微机控制系统与应用

1．8086微处理器指令队列长度为：2．8086CPU若在最小工作方式，下列控制信号在读/写总线周期怎样组合才能从存贮器中读出信息M/IO DT/R RD WR3．当RESET信号进入高电平状态后（即初始化状态），将使8086微处理器的哪个寄存器置成FFFFH4．8088/8086CPU的输入输出指令，它们的直接/间接寻址能力最大为8086CPU是在总线周期的哪个状态用地址锁存允许信号ALE来解决地址/数据线和地址/状态线的分时复用的6. ．用64K*4位芯片，组成512K*32位的存贮器模块，需要多少片64K*4的存贮器芯片7. 8088/8086微处理器中，标志寄存器共有状态标志和控制标志几位(6-状态、3-控制)8. 8088/8086CPU是用哪个控制信号来解决地址/数据、地址/状态线的分时复用的（ALE）9. CPU与接口之间数据传送，是以什么形式进行的（并行）10. 8086CPU的基本总线周期可分为几个时钟周期（4）11. 用64K*1位的RAM芯片构成128KB的存贮器，需要个RAM芯片。

设计算机系统为20位地址线，采用全译码方法，需要作为片外地址译码。

12. 在微型计算机系统中，CPU 与外设数据常用的三种传送控制方式（条件、中断、DMA）13. 8086微处理器设计成两个独立的功能部件，它们分别为（EU、BIU）。

14. 当8088/8086 CPU的工作方式引脚MN/MX 接+5V电源时，则8088/8086CPU工作于（最），当MN/ MX接地时，则8088/8086CPU 工作在（最大）15. 8086微处理器中，共有16位寄存器数为（14-A-D、BP SP SI DI IP FR DS SS CS ES）16. 名词解释及简答题：时钟周期、指令周期、总线周期；计算机接口技术、物理地址、逻辑地址、接口的基本功能；17 8088/8086 CPU的20位物理地址是怎样形成的当CS=2300H，IP=0110H时，求它的物理地址。

第3章：机电一体化技术与系统中微型计算机控制系统及接口设计 3.1 控制系统的一般设计思路3.1.1专用与通用、硬件与软件的权衡与抉择1. 专用与通用的抉择 专用控制系统：适合于大批量生产的而且较成熟的机电一体化产品。

通用控制系统：适合还在不断改进，结构还不十分稳定的产品。

2. 硬件与软件的权衡根据经济性和可靠性的标准权衡决定。

例：分立元件组成硬件------软件 利用LSI 芯片组成电路-----软件3.1.2 控制系统的一般设计思路 设计步骤为：确定系统整体控制方案；确定控制算法；选用微型计算机；系统总体设计；软件设计等。

1、确定系统整体控制方案（1）应了解被控对象的控制要求，构思控制系统的整体方案。

（2）考虑执行元件采用何种方式。

（3）要考虑是否有特殊控制要求。

（4）考虑微机在整个控制系统中的作用，是设定计算、直接控制还是数据处理，微机应承担哪些任务，为完成这些任务，微机应具备哪些功能，需要哪些输入/输出通道、配备哪些外围设备。

（5）应初步估算其成本。

2、确定控制算法建立该系统的数学模型，确定其控制算法。

数学模型：就是系统动态特性的数学表达式。

它反映了系统输入、内部状态和输出之间的数量和逻辑关系。

控制算法：所谓计算机控制，就是按照规定的控制算法进行控制，因此，控制算法的正确与否直接影响控制系统的品质，甚至决定整个系统的成败。

例如：机床控制中常使用的逐点比较法的控制算法和数字积分法的控制算法；直线算法：a a xy yx F -= 或K x y T T ee Y X==∆∆ 圆弧算法：222R Y X F i i i -+= 或yxT T Y X =∆∆ 直接数字控制系统中常用的PID 调节的控制算法；位置数字伺服系统中常用的实现最少拍控制的控制算法；另外，还有各种最优控制的控制算法、随机控制和自适应控制的控制算法。

3、选择微型计算机 （1）较完善的中断系统 （2）足够的存储容量（3）完备的输入／输出通道和实时时钟（4）特殊要求：字长、速度、指令4、系统总体设计设计中主要考虑硬件与软件功能的分配与协调、接口设计、通道设计、操作控制台设计、可靠性设计等问题。

微型计算机控制技术复习题答案1.微型计算机控制系统有哪些？Pg4答：操作指导控制系统，直接数字控制系统，计算机监督系统，嵌入式系统，物联网系统，现场总线控制系统。

2.常用的工业控制机有几种？它们各有什么作用？Pg11答：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。

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。

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。

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。

3.A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用？答：A/D的作用主要是把传感器检测到的模拟电信号转换为数字电信号，方便用于单片机中进行处理。

D/A的作用，在单片机处理完毕的数字量，有时需要转换为模拟信号输出，D/A的作用正是用于把数字信号转换为模拟信号。

4.LED数码管的显示方法有哪两种？各有什么特点？Pg81多位LED有两种显示方法：动态显示和静态显示。

动态显示使用的硬件少，价格低，线路简单，但是占用机时长。

静态显示使用元件多，线路复杂，但是显示占用机时少，显示可靠。

5.在人机接口技术中，键盘设计需解决的问题有哪些？如何实现防抖？Pg55答：按键的确认，中键与连击的处理，按键防抖动技术。

防抖可以用两种方法1.硬件防抖：滤波防抖电路，双稳态防抖电路2.软件防抖6.算术平均滤波的具体方案是怎样？该滤波方法主要适用于什么情况？Pg248答：算术平均值滤波是要寻找一个Y（k），使该值与各采样值间误差的平方和为最小，即：，求得其中-第k次N个采样值的算术平均值；-第i次采样值；N-采样次数。

由此可见：算术平均值滤波的实质就是把一个采样周期内的N次采样值相加，然后把所得的数除以采样次数N，得到周期的采样值。

习题一1，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:CPU，接口电路及外部设备组成。

CPU,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.接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

外部设备:这是实现微机和外界进行信息交换的设备2，微型计算机控制系统软件有什么作用?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1)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。

2)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？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:在操作指导控制系统中，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，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。

(2)直接数字控制系统(DDC系统）:DDC（Direct Digital Control)系统就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。

DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。

（3)计算机监督控制系统(SCC系统）：SCC(Supervisory Computer Control）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。

一.填空题01．________由中央处理器、存储器、输入/输出接口和总线组成。

02．微机系统中，有四级(或四层)总线，分别是片内总线、片总线、内总线和________。

03.与十进制数2006等值的十六进制数是________，与十六进制数AC04H等值的十进制数是________。

04．设[X]补=10101010B，则用8位二进制数表示的[X81]补的值是________B；若[X]补=00110101B，则[-2X]补=________B。

05．字符串‘Win98’的ASCII代码是________。

06．8086/8088的地址空间最多可分为________个逻辑段。

07.一个数据的有效地址EA = 1234H，且DS =5678H，则该数据在内存中的物理地址是________，该数据段的首末单元的物理地址是________。

08．若当前堆栈指针SP指向2006H单元，则向堆栈中压入5个字的内容后，SP应指向________。

09．若8086/8088 CPU引脚状态是M/IO=1，RD=1，WR=0，则此时执行的操作是________。

10．一台8微机的地址总线为16条，其RAM存储器容量为16KB，首地址为2000H，且地址是连续的，则可用的最高地址是________。

11．某中断类型号是20H，则中断向量地址是________。

12．某微机中断级联系统中，共采用3片8259A可编程中断控制器，则该系统最多可管理________级中断源。

13．某微机系统采用一块8253芯片，时钟频率为1MHz。

若要求通道0工作于方式3，输出的方波周期为0.5ms，则时间常数应设定为________，通道控制字应设定为________。

14．一个串行字符由一个起始位，7个数据位，一个奇偶效验位和一个停止位构成，若每秒传送240个字符，则数据传送的波特率是________，传送每位信息所占用的时间是________。

FL-D-200电梯微机控制器使用说明书Shanghai FLY Electronics CO.,LTD.FDAA-W-SM2007 年4月28日Elevator Controller绪言FL-D-200电梯控制系统是我公司推出的智能化更高,功能更强,调试与维护更方便的高技术产品.它除了具有一般电梯控制系统的基本功能外,在系统参数设置,电梯功能选择, 电梯调试与维护,现场适应能力等各方面有独到之处.本系统的基本控制方式为串行通讯与变频调速;可满足电梯楼层32层以下,电梯速度小于2.5米/秒,包括永磁同步电机在内的各种电梯电机的控制要求.FL-D-200型电梯电脑控制器的主板的核心芯片是国际著名工业用单片机制造商FUJITSU的内部具有16位处理器的高端产品,集成度,可靠性堪称世界一流;输入,输出全光耦隔离,避免了干扰信号的串入;软件设计充分体现了功能齐备,参数设置界面层次分明, 调试及故障诊断信息充分;强大的软件容错功能,可以进一步加强系统可靠性.使电梯故障判断有的放矢,真正使该电梯控制系统做到了高性能与可靠性的完美统一,高水平与实用性的完美统一,高科技与应用简便的完美统一.警告用户在使用本系统时应严格按照国家电梯标准的要求进行作业,并且详细阅读本系统所使用的《变频器》说明书.上述文件中涉及人身安全的部分均作为本系统对使用者的警告. 注意说明书中的符号与框图可能有更改,用户应以随机原理图为准.2目录绪言第一章:控制系统的功能 31.1 基本功能 31.2 特殊功能 41.3 安全保护功能 5第二章:控制系统的组成与安装 62.1 控制系统的组成 62.2 主控制板FL-D-200A 72.2.1 主控制板FL-D-200A的外型 72.2.2 主控制板FL-D-200A各端口说明 82.3轿厢板FL-D-200B 92.3.1 轿厢板的外型 102.3.2 轿厢板FL-D-200B的端口定义 102.3.3 轿厢板的安装与连线 122.3.4 内选扩展板FL-D-200C的外型及端口说明 122.4呼梯及显示单元FL-D-200D 132.4.1 呼梯及显示单元的外型 132.4.2 呼梯及显示单元的安装与设置 132.5门区开关与门区桥板的安装 152.6 上,下端站开关的安装 15第三章:液晶界面操作及参数说明 173.1概述 173.2 液晶显示主界面及按键说明 173.3 液晶界面操作流程 183.4 用户菜单及参数说明 19第四章:系统的调试与运行 244.1 通电前的检查 244.2 通电和检查 244.3 系统参数设定 254.4 慢车试运行 254.5井道自学习 254.6 快车试运行 264.7 电梯舒适感调整- 264.8端站安装位置的确认 28第五章:保养及维护 285.1 日常保养及维护 295.2 定期维护 295.3 微机控制器的存贮 305.4 微机控制器的保修 30附录1: 安川G7变频器参数设置表 31附录2: 安川CIMR-L7B变频器参数设置表 33附录3:故障代码及说明 35附录4:FL-D-200系统原理图附录4:元件代号说明第一章控制系统的功能1.1 基本功能1.1.1 检修运行系统具有三个检修开关.优先级别由高至低分别为:轿顶检修开关,轿内检修开关,控制柜检修开关. 优先级别高的检修开关置位后,优先级别低的检修开关将不起作用.将系统设置为检修状态后,按检修上行,下行按钮,电梯会以检修速度向上或向下运行,松开按钮后停止.系统在检修状态时开关门为点动方式.按检修上行,下行按钮时,电梯会自动以点动方式关门.1.1.2 自动运行(无司机运行)将控制柜上的检修/正常开关设置为"正常",轿厢板上的司机/自动开关设置为"自动",在另外两个检修开关没有动作的情况下,电梯将工作在自动状态.登记外呼梯信号按照顺向近程截车,反向远程截车的原则运行;平层停车后自动开门,延时一段时间(可以通过"开门等待时间"设置)后自动关门,如果自动关门时间未到,也可按手动关门按钮提前关门;本层呼梯自动开门;所有登记指令服务完毕后,电梯将自动延时返回待梯层.1.1.3 有司机运行将控制柜上的检修/正常开关设置为"正常",轿厢板上的司机/自动开关设置为"司机",在另外两个检修开关没有动作的情况下,电梯将工作在司机状态.在司机状态下,系统只登记内选信号.如有外呼信号,轿厢板内对应层的内选灯闪动;顺向外呼自动截车;平层停车后自动开门,但不自动关门,须由司机按动关门按钮.1.1.4 上电自动开门每次电梯上电,如轿厢正在门区,轿门将自动打开.1.1.5 自动关门延时设置自动运行时,电梯到站自动开门,延时后自动关门.延时时间通过"开门等待时间"参数设定.注:开门保护时间必须大于"开门等待时间+开门时间"1.1.6 本层呼梯开门如电梯未起动且门已关上或正在关闭,按本层呼梯,轿门自动打开.延时时间通过"开门等待时间"参数设定.1.1.7 安全触板或光幕保护关门时安全触板或光幕动作,关门动作马上停止,开门后重新关门;如安全触板或光幕动作不消除则不关门.1.1.8 满载直驶及超载不关门若电梯装有称重装置 ,满载时电梯只响应内选,不响应外呼.如电梯超载,则电梯门打开,超载灯亮,蜂鸣器响,液晶显示器显示"超载"并且关门按钮无效,超载消除后自动恢复正常.1.1.9 司机控制直驶有司机状态运行时,按下直驶按钮则电梯只响应内选,不响应外呼.上海孚奈电子电梯控制器FL-D-200使用说明书V0.0041.1.10 运行状态显示电梯运行的状态,方向,所处楼层,轿门的状态,负载状况及故障等信息可通过液晶显示器显示.1.1.11 自动开关照明根据设定时间内电梯无人使用,轿厢内照明将自动熄灭.接到任何召呼命令后自动打开.1.1.12 消防消防开关闭合后系统进入消防运行:系统将清除所有外呼及内选信号,自动返回消防基站,常开门. 如电梯正在反方向运行,则就近停车不开门返回消防基站,常开门.当电梯返回消防基站后,输出消防联动信号. 当为消防状态时:1.外呼梯失效.2.电梯在消防层时处于开门状态.当需要运行时,消防人员应首先选中目的楼层的内指令,然后按住关门按钮,直至门关好电梯运行.如在门关好前松开,电梯立即开门.3.当电梯到达目的楼层不自动开门,需按住开门按钮开门.松开开门按钮,门立即关闭.4.每次运行只能选定一个目的楼层.按下一个轿厢内呼可以消除上一个轿厢内呼信号.1.1.13 故障时自动靠站如果电梯运行时在非门区发生故障,那么在安全回路接通,门锁接触器闭合及变频器工作正常的条件下,液晶屏显示相应故障代码,电梯在完成本次运行后,自动开门,停止运行.1.1.14锁梯关闭电锁后,电梯进入锁梯状态:若此时电梯正在运行且已有内选登记,则电梯不再响应任何外呼梯, 将所登记的内选服务完毕后自动返回锁梯层(可设置);若无内选登记,则电梯直接返回锁梯层.返回锁梯层后,电梯开关门一次,5秒钟后,液晶屏显示"锁梯 ",电梯自动切断轿内照明,不再响应任何内选及外呼.若关闭电锁时电梯处于检修状态,则电梯不能自动返回锁梯层.电梯处于锁梯状态时,CPU始终处在工作状态.一旦打开电锁,电梯会立即退出锁梯状态, 投入正常运行.1.2 特殊功能1.2.1 井道参数自学习通过自学习运行,系统将测出各楼层的门区位置及井道开关位置的数据,并永久保存.1.2.5 重复关门若执行关门指令后,在规定的时间(关门保护时间)内门联锁回路没有接通,则电梯重新开门后再关门.若如此反复达到"关门保护次数"时,门联锁回路仍未接通则停梯待修,并在显示单元给出相应的故障显示.1.2.6 机房选层可通过液晶显示器的操作,进行电梯的内选登记.1.2.8 待梯层的任意设定所谓待梯层即当电梯在无司机状态下,并且在一定时间内既无内选也无外呼服务,电梯自动运行到待命层站.注意:待梯层只能设置一个楼层.1.2.9 楼层显示字符的任意设定可通过液晶显示器的操作,任意设置各楼层的显示字符.(英文字母或有符号的数字)1.2.10 延时关门设置电梯须配有延时关门按钮.在无司机状态下,开门后按下此按钮,则本次电梯自动开门保持时间延长为设置的开门延长时间.此功能一般在病床电梯或货梯上使用.1.2.11贯通门控制司机状态下,可通过对贯通门选择开关,控制前后门在相应楼层的正确开,关动作.在无司机状态下,进入参数设置"门机系统菜单"下的各子菜单,可通过修改参数值来选择各楼层的前后门开,关情况.1.2.13 电梯故障及诊断当电梯运行发生故障时,系统能自动诊断出故障产生的原因,并在液晶显示屏上显示故障信息.同时, 还可将最近10次故障发生的时间,类型及故障楼层等信息保存在"故障"菜单中以供维修人员查看.故障代码参见附录.1.2.14 应急运行在参数设置"功能菜单""应急运行"下将其值设为1时,进入应急运行模式.此时系统将屏蔽故障E1(停车时抱闸触点粘连),E2(运行中抱闸触点粘连)和E4(停车时运行触点粘连).此功能只可作为短期观察时使用,不可长期使用.1.3 安全保护功能1.3.1 安全回路保护安全回路断开,电梯将立刻停止运行.1.3.2 门联锁保护全部门联锁都闭合,电梯方能运行.如运行中门联锁断开或抖动,电梯将停止运行.1.3.3 运行接触器触。

微机控制课后答案【篇一：微机控制技术复习题(部分参考答案)】8位d/a转换器的分辩率是2、数字调节器与模拟调节器相比更能实现控制规律。

3、计算机具有分时控制能力，可实现多回路控制。

4、为了实现最少拍有波纹控制，闭环脉冲传递函数?(z)中应包含g(z)的上和单位圆外零点，为了实现最少拍无波纹控制，闭环脉冲传递函数?(z)中应包含g(z) 的5、按最少拍原则设计的系统是6、最少拍无波纹与最少拍有波纹系统相比其闭环脉冲传递函数?(z)中z一些，调整时间要长一些。

7、大林把这种控制量以”。

?1的阶次要高u(z)与r(z)间的脉冲传递函数表达式中，8、分析结果表明：包含有z平面单位圆内近-1的负实数极点，则会产生振铃现象。

9、如果按大林提出的简单修正算法来防止振铃现象，则对系统的稳态输出但对系统的动态性能有影响。

10、数字控制器的模拟化设计法是在采样周期期的变化对系统性能影响不大的条件下使用的。

11、数字量输出保持一般有两种方案，一种是输出通路设置一个d/a转换器的结构形式（数字量保持方案），一种是多个输出通路公用一个d/a转换器的结构式（模拟量保持方案），前者与后者相比d/a转换器使用数量多。

12、常用的a/d转换器有计数器式，双积分式，逐次逼近式。

13、为了消除稳态误差，?e(z)的表达式中须含有因式补充填空题：1、常用的i/o控制方式是程序控制方式，中断控制方式，直接存储器存取方式。

2、微型计算机控制系统中解决中断优先级的办法是，专用硬件方式。

3、满足实时控制要求的使用条件是外围设备的最短响应时间。

4、最短响应时间是某台设备相应两次请求服务的最短间隔时间。

5、i/o接口的编址方式为，6、提高cpu总线驱动能力是因为当负载过重时，各信号线的电平就会偏离正常值，‘0’电凭偏高活‘1’电平偏低，造成系统工作不稳定，不可靠，靠干扰能力差，严重时甚至损坏器件。

7、输入端采样保持器与输出端模拟保持器相比，原理是，但前者保持时间，而后者长。

微机控制技术第⼆章第⼆章: 过程输⼊通道与接⼝输⼊输出接⼝技术——研究微处理器和外部设备之间信息交换的技术。

外界的各种数据和信息通过输⼊设备送到微处理器，⽽微处理器将计算结果或控制信号输出外部设备，以便显⽰、打印或实现各种控制。

外部设备品种很多，有机械式的、机电式的或电⼦式的等，其原理也多种多样，各不相同。

它们在与微机系统交换信息时，往往存在着速度不匹配、数据类型不⼀样等问题，为了解决这些问题，必须设计⼀套介于主机和外部设备之间的控制逻辑部件，这就是所谓输⼊输出接⼝或简称接⼝。

I／O通道（过程通道）：是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

⼀、接⼝、通道及其功能(⼀)I／O接⼝电路I／O接⼝电路也简称接⼝电路。

它是主机和外围设备之间交换信息的连接部件(电路)。

或是主机和外围设备之间的信息交换的桥梁。

(⼆)I／O通道I／O通道(过程通道):是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。

给计算机提供被控对象的各种物理参数的通道称为信号的输⼊通路。

传输计算机控制命令作⽤于被控对象的通道称为信号的输出通路。

反映(或作⽤于)⽣产过程⼯况的信号既有模拟量，也有数字量(或开关量),可是计算机识别数字信号。

所以输⼊和输出通路的主要功能就是实现模拟量与数字量之间的信号变换。

本章学习⽬的:解决微型计算机和外部的连接问题，使计算机和外部构成⼀个整体，能正确、可靠、⾼效率的交换信息，这是设计⼀个微机控制系统必须解决的基本问题。

⼆、I／O信号的种类外部设备与CPU之间交换信息，如图2—1所⽰，通常有三类信息。

(1)数据信息图2—1在微型机中，数据通常为8位或16位，它可以分为以下三种：1)数字量: 由键盘、光电输⼊机、卡⽚机等读⼊的信息⼀般是以⼆进制形式表⽰的数或以ASCII码表⽰的数或字符。

2)模拟量: 当微处理器⽤于实时控制时，⼤量的现场信息经过传感器把⾮电量转换成的电量以及执⾏机构所能接受的控制量。

3)开关量: 这些变量只有开和关两个状态，通常⽤⼀位⼆进制数来表⽰。

第二节微机控制的点火系统的组成与原理微机控制的点火系是70年代末开始使用无触点点火装置后的又一重大进展，其最大的成功在于实现了点火提前角的自动控制，即可根据发动机的工况对点火提前角进行适时控制。

因而可获得混合气的最佳燃烧，从而能最大限度的改善发动机的高速性能，提高其动力性、经济性，减少排气污染。

而普通的无触点点火系采用机械方式调整点火时刻，因为机械装置本身的局限性，无法保证在各种状况下点火提前角均处于最佳。

此外，由于分电器中的运动部件的磨损，又会导致驱动部件松旷，影响点火提前角的稳定性和均匀性。

全电子点火系则可完全避免此类现象产生。

在微机控制的点火系统中，点火控制包括点火提前角的控制、通电时间控制和爆燃控制等三个方面，并具有以下特点:1)在所有的工况及各种环境条件下，均可自动获得理想的点火提前角，从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最佳。

2)在整个工作范围内，均可对点火线圈的导通时间进行控制。

从而使线圈中存储的点火能量保持恒定不变，提高了点火的可靠性，可有效地减少能源消耗，防止线圈过热二此外，该系统可很容易实现在整个工作范围内提供稀薄燃烧所需恒定点火能量的目标。

3)采用闭环控制技术后，可使点火提前角控制在刚好不发生爆燃的状态，以此获得较高的燃烧效率，有利于发动机各种性能的提高。

微机控制的点火系统一般由电源、传感器、电子控制系统(ECU)、点火控制模块、分电器、火花塞等组成，如图5-1所示。

l）电源一般由蓄电池和发电机共同组成，可供给点火系统所需的点火能量。

2)点火线圈能将点火瞬间所需的能量存储在线圈的磁场中，还可将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿点火的15 --- 20kV高压电。

3)分电器可根据发动机的工作时序，将点火线圈产生的高压电依次送到各缸火花基。

4)火花塞将具有一定能量的电火花引人气缸，点燃气缸内的混合气。

5)传感器主要用于检测发动机各种运行参数的变化，为ECU提供点火提前角的控制依据。

设计要求：设计要求：（1） 利用8253定时，8259中断及8255输出实现交通灯模拟控制。

（2） 实现能自动控制和手动控制。

实现能自动控制和手动控制。

（3） 实现能随时可以调整自动模式的绿灯和红灯时间和红灯时间1 1 设计目的设计目的电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。

交通灯能保证行人过马路的安全交通灯能保证行人过马路的安全,,控制交通状况等优点受到人们的欢迎，在很多场合得到了广泛的应用。

多场合得到了广泛的应用。

交通灯是采用计算机通过编写汇编语言程序控制的。

红灯停，绿灯行的交通规则。

广泛用于十字路口广泛用于十字路口,,车站车站, , , 码头等公共场所码头等公共场所码头等公共场所,,成为人们出行生活中不可少的必需品成为人们出行生活中不可少的必需品,,由于计算机技术的成熟与广泛应用计算机技术的成熟与广泛应用,,使得交通灯的功能多样化的功能多样化,,远远超过老式交通灯远远超过老式交通灯, , , 交通交通灯的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了交通灯的功能。

诸如闪烁警示、鸣笛警示，时间程序自动控制、倒计时显示，所有这些，都是以计算机为基础的。

还可以根据主、次干道的交通状况的不同任意设置各自的不同的通行时间。

或者给红绿色盲声音警示的人性化设计。

现在的交通灯系统很多都增加了智能控制环节，比如对闯红灯的车辆进行拍照。

当某方向红灯亮时，此时相应的传感器开始工作，当有车辆通过时，照相机就把车辆拍下。

辆通过时，照相机就把车辆拍下。

要将交通灯系统产品化，应该根据客户不同的需求进行不同的设计，应该在程序中增加一些可以人为改变的参数，以便客户根据不同的需要随时调节交通灯。

因此，研究交通灯及扩大其应用，有着非常现实的意义。

义。

2 2 设计内容设计内容交通灯控制系统交通灯控制系统利用8253定时器、8255等接口，设计一电路，模拟十字路口交通灯控制。

试述HXN3型机车微机网络控制系统技术提升摘要：HXN3型电力机车微机网络控制系统是在原HXD3B型机车微机网络控制系统的基础上，增加了多功能计算机网络控制单元和与机车故障诊断、机车辅助设备（如IGBT逆变器、电动制动机等）和辅助设备的电气接口电路，采用了多功能计算机网络控制系统与机车故障诊断、辅助设备的电气接口电路。

为适应电力机车技术的发展，对微机网络控制系统进行了技术提升，使其性能得到更大提高。

关键词：HXN3型机车；微机网络；控制系统；技术提升HXN3型电力机车是中国铁路的主力牵引机车之一，也是目前中国最大的电力机车系列产品。

该系列电力机车采用了具有完全自主知识产权的微机网络控制系统，该系统以微机为核心，采用基于双网冗余的控制方式，通过机车通信总线，将车载信息数据传输至地面计算机网络控制系统，再通过地面计算机网络传输至司机室显示终端。

该系统具有良好的可靠性、可扩展性和易于维护等特点。

目前，HXN3型电力机车采用的微机网络控制系统是由北京铁路局北京机务段机车运用二队研制。

该系统于2003年获得国家科学技术进步二等奖，为我国铁路运输提供了更先进的牵引设备。

近年来随着铁路运输技术和设备的发展，原有的微机网络控制系统已不能满足现代铁路运输要求。

因此，对该系统进行了技术提升改造。

HXN3型电力机车微机网络控制系统于2009年获得国家科学技术进步二等奖，由北京机务段机车运用二队对该系统进行技术提升改造后，其性能得到更大提高。

1.机车运行过程中的主要控制功能HXN3型电力机车在运行过程中主要以牵引、制动、辅助功能为主。

牵引控制主要是控制机车的牵引力和制动力，使机车按照司机的指令运行，同时完成机车运行的速度控制、加速度控制、制动系统的能量回收及制动方式转换等。

其中，牵引控制包括以下几个方面：（1）牵引和制动过程中，根据司机给定的列车运行速度曲线和列车实际速度曲线，以牵引/制动特性曲线为依据，控制机车进行牵引和制动运行。

一、 填空题：1、8位D/A 转换器的分辩率是 满刻度值/2^8 。

2、数字调节器与模拟调节器相比更能实现 复杂 控制规律。

3、计算机具有 分时 控制能力，可实现多回路控制。

4、为了实现最少拍有波纹控制，闭环脉冲传递函数)(Z Φ中应包含)(Z G 的 所有单位圆上和单位圆外 零点，为了实现最少拍无波纹控制， 闭环脉冲传递函数)(Z Φ中应包含)(Z G 的 所有 零点。

5、按最少拍原则设计的系统是 时间 最优系统。

6、最少拍无波纹与最少拍有波纹系统相比其闭环脉冲传递函数)(Z Φ中1-Z的阶次要 高一些，调整时间要 长 一些。

7、大林把这种控制量以 1/2 的采样频率振荡的现象称为“ 振铃 ”。

8、分析结果表明：)(Z U 与)(Z R 间的脉冲传递函数表达式中，包含有Z 平面单位圆内 接近-1 的负实数极点，则会产生 振铃现象 。

9、如果按大林提出的简单修正算法来防止振铃现象，则对系统的稳态输出 无 影响，但对系统的动态性能 有 影响。

10、数字控制器的模拟化设计法是在采样周期 必须足够小，除必须满足采样定例外采样周期的变化对系统性能影响不大 的条件下使用的。

11、数字量输出保持一般有两种方案，一种是 输出通路设置一个D/A 转换器的结构形式（数字量保持方案） ，一种是 多个输出通路公用一个D/A 转换器的结构式（模拟量保持方案） ，前者与后者相比D/A 转换器 使用数量多 。

12、常用的A/D 转换器有 计数器式 ， 双积分式 ， 逐次逼近式 。

13、为了消除稳态误差，)(Z e Φ的表达式中须含有因式 (1-z^-1)^q 。

补充填空题：1、常用的I/O 控制方式是 程序控制方式 ， 中断控制方式 ，直接存储器存取方式 。

2、微型计算机控制系统中解决中断优先级的办法是 软件查询方式 ， 雏菊链法 ， 专用硬件方式 。

3、满足实时控制要求的使用条件是 所有外围设备的服务时间的总和必须小于或等于任意外围设备的最短响应时间 。

第一章1.说明嵌入式系统与一般微型计算机扩展系统的区别。

嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多数使用EPROM、EEPROM或闪存作为存储介质；嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件和应用程序。

嵌入式系统功耗低、可靠性高、功能强大、性价比高、实时性强、支持多任务、占用空间小、效率高；面向特定应用，可根据需要灵活定制。

2.PLC控制系统有什么特点？可靠性高、编程容易、组合灵活、输入/输出功能模块齐全、安装方便、运行速度快。

3.微型计算机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点？（1）结构上，微型计算机是模拟和数字部件的混合系统。

（2）微型计算机含有，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。

（4）计算机控制系统，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）计算机系统的控制多功能性，提高企业的自动化程度，分级控制，集散控制，生产管理等。

4.什么叫嵌入式系统?与一般的工业控制系统有什么区别？嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能。

可靠性、成本体积。

功耗要求严格的专用计算机系统。

第二章1.简述多路开关的原理？即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转换器系统中，完成多到一的转换2．多路开关如何扩展？试用两个CD4097扩展成一个双16路输出和双2路输出系统，说明其工作原理。

3. 试用CD4051设计一个32路模拟多路开关，画出电路图并说明其工作原理。

4. 采样-保持器有什么作用？说明保持电容大小对数据采集系统的影响。

A/D转换器完一次A/D转换总需要一定的时间，在进行A/D转换时间内，希望数据信号不再变化，以免造成误差。

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。