触发器构成边沿T 触发器。
题5.15 解：
D 触发器的特性方程为：D Q n =+1
T 触发器的特性方程为：n n Q T Q ⊕=+1
所以，n
Q T D ⊕=
5.17请分析图P5.17所示的电路，要求： （1）写出各触发器的驱动方程和输出方程； （2）写出各触发器的状态方程； （3）列出状态表； （4）画出状态转换图。
Z
图P5.17
题5.17 解： （1） 驱动方程为：
01n J X Q = 01K =；
10n J XQ = 1K X =；
输出方程为：1n
Z XQ =
（2） 各触发器的状态方程分别为：
1010n n n Q X Q Q +=； 1011n n n
n Q XQ Q XQ =+
（3） 状态表为：
（4X/Z
Q 1Q 0−−−→
0001
1/01/1
图 题解5.17（4）
5.19请分析图P5.19所示的电路，要求： （1）写出各触发器的驱动方程； （2）写出各触发器的状态方程； （3）列出状态表；
（4）画出状态转换图(要求画成Q 3Q 2Q 1→)。
图P5.19
题5.19 解： （1） 驱动方程为：
111==K J ；
n n Q Q J 132= n
Q K 12=；
n
n Q Q J 123=
n
Q K 13=；
（2） 各触发器的状态方程分别为：
n n Q Q 111=+；
n n n n n n Q Q Q Q Q Q 1212312+=+；
n
n n n n n Q Q Q Q Q Q 1312313+=+；
（3） 状态表为：
0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1
0 0 0
（4）状态转换图为：
000
001
321
Q Q Q 010
011
100
101
111
110
图 题解5.19（4）
5.21下图是某时序电路的状态图，该电路是由两个D 触发器FF 1和FF 0组成的，试求出这两
个触发器的输入信号D 1和D 0的表达式。
图中A 为输入变量。
图P5.21
题5.21 解：
A 0001010
1Q 1Q 0
101111×11D 1×A 0001010
0Q 1Q 0
101111×00D 0
×
图 题解5.21
所以，这两个触发器的输入信号D 1和D 0的表达式分别为：
110n n D A Q Q =++ 010n n D AQ AQ =+
5.23 试用JK 触发器和少量门设计一个模6可逆同步计数器。
计数器受X 输入信号控制，
当X=0时，计数器做加法计数；当X=1时，计数器做减法计数。
题5.23 解：
由题意可得如下的状态图和状态表：
分离12+n Q 、1
1+n Q 、10+n Q 的卡诺图，得
12+n Q
1
1
+n Q
1
+n Q
(
)()n
n n n n n n n n Q XQ Q X Q Q Q X Q Q X Q 2
002010112⋅++⋅+=+ ()()n n n n n n n n n Q XQ Q
X Q Q Q X Q
XQ Q 1
1
2
2
1
1⋅++⋅+=+
n
n Q Q 0
10=+ 所以，n
n
n
n
Q Q X Q Q X J 01012+= n
n n Q X Q X Q X K 0
002⊕=+= n
n
n
n
Q XQ Q Q X J 02021+= n
n n Q X Q X Q X K 0
001⊕=+= 100==K J 电路能自启动。
（图略） 注：答案不唯一。
