微型计算机控制技术课后答案及解析样本.doc

习题一1，微型计算机控制系统硬件由哪几某些构成？各某些作用是什么？答：CPU，接口电路及外部设备构成。 CPU，这是微型计算机控制系统核心，通过接口它可以向系统各个某些发出各种命令，同步对被控对象被控参数进行实时检测及解决。 接口电路，微机和生产对象之间进行信息互换桥梁和纽带。 外部设备：这是实现微机和外界进行信息互换设备2，微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各某些软件作用。答：软件是指可以完毕各种功能计算机程序总和。整个计算机系统动作，都是在软件指挥下协调进行，因而说软件是微机系统中枢神经。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专门用来使用和管理计算机程序。对顾客来说，系统软件只是作为开发应用软件工具，是不需要自己设计。2)应用软件:它是面向顾客自身程序，即指由顾客依照要解决实际问题而编写各种程序。3，惯用工业控制机有几种？它们各有什么用途？4，操作指引、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？答：(1)操作指引控制系统：在操作指引控制系统中，计算机输出不直接作用于生产对象，属于开环控制构造。计算机依照数学模型、控制算法对检测到生产过程参数进行解决，计算出各控制量应有较适当或最优数值，供操作员参照，这时计算机就起到了操作指引作用。(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种或各种被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测成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，使系统被控参数达到预定规定。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍一种应用形式。(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实际状况，由于在DDC系统中计算机只是代替模仿调节器进行控制，系统不能运营在最佳状态，而SCC系统不但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是操作指引控制系统和DDC系统综合与发展。5，阐明嵌入式系统与普通微型计算机扩展系统区别。答：嵌入式计算机普通没有原则硬件配备。嵌入式系统可采用各种类型解决器和解决器构造。软硬件协同设计采用统一工具描述，可合理划分系统软硬件，分派系统功能，在性能、成本、功耗等方面进行权衡折衷，获取更优化设计。嵌入式系统多为低功耗系统。简朴地说，就是嵌入式系统和微型计算机扩展原则不大同样。 6，PLC控制系统有什么特点？答：（1）可靠性高。由于PLC大都采用单片微型计算机，因而集成度高，再加上相应保护电路及自诊断功能，因而提高了系统可靠性。 （2）编程容易。PLC编程多采用继电器控制梯形图及命令语句，其数量比微型机指令要少得多，除中、高档PLC外，普通小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简朴，因而编程容易掌握、使用以便，甚至不需要计算机专门知识，就可进行编程。 （3）组合灵活。由于PLC采用积木式构造，顾客只需要简朴地组合，便可灵活地变化控制系统功能和规模，因而，可合用于任何控制系统。 （4）输入/输出功能模块齐全。PLC最大长处之一，是针对不同现场信号，均有相应模块可与工业现场器件直接连接，并通过总线与CPU主板连接。 （5）安装以便。与计算机系统相比，PLC安装既不需要专门机房，也不需要严格屏蔽。使用时只需把检测器件与执行机构和PLCI/O接口端子连接无误，便可正常工作。 （6）运营速度快。由于PLC控制是由程序控制执行，因而无论其可靠性还是运营速度，都是继电器逻辑控制无法相比。7，微型计算机控制系统与模仿控制系统相比有什么特点？答：1)构造上。模仿和数字部件混合系统。 2）具有模仿信号离散模仿、离散数字等各种信号。 3）需采用专门理论来分析和设计。即模仿调节规律离散化设计法和直接设计法。 4）便于实现复杂控制具备很大灵活性和适应性。 5）可实现多回路分时控制。 6）控制多功能性提高公司自动化限度分级控制、集散控制、生产管理等。 8，什么是现场总线系统？它有什么特点？答：现场总线控制系统FCS 核心是现场总线现场总线控制系统 是一种数字通信合同，是连接智能现场设备和自动化系统数字式、全分散、双向传播、多分支构造通信网络。 是控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术三者结合。 具备现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散功能模块、通信线供电、开放式互连网络等技术特点。 保证控制系统可以适应当前工业界对数字通信和自动控制需求，且使其与Internet网 互连构成不同层次复杂网络成为也许。代表了工业控制体系构造发展一种方向。9，将来控制系统发展趋势是什么？答：1）大力推广应用成熟先进技术 2）大力研究和发展智能控制系 3）嵌入式系统应用将更加进一步10，为什么说嵌入式微控制器是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最多一种微型计算机？答:嵌入式微控制器又称单片机。 1)为适应不同应用需求，一种系列单片机具备各种衍生产品，每种衍生产品解决器内核都是同样，不同是存储器和外设配备及封装。 2)和嵌入式微解决器相比，微控制器最大特点是单片化，体积小，功耗和成本低、可靠性高。 3)微控制器是当前嵌入式系统工业主流。11、 什么叫嵌入式系统？嵌入式系统与普通工业控制系统有什么区别？答：嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基本、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格规定专用计算机系统。12、 什么是物联网？为什么说“物联网给微型计算机控制技术”带来新、更大应用空间？答：物联网=互联网+传感器 该系统通过射频自动辨认（RFID）、红外感应器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息设备，按商定合同，把任何物品与互联网连接起来，进行信息互换和通讯，以实现智能化辨认、定位、跟踪、监控和管理一种网络。事实上它也是一种微型计算机控制系统，只但是更加庞大而已。13、 物联网终端由几某些构成？各某些作用是什么？答：物联网终端重要由外围接口模块、核心解决模块、网络通信模块及电源管理模块构成。 通过外围感知接口与传感设备连接，如RFID读卡器，红外感应器，环境传感器等，将这些传感设备数据进行读取并通过中央解决模块解决后，按照网络合同，通过外部通讯接口，如：GPRS模块、以太网接口、WIFI等方式发送到以太网指定中心解决平台。14、 FPGA是什么意思？它有什么特点？在微机控制系统和智能化仪器中有着如何影响？答：FPGA是指现场可编程门阵列 特点FPGA特点 （1）采用FPGA设计ASIC电路，顾客不需要投片生产，就能得到合用芯片。 （2）FPGA可做其他全定制或半定制ASIC电路中试样片。 （3）FPGA内部有丰富触发器和IO引脚。 （4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小器件之一。 （5）FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性最佳选取之一。 习题二1. 采样有几种办法？阐明它们之间区别？2. 采样周期愈小愈好吗？为什么？答：不是。若采样间隔太小（采样频率太高），则对定长时间记录来说其数字系列就很长，计算工作量迅速增大：如果数字序列长度一定，则只能解决很短时间历程，也许产生较大误差。3. 简述多路开关工作原理。4. 多路开关如何扩展？试用两个CD4097扩展成一种双16路输入和双2路输出系统，并阐明其工作原理。5. 试用CD4051设计一种32路模仿多路开关，规定画出电路图并阐明其工作原理。6. 采样-保持器有什么作用？试阐明保持电容大小对数据采集系统影响。答：采样保持器作用：A/D转换器完毕一次A/D转换总需要一定期间。在进行A/D转换时间内，但愿输入信号不再变化，以免导致转换误差。这样，就需要在A/D转换器之前加入采样保持器。保持电容对数据采集系统采样保持精度有很大影响。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。7. 在数据采样系统中，是不是所有输入通道都需要加采样-保持器，为什么？答：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，在容许A/D转换精度内，就不必再选用采样保持器。8. 采样频率高低对数字控制系统有什么影响？试举工业控制实例加以阐明。采样频率高低对数字控制系统有些影响，采样频率高，则对数据采集精确性增长，但采样频率高，会过多占用CPU时间和内存资源，采样频率高，对采集数据要进行实时分析和解决，CPU大某些时间用在数据采集分析解决上，影响了作其他事时间。采样频率要低，就有也许漏掉该采集数据没采到，数据实时分析就有也许不对的。9. A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用？10. A/D转换器转换原理有几种？它们各有什么特点和用途？答：并联比较型：电路规模庞大，转换速度最快，用在超高速A/D转换器中；主次渐进型：电路较小，速度不及并联比较型快，但较其她类型电路转换速度快多，用于集成A/D转换器中；双积分型：电路构造简朴，性能稳定可靠，抗干扰能力强，转换速度很低，用在低速系统；V-F变换型：调频信号具备很强抗干扰能力，低速，用于遥测、遥控系统中。11. 试阐明逐次逼近型A/D转换器转换原理。从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成模仿量送入比较器，称为 Vo，与送入比较器待转换模仿量Vi进行比较，若VoVi，该位1被保存，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为1，将寄存器中新数字量送D/A转换器，输出 Vo再与Vi比较，若VoVi，该位1被保存，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。转换结束后，将逐次逼近寄存器中数字量送入缓冲寄存器，得到数字量输出。逐次逼近操作过程是在一种控制电路控制下进行。12. 为什么高于8位D/A转换器与8位微型计算机计算机接口连接必要采用双缓冲方式？这种双缓冲工作与DAC0832双缓冲工作在接口上有什么不同？答：因素：数据要分两次或三次输入，双缓冲构造避免了产生虚假模仿量输出值。重要区别是 AD667 第一级由 3 个 4 位寄存器 构成。13. 串行A/D转换器有什么特点？24. 用8位DAC芯片构成双极性电压输出电路，其参照电压为5V+5V，求相应如下偏移码输出电压： （1）10000000；（2）01000000；（3）11111111；（4）00000001；（5）01111111；（6）11111110。答：解：VOUT1=-VREF. VOUT2=-(VREF+2VOUT1) （2） VOUT1=-VREF. =-1.25V+1.25V VOUT2=-(VREF+2VOUT1) =-2.5V+2.5V （6）VOUT1=-VREF. =-4.96+4.96V VOUT2=-(VREF+2VOUT1) =-4.92V+4.92V 25. DAC0832与CPU有几种连接方式？它们在硬件接口及软件程序设计方面有何不同？26. 试用DAC0832设计一种单缓冲D/A转换器，规定画出接口电路图，并编写出程序。27.试用8255AB口和DAC0832设计一种8位D/A转换接口电路，并编写出程序（设8255A地址为8000H8003H）。28. 设12位D/A转换器DAC1210与8031接口电路连接，如图2.42所示。（1）阐明电路控制原理。（2）设数据存储在DABUFF为首地址持续两个存储单元中，试编写一完毕D/A转换程序。29. 试用DAC0832芯片设计一种可以输出频率为50Hz脉冲波电路及程序。30. 试用13题电路设计出能产生三角波、梯形波和锯齿波程序。31. A/D转换器结束信号（设为EOC）有什么作用？依照该信号在I/O控制中连接方式，A/D转换有几种控制方式？它们各在接口电路和程序设计上有什么特点？32.设某12位A/D转换器输入电压为0+5V，求出当输入模仿量为下列值时输出数字量： （1）1.25V；（2）2V；（3）2.5V；（4）3.75V；（5）4V；（6）5V。（1）（4）33.某A/D转换电路如图2.43所示。 （1）试写出A/D转换器地址； （2）该电路采用什么控制方式？画出该种转换程序框图； （3）用8051汇编34. 将上述电路改成中断控制方式，试画出电路图并编写出程序。 35. 设被测温度变化范畴为01200，如果规定误差不超过0.4，应选用辨别率为多少位A/D转换器（设ADC辨别率和精度同样）。 36. 高于8位A/D转换器与8位I/O微型计算机及16位I/O微型计算机接口有什么区别？试以A/D574 A/D转换器为例加以阐明。 37.试编写完毕图2-29所示串行A/D转换程序。习题三1，键盘为什么要防止抖动？在计算机控制系统中如何实现防抖？答：由于机械触点弹性振动，按键在按下时不会立即稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开瞬间均会浮现一连串抖动，这称为按键抖动干扰。按键抖动会导致按一次键产生开关状态被CPU误读几次。为了使CPU能对的地读取按键状态，必要在按键闭合或断开时，消除产生前沿或后沿抖动。 去抖动办法有硬件办法和软件办法两种。硬件办法是设计一种滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键抖动时间。软件办法是指编制一段时间不不大于100ms延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确以为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动影响。2，在工业过程控制中，键盘有几种？它们各有什么特点和用途？答：(1) 编码键盘：能自动辨认按下键并产生相应代码，以并行/串行方式送给 CPU。 使用以便，接口简朴，响应速度快，但较贵。 (2) 非编码键盘：通过软件来拟定按键并计算键值。 价格便宜，因而得到了广泛应用。3，试阐明非编码键盘扫描办法、原理及键值计算办法。答：扫描原理：普通采用软件办法，逐行逐列检查键盘状态，当发既有键按下时，用计算 或查表方式得到该键键值。 扫描办法又分为程控扫描法、中断扫描法和定期扫描法。 键值计算办法：判断有无键按下，去除键抖动，判断是哪一种键按下，以求出闭合键键值， 拟定键值。4、编码键盘和非编码键盘有什么区别？在接口电路和软件设计区别？答：编码键盘能自动辨认按下键并产生相应代码，以并行或串行方式发送给CPU。它使用以便，接口简朴，响应速度快，但需要专门硬件电路。非编码键盘通过软件来拟定按键并计算键值。5、在计算机控制系统中，为什么有时采用复用键？复用键是如何实现？答：为了节约按键数量，因此采用复用键。可以采用设立上下档开关办法来构成复用键。6、什么叫重建？计算机如何解决重键？答：一次按键产生多次击键效果，这叫做重键。为排除重键影响，编制程序时，可以将键释放作为按键结束，等键释放电平后再转去执行相应功能。7. LED发光二极管构成段数码管显示屏，就其构造来讲有哪两种接法？不同接法对字符显示有什么影响？答：就其构造来讲有共阴极与共阳极两种接法。共阳极数码管8个发光二极管阳极连接在一起。普通公共阳极接高电平，普通接电源，其他管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路输出端为低电平时，则该端所连接字段导通并点亮，反之相应LED段码不亮。对于共阴极数码管则是高电平有效低电平无效。LED数码管显示屏共阴极接法是发光二极管阴极接地，当数码管笔划发光二极管阳极为高电平时该笔划被点亮。共阳极接法是发光二极管阳极接高电平，当数码管笔划发光二极管阴极为低电平时该笔划被点亮。8、多位LED显示屏显示办法有几种？它们各有什么特点？答：惯用显示办法有两种：一种为动态显示，一种为静态显示。动态显示运用人视觉暂留产生，长处是使用硬件少，因而价格低，线路简朴。但占用机时长。静态显示占用机时少，显示可靠，但是使用元件多，线路复杂。9、 无论动态显示还是静态显示，均有硬件译码和软件译码之分，这两种译码办法其段、位译码办法各有什么优缺陷？答：软件译码长处是电路简朴，但显示速度有所下降。硬件译码既能节约计算机时间并且程序设计简朴。10. LCD显示与LED显示原理有什么不同？这两种显示办法各有什么优缺陷？11.在LED显示中，硬件译码和软件译码主线区别是什么？如何实现？12、薄膜式开关长处？如何与单片机进行接口？答：色彩亮丽赏心悦目；文字阐明一目了然；形意图案更加使用以便；键体美观清秀；透明视窗画龙点睛。13、 大屏幕LED显示设计办法有几种？如何与单片机进行接口？14、 遥控键盘有什么长处？15、 遥控键盘分类有几种？简要阐明各自设计办法。27.试用8255AC口设计一种44=16键阵列，其中09为数字键，AF为功能键，采用查询方式，设计一接口电路，并编写键扫描程序。28.在题27中，如果规定AF各功能键均为双功能键，则其硬件、软件应如何设计？29. 在图3.13中，如果采用中断方式解决，阐明其接口电路及程序设计与查询办法有什么不同？30.某显示电路如图3.37所示，试回答下列问题：（1）阐明图中数码管应选用哪一种类型数码管？（2）该电路属于哪一种显示办法？（3）图中74LS47作用是什么？（4）设 Y1，Y2地址分别为60H和63H，要显示数据分别存储在DATABUF1和DATABUF2两个内存单元中，试设计出完整接口电路并编写一种完毕上述显示子程序。31. 运用8155，ADC0809设计一种8路数据采集系统，规定如下：（1）8155口地址为8100H8400H；（2）A/D转换采用查询方式；（3）把A/D转换成果显示在6位LED显示屏上，显示办法规定静态、软件译码方式，且第一位显示通道号，后4位显示采样值（规定小数点后边一位）。32. 33.34习题四1、工业控制系统中惯用报警方式有几种？举例阐明各自应用场合？答：声音 如电铃、电笛发出，蜂鸣器，集成电子音乐芯片；光 发光二极管或闪烁白炽灯等；语音报警，语音芯片；图形与声音混合报警，显示报警画面（如报警发生顺序、报警发生时间、报警回路编号、报警内容及次数等）。2、阐明硬件报警和软件报警实现办法，并比较其优缺陷？答：硬件报警：报警规定不通过程序比较得到，直接由传感器产生。 软件报警：将参数经传感器、变送器、模/数转换器送到计算机，再与规定上下限比较，依照比较成果进行解决。 事实上硬件报警是在软件报警基本上简化，即将警报信号提前至传感器那一环节，而不是需要送到计算机比较后才得出。3、光电隔离器有什么作用？答：将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连成系统，实现控制；并且可以屏蔽电磁干扰等某些不利因素，提高控制精度。总之，有耦合、隔离和开关作用。4、试阐明固态继电器控制和继电器控制有什么区别？答：在继电器控制中，采用电磁吸合方式，而固态继电器是带光电隔离无触点开关。5、 试阐明固态继电器、大功率场效应管开关及控制开关有什么区别？它们分别用在什么场合？6、阐明PWM调速系统工作原理。答：通过变化电机电枢电压接通时间与通电周期比值（即占空比）来控制电机速度。这种办法成为PWM。在脉冲作用下，当电机通电时，速度增长；电机断电时，速度减少。只要按一定规律变化通断电时间，电机转速即可得到控制。7、 什么是远程报警？远程报警核心技术是什么？18、某单片机数据采集系统如图4.49所示。设每个通道最大/最小容许值分别存储在MAX0MAX7以及MIN0MIN7 为地址内存单元中。试编写巡回检测程序，并将每个通道值与MAXi 和MINi 单元内容相比较，若不不大于MAXi，则上限报警，显示i Up；若下限报警则显示i Do（w）。若采样值正常，则显示i （其中i为通道号）（设8255端口地址为80008300H）。解：设8位D/A转换器DAC0832端口地址为7FFFH(P2.7=0) ，频率为50Hz即每隔20m输出一次脉冲波，需将数字量00H、FFH交替输出到DAC0832。电路图如下：示波器显示如下：程序如下： ORG 0000HMAIN： MOV A,#00H ;赋值 MOV TMOD,#01H ;采用模式1 MOV TH0,#0B1H ;赋初值 MOV TL0,#0E0H SETB TR0 ;启动定期器0LOOP： JNB TF0,$ ;等待中断 CLR TF0 ;计数器清零START：MOV DPTR,#7FFFH ;端口地址送DPTR MOVX DPTR,A ;送数据00H到端口 CPL A ;取反 MOV TH0,#0B1H ;重新赋初值 MOV TL0,#0E0H SJMP LOOP ;循环END19. 画图阐明小功率直流电机双向控制原理，并阐明如何实现正、反、滑行及刹车控制。20. 某电机控制系统如图4.50所示。（1）阐明图中光电隔离器4N25作用。（2）阐明图中电机控制原理。（3）画出电机控制程序流程图。（4）依照流程图编写出电机控制程序。21.试画出四相、六相步进电机正、反向通电顺序图。22.一步进电机控制系统接口电路如图4.51所示。（1）完毕图中8255A与8031接口设计；（2）试编写程序，使其能实现下列功能： 当S1 按下时，步进电机正向单三拍旋转2圈； 当S2 按下时，步进电机反向双三拍旋转1圈； 当S3 按下时，步进电机正向三相六拍旋转20步； 别的状况步进电机不转。23.设某步进电机为A，B，C，D四相，（1）画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍3种控制方式通电顺序图。（2）设A相控制电路如图4.52所示，其中8255A端口地址为0FCFFH0FFFFH。试用8255A位控方式写出使步进电机A相通电程序。（3）若A，B，C，D四相分别用P1.0P1.3控制，请在下表空格处填上恰当数。24. 在如图4.45所示步进电机控制系统中，若使步进电机速度为200转每秒，试编写出能完毕上述任务单三拍控制程序。25. 某三相步进电机控制电路如图4.53所示，（1）阐明图中光电隔离器4N25作用。（2）阐明图中R1，R2，R3 以及V1，V2，V3 作用。（3）画出三相步进电机所有各种方式通电顺序图。（4）假设用此电机带动一种滚动丝杠，每转动一周（正向）相对位移为4mm，试编写一移动8mm三相单三拍控制程序。习题七1. 工业控制程序构造有什么特点？答：2. 工业控制程序惯用语言有几种？它们分别应用在何种场合？答：3. 数字滤波与模仿滤波相比有什么优缺陷？答:无需增长任何硬件设备；系统可靠性高；多通道共享，减少成本；对频率很低信号进行滤波；使用灵活，以便。4、惯用数字滤波办法？它们各自有什么优缺陷？答：1、程序判断滤波:重要用于变化比较缓慢参数温度、物位等；2、中值滤波:中值滤波可以解决随机脉冲干扰(电网波动变送器暂时故障等)；3、算术平均值滤波:算术平均滤波重要用于对周期脉动采样值进行平滑加工，如压力、流量等；4、加权平均值滤波:加权平均值滤波适合于有脉动式干扰场合；5、滑动平均值滤波:采用滑动平均值滤波法，可加快平均滤波速度；6、RC低通数字滤波:变化比较慢参数，如温度；7、复合数字滤波:周期性脉动采样值进行平滑加工，可以解决随机脉冲干扰(电网波动变送器暂时故障等)。5、在程序判断滤波办法中，Y如何拟定，其值越大越好吗？答：程序判断滤波办法，便是依照生产经验，拟定出相邻两次采样信号之间也许浮现最大偏差 Y。 最大容许误差Y选用，Y太大，各种干扰信号将“乘机而入”，使系统误差增大；Y太小，又会使某些有用信号被“拒之门外”，使计算机采样效率变低。因而，门限值Y选用是非常重要。普通可依照经验数据获得，必要时，也可由实验得出。6、算术滤波、加权滤波、滑动滤波区别是什么?答：算术滤波事实上是求取采样值平均值；加权滤波则是在加权基本上求取平均值；滑动滤波则是每采一种新数据，计算一种新平均值。7、标度转换在工程上有什么意义？什么状况下使用标度转换程序？答：为进一步显示、记录、打印以及报警等，必要把这些数字量转换成不同单位，以便操作人员对生产过程进行监视和管理。这就是所谓标度变换。工程量实际值还需要通过一次变换，为了实现上述变换，可把它设计成专门工作程序，把各个不同参数所相应数字量放在存储器中，然后当某一参数进行标度变换时，只要调用标度变换子程序即可。8在微型计算机控制系统中，系统误差是如何产生？如何自动校正系统误差？9全自动校准与人工校准有什么区别？它们分别应用在什么场合？10、为什么采用量程自动转换技术？答：由于这样能使A/D转换器满量程信号达到均一化，因而大大提高测量精度。11 线性插值法有什么优缺陷？使用中分段与否越多越好？答：它是代数插值法中最简朴形式将非线性参量变为线性参量，使计算以便，在误差范畴内符合工程规定，缺陷是精度低。不是，分段多了，计算量比较大并且占用内存多。18.试依照公式（7-1）设计一种程序判断滤波程序。19某计算机控制系统，如图6.21 所示。用一种音频振荡器接在输入端，其数字滤波计算公式为：试编写一计算y(k)程序。抱负带通滤波器能通过所有不不大于f1 而不大于f2 频率，因而这个频率范畴称为通频带。它可以由一种抱负低通滤波器与一种抱负高通滤波器构成，设低通及高通滤波器数字表达式分别为：试求出计算Z（k）数字滤波公式，并编写程序。21某压力测量系统，其测量范畴为01 000mmH2O柱，经A/D转换后相应数字量为00FFH，试编写一标度变换子程序，使其能对该测量值进行标度变换。22某梯度炉温度变化范畴为01 600C，经温度变送器输出电压为15V，再经ADC0809转换，ADC0809输入范畴为05V，试计算当采样数值为9BH时，所相应梯度炉温度是多少？23简述PGA102集成可编程增益放大器原理。24用 用8086汇编语言编写出图6.13所示量程自动转换数字电表量程自动转换程序。25既有一微型计算机炉温控制系统。它温度检测元件为热电偶。由于此元件热电势与温度之间关系是非线性，这对于微型计算机采样、转换以及计算精度将会有一定影响。因而，必要对其进行非线性补偿，以便提高控制精度。通过一系列记录和计算，得到一种近似数学公式： 式中，V为热电偶输出值，单位为mV。依照此公式可得到两条折线，它与原函数曲线相近似（见图6.22）。在计算时，就用它来代替原函数，其误差满足工程规定，试编写出完毕上式计算源程序。26在1040范畴内温度控制系统中，惯用热敏电阻作为测温元件。若取1V5/128（约39mV）为单位，即7位数值中个位变化为1，则热敏电阻两端电压与温度T关系近似为： T=-0.761E+72.5试用汇编语言编写出一种读A/D（设0#通道）并计算温度定点子程序。计算成果存储在累加器中，如温度超过上述测温范畴，以进位为1返回，否则以0返回。习题八1.、在PID调节中，系数K,等各有什么作用？她们对调节品质有什么影响？答：系数Kp为比例系数，提高系数Kp可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，并且无止境提高系数Kp最后将导致系统不稳定。比例调节可以保证系统迅速性。系数Ki为积分常数，Ki越大积分作用越弱，积分调节器突出长处是，只要被调量存在误差，其输出调节作用便随时间不断加强，直到偏差为零。积分调节可以消除静差，提高控制精度。系数Kd为微分常数，kd越大，微分作用越强。微分调节重要用来加快系统响应速度，减小超调，克服震荡，消除系统惯性影响。2、在PID调节其中，积分项有什么作用？常规PID，积分分离与变速积分3中算法有什么区别和联系？答：积分项用于消除静差。 在常规PID调节中，由于系统执行机构线性范畴受到限制，当偏差较大时，会产生很大超调量，使系统不断震荡。为消除这一现象，积分分离法在控制量开始跟踪时，取消积分作用，直到被跳量接近给定值时，才产生积分作用。而变速积分则是变化积分项累加速度，使其与偏差大小相相应，偏差大时，积分作用弱，偏差小时，积分作用增强。变速积分和积分分离控制办法很类似，但调节方式不同。积分分离对积分项采用“开关”控制，而变速积分则是线性控制。3、在数字PID中，采样周期是如何拟定？它与哪些因素关于？对调节品质有何影响？答：一种是计算法，一种是经验法。因素：扰动频率高低；对象动态特性；执行机构类型；控制回路数；控制质量。 T太小，偏差信号也过小，计算机会失去调节作用；T过大，会引起误差。4、位置型PID和增量型PID有什么区别？她们各有什么优缺陷？答：（位置型需要历次偏差信号，而增量型只需一种增量信号即可。位置型计算繁琐，保存E占用诸多内存，控制不以便。增量型误动作小，易于实现手动/自动无扰动切换，不产生积分失控。但是缺陷在于积分截断效应大，溢出影响大。）区别：（1）位置式PID控制输出与整个过去状态关于，用到了误差累加值；而增量式PID输出只与当前拍和前两拍误差关于，因而位置式PID控制累积误差相对更大；（2）增量式PID控制输出是控制量增量，并无积分作用，因而该办法合用于执行机构带积分部件对象，如步进电机等，而位置式PID合用于执行机构不带积分部件对象，如电液伺服阀。（3）由于增量式PID输出是控制量增量，如果计算机浮现故障，误动作影响较小，而执行机构自身有记忆功能，可仍保持原位，不会严重影响系统工作，而位置式输出直接相应对象输出，因而对系统影响较大。位置型PID长处：增量型PID长处： (1)由于计算机输出增量，因此误动作影响小，必要时可用逻辑判断办法去掉；(2)增量设计只与本次偏差值关于，与阀门本来位置无关，因而增量算法易于实现手动自动无扰动切换。(3)不产生积分失控，因此容易获得较好调节品质。增量控制缺陷：(1)积分截断效应大，有静态误差；(2)溢出影响大。因而，应当依照被控对象实际状况加以选取。5、在自动调节系统中，正、反作用如何鉴定？在计算机中如何实现？答：输出量与被测量变化一致则为正，否之为反。计算机中两种办法：一是变化偏差公式实现，二是在PID运算之后，先将成果求补，再送到D/A转换器中转换，进而输出。6、在自动控制系统中，积分饱和现象是如何产生？在微型计算机控制系统中，如何消除饱和？答：是系统输出M(k)虽然不断上升，但由于控制量受到限制其增长速度减慢偏差E(k)将比正常状况下持续更长时间保持在正值而使式(8-14)中积分项有较大积累值。当输出超过给定值r(t)后开始浮现负偏差但由于积分项合计值很大还要通过相称一段时间之后，控制量P(t)才干脱离饱和区。这样就使系统输出浮现明显超调。重要有遇限削弱积分法、有效偏差法、积分分离法 遇限削弱积分法一旦控制量进入饱和区则停止进行增大积分运算。有效偏差法将相称于这一控制量偏差值作为有效偏差值进行积分而不是将实际偏差进行积分。7、在微型机自动控制系统中与否需要添加手动后援，为什么？答：需要。由于这是系统安全可靠运营重要保障。8、 采样周期大小对微型机控制系统有什么影响？18.已知某持续控制器传递函数为现用数字PID算法实现它，试写出其相应位置型和增量型PID算法输出表达式。设采样周期 T=0.2s。19. 已知，T=1s，规定：（1） 分别写出与，相相应增量型PID算法输出表达式。（2） 若用增量型PID算法程序（PIDIN）实现以上算法，问，在计算及时，和值是多少？习题十1. 在微型计算机控制系统设计时，如何选取硬件和软件？答：硬件和软件设计互相联系，互相影响，硬件和软件有一定互换性。用硬件完毕功能，速度比较快，节约CPU时间，但系统硬件比较复杂，价格比较贵，用软件实现功能，则比较经济，但要占用CPU时间，软件比较复杂，因而在详细设计时硬件、软件要同步进行并要重复权衡。2.在设计微型机控制系统总体方案时，重要考虑哪些问题？答：1）控制系统总方案拟定（1）选取检测元件（2）执行机构（3）输入/输出通道及外围设备（4）画出系统原理图2）微型计算机及接口选取（1）成品微型机系统（2）工业控制机（3）单片机系统3）控制算法选取（1）直接数字控制算法（2）数字PID算法4）控制系统硬件设计（1）存储器扩展（2）模仿量输入通道扩展（3）模仿量输出通道扩展（4）开关I/O接口设计（5）操作面板（6）系统速度匹配5）控制系统软件设计（1）软件，硬件折衷问题（2）系统资源（3）软件开发过程3.试阐明“分时采样，分时转换”与“同步采样，分时转换”两种多路模仿量输入通道区别和用途。4.多路模仿量输出通道有几种连接方式？在应用中各有什么特点？5.设计图10.10中译码器74LS138详细电路图（设地址分别为8000H、8400H、8800H、8C00H）。6.试分析图10.11编码键盘中当4号键按下时，BCD输出值和KEYSTROBE电平，并画出电路中电流流动方向图。7.采用DAC0832、运算放大器、CD4051与89C51单片机，设计一种8通道D/A输出系统，规定画出电路图并编写出程序。8.试用计数器T0和T1分别代替软件计数办法设计一种自动装箱控制系统，并编写出相应计数程序。9.依照图10.30，设计一种LED并行显示电路和子程序。10.依照图10.30，设计一种4X4矩阵键盘电路及编写解决程序。