計(jì)算機(jī)控制答案

1、1第一章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述習(xí)題及參考答案1.1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程是怎樣的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程是怎樣的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程可歸納為以下三個(gè)步驟：(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測，并輸入給計(jì)算機(jī)。(2)實(shí)時(shí)決策：對采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律，決定下一步的控制過程。(3)實(shí)時(shí)控制：根據(jù)決策，適時(shí)地對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。2.2.實(shí)時(shí)、在線方式和離線方式的含義是什么？實(shí)時(shí)、

2、在線方式和離線方式的含義是什么？(1)實(shí)時(shí)：所謂“實(shí)時(shí)”，是指信號(hào)的輸入、計(jì)算和輸出都是在一定時(shí)間范圍內(nèi)完成的，即計(jì)算機(jī)對輸入信息以足夠快的速度進(jìn)行處理，并在一定的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)并進(jìn)行控制，超出了這個(gè)時(shí)間就會(huì)失去控制時(shí)機(jī)，控制也就失去了意義。(2)“在線”方式：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果生產(chǎn)過程設(shè)備直接與計(jì)算機(jī)連接，生產(chǎn)過程直接受計(jì)算機(jī)的控制，就叫做“聯(lián)機(jī)”方式或“在線”方式。(3)“離線”方式：若生產(chǎn)過程設(shè)備不直接與計(jì)算機(jī)相連接，其工作

3、不直接受計(jì)算機(jī)的控制，而是通過中間記錄介質(zhì)，靠人進(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)操作的方式，則叫做“脫機(jī)”方式或“離線”方式。3.3.微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？由四部分組成。圖1.1微機(jī)控制系統(tǒng)組成框圖(1)主機(jī)：(2)輸入輸出通道(3)外部設(shè)備(4)檢測與執(zhí)行機(jī)構(gòu)4.4.微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件有什么作用？說出各部分軟件的作用。微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件有什么作用

4、？說出各部分軟件的作用。軟件是指能夠完成各種功能的計(jì)算機(jī)程序的總和。整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作，都是在軟件的指揮下協(xié)調(diào)進(jìn)行的，因此說軟件是微機(jī)系統(tǒng)的中樞神經(jīng)。就功能來分，軟件可分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫。(1)系統(tǒng)軟件：它是由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者提供的專門用來使用和管理計(jì)算機(jī)的程序。對用戶來說，系統(tǒng)軟件只是作為開發(fā)應(yīng)用軟件的工具，是不需要自己設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)軟件包括：a.操作系統(tǒng)：即為管理程序、磁盤操作系統(tǒng)程序、監(jiān)控程序等；b.診斷系統(tǒng)：指的是調(diào)節(jié)程

5、序及故障診斷程序；c.開發(fā)系統(tǒng)：包括各種程序設(shè)計(jì)語言、語言處理程序(編譯程序)、服務(wù)程序(裝配程序和編輯程序)、模擬主系統(tǒng)(系統(tǒng)模擬、仿真、移植軟件)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等；d.信息處理：指文字翻譯、企業(yè)管理等。3(3)采樣保持器：AD轉(zhuǎn)換器完成一次AD轉(zhuǎn)換總需要一定的時(shí)間。在進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣，就需要在AD轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。(4)AD轉(zhuǎn)換器：模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，能

6、夠完成這一任務(wù)的器件，稱為之模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AnalogDigitalConverter，簡稱AD轉(zhuǎn)換器或ADC)。6.6.對理想多路開關(guān)的要求是什么？對理想多路開關(guān)的要求是什么？理想的多路開關(guān)其開路電阻為無窮大，其接通時(shí)的導(dǎo)通電阻為零。此外，還希望切換速度快、噪音小、壽命長、工作可靠。7.7.采樣保持器有什么作用？試說明保持電容的大小對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。采樣保持器有什么作用？試說明保持電容的大小對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。采樣保持器的作用：A

7、D轉(zhuǎn)換器完成一次AD轉(zhuǎn)換總需要一定的時(shí)間。在進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，希望輸入信號(hào)不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣，就需要在AD轉(zhuǎn)換器之前加入采樣保持器。保持電容對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采樣保持的精度有很大影響。保持電容值小，則采樣狀態(tài)時(shí)充電時(shí)間常數(shù)小，即保持電容充電快，輸出對輸入信號(hào)的跟隨特性好，但在保持狀態(tài)時(shí)放電時(shí)間常數(shù)也小，即保持電容放電快，故保持性能差；反之，保持電容值大，保持性能好，但跟隨特性差。8.8.在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，是不是所有的輸入通道

8、都需要加采樣保持器？為什么？在數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，是不是所有的輸入通道都需要加采樣保持器？為什么？不是，對于輸入信號(hào)變化很慢，如溫度信號(hào)；或者AD轉(zhuǎn)換時(shí)間較快，使得在AD轉(zhuǎn)換期間輸入信號(hào)變化很小，在允許的AD轉(zhuǎn)換精度內(nèi)，就不必再選用采樣保持器。9.AD9.AD轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號(hào)有什么作用？根據(jù)該信號(hào)在轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號(hào)有什么作用？根據(jù)該信號(hào)在IOIO控制中的連接方式，控制中的連接方式，ADAD轉(zhuǎn)換有幾種控制方式？它們在接口電路和程序設(shè)計(jì)上有什么

9、特轉(zhuǎn)換有幾種控制方式？它們在接口電路和程序設(shè)計(jì)上有什么特點(diǎn)？點(diǎn)？AD轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號(hào)的作用是用以判斷本次AD轉(zhuǎn)換是否完成。常見的AD轉(zhuǎn)換有以下幾種控制方式，各自特點(diǎn)如下?延時(shí)等待法:EOC可不和IO口連接，程序設(shè)計(jì)時(shí)，延時(shí)大于ADC轉(zhuǎn)換時(shí)間后，取數(shù)據(jù)。?保持等待法:EOC與READY相連EOC無效時(shí)自動(dòng)插入等待狀態(tài)。直至EOC有效時(shí)，取數(shù)據(jù)。?查詢法:EOC可以和任意IO口連接，程序設(shè)計(jì)時(shí)，反復(fù)判斷EOC是否有效，直至EOC有效時(shí)，取數(shù)

10、據(jù)。?中斷響應(yīng)法:EOC與外部中斷相連，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后發(fā)中斷申請?jiān)谥袛喾?wù)程序中取數(shù)據(jù)。10.10.設(shè)被測溫度變化范圍為設(shè)被測溫度變化范圍為0oC~12001200oCC如果要求誤差不超過如果要求誤差不超過0.40.4oCC應(yīng)選用分辨為多少位的應(yīng)選用分辨為多少位的ADAD轉(zhuǎn)換器？轉(zhuǎn)換器？選擇依據(jù)：124.0120012log?????????n11.11.設(shè)計(jì)出設(shè)計(jì)出8路模擬量采集系統(tǒng)。請畫出接口電路原理圖，并編寫相應(yīng)的路模擬量采集系統(tǒng)

11、。請畫出接口電路原理圖，并編寫相應(yīng)的8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。本例給出用8031、DAC0809設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)例。把采樣轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量按序存于片內(nèi)RAM的30H~37H單元中。采樣完一遍后停止采集。其數(shù)據(jù)采集的初始化程序和中斷服務(wù)程序如下：初始化程序：MOVR0，#30H；設(shè)立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針MOVR2，#08H；設(shè)置8路采樣計(jì)數(shù)值SETBIT0；設(shè)置外部中斷0為邊沿觸發(fā)方式SETBEA；CPU開放中斷SETB

12、EX0；允許外部中斷0中斷MOVDPTR，#FEF8H；送入口地址并指向IN0LOOP：MOVX@DPTR，A；啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，A的值無意義HERE：SJMPHERE；等待中斷中斷服務(wù)程序：MOVXA，@DPTR；讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量MOV@R0，A；存入片內(nèi)RAM單元INCDPTR；指向下一模擬通道INCR0；指向下一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元DJNZR2，INT0；8路未轉(zhuǎn)換完，則繼續(xù)CLREA；已轉(zhuǎn)換完，則關(guān)中斷CLREX0；禁止外部中斷0中斷R