微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課后答案

1、習(xí)題一習(xí)題一1，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？答：CPU，接口電路及外部設(shè)備組成。CPU，這是微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心，通過接口它可以向系統(tǒng)的各個(gè)部分發(fā)出各種命令，同時(shí)對(duì)被控對(duì)象的被控參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及處理。接口電路，微機(jī)和生產(chǎn)對(duì)象之間進(jìn)行信息交換的橋梁和紐帶。外部設(shè)備：這是實(shí)現(xiàn)微機(jī)和外界進(jìn)行信息交換的設(shè)備2，微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件有什么作用？說

2、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？說出各部分軟件的作用。答：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(duì)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。2)應(yīng)用軟件:它是面向用戶本身的程序，即指由用戶根據(jù)

3、要解決的實(shí)際問題而編寫的各種程序。3，常用工業(yè)控制機(jī)有幾種？它們各有什么用途？，常用工業(yè)控制機(jī)有幾種？它們各有什么用途？4，操作指導(dǎo)、操作指導(dǎo)、DDC和SCC系統(tǒng)工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？系統(tǒng)工作原理如何？它們之間有何區(qū)別和聯(lián)系？答：(1)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)：在操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸出不直接作用于生產(chǎn)對(duì)象，屬于開環(huán)控制結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)根據(jù)數(shù)學(xué)模型、控制算法對(duì)檢測(cè)到的生產(chǎn)過程參數(shù)進(jìn)行處理，計(jì)算出各控制量應(yīng)有的較合適或最優(yōu)的數(shù)

4、值，供操作員參考，這時(shí)計(jì)算機(jī)就起到了操作指導(dǎo)的作用。(2)直接數(shù)字控制系統(tǒng)(DDC系統(tǒng))：DDC(DirectDigitalControl)系統(tǒng)就是通過檢測(cè)元件對(duì)一個(gè)或多個(gè)被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)，經(jīng)輸入通道送給微機(jī)，微機(jī)將檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較，再進(jìn)行控制運(yùn)算，然后通過輸出通道控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達(dá)到預(yù)定的要求。DDC系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是微機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)過程中最普遍的一種應(yīng)用形式。(3)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCC系統(tǒng))：SCC(S

5、upervisyComputerControl)系統(tǒng)比DDC系統(tǒng)更接近生產(chǎn)變化的實(shí)際情況，因?yàn)樵贒DC系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)只是代替模擬調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，系統(tǒng)不能運(yùn)行在最佳狀態(tài)，而SCC系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行給定值控制，并且還可以進(jìn)行順序控制、最優(yōu)控制以及自適應(yīng)控制等SCC是操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和DDC系統(tǒng)的綜合與發(fā)展。5，說明嵌入式系統(tǒng)與一般微型計(jì)算機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)的區(qū)別。，說明嵌入式系統(tǒng)與一般微型計(jì)算機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)的區(qū)別。答：嵌入式計(jì)算機(jī)一般沒有標(biāo)準(zhǔn)的硬件配置。嵌

6、入式系統(tǒng)可采用多種類型的處理器和處理器結(jié)構(gòu)。軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一的工具描述，可合理劃分系統(tǒng)軟硬件，分配系統(tǒng)功能，在性能、成本、功耗等方面進(jìn)行權(quán)衡折衷，獲取更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。嵌入式系統(tǒng)多為低功耗系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說，就是嵌入式系統(tǒng)和微型計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不大一樣。6，PLC控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？答：（1）可靠性高。由于PLC大都采用單片微型計(jì)算機(jī)，因而集成度高，再加上相應(yīng)的保護(hù)電路及自診斷功能，因而提高了系統(tǒng)的可靠性。（2）編程容

7、易。PLC的編程多采用繼電器控制梯形圖及命令語(yǔ)句，其數(shù)量比微型機(jī)指令要少得多，除中、高檔PLC外，一般的小型PLC只有16條左右。由于梯形圖形象而簡(jiǎn)單，因而編程容易掌握、使用方便，甚至不需要計(jì)算機(jī)專門知識(shí)，就可進(jìn)行編程。（3）組合靈活。由于PLC采用積木式結(jié)構(gòu)，用戶只需要簡(jiǎn)單地組合，便可靈活地改變控制系統(tǒng)的功能和規(guī)模，因此，可適用于任何控制系統(tǒng)。來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上它也是一種

8、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，只不過更加龐大而已。13、物聯(lián)網(wǎng)終端由幾部分組成？各部分的作用是什么？物聯(lián)網(wǎng)終端由幾部分組成？各部分的作用是什么？答：物聯(lián)網(wǎng)終端主要由外圍接口模塊、核心處理模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊及電源管理模塊組成。通過外圍感知接口與傳感設(shè)備連接，如RFID讀卡器，紅外感應(yīng)器，環(huán)境傳感器等，將這些傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并通過中央處理模塊處理后，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過外部通訊接口，如：GPRS模塊、以太網(wǎng)接口、WIFI等方式發(fā)送到以太網(wǎng)的指定中

9、心處理平臺(tái)。14、FPGA是什么意思？它有什么特點(diǎn)？是什么意思？它有什么特點(diǎn)？在微機(jī)控制系統(tǒng)和智能化儀器中有著怎樣的影在微機(jī)控制系統(tǒng)和智能化儀器中有著怎樣的影響？響？答：FPGA是指現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列特點(diǎn)FPGA的特點(diǎn)（1）采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路，用戶不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。（2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。（3）FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。（4）FPGA是ASIC電路中設(shè)計(jì)周期最短

10、、開發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險(xiǎn)最小的器件之一。（5）FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容?？梢哉f，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。習(xí)題二習(xí)題二1.采樣有幾種方法？說明它們之間的區(qū)別？采樣有幾種方法？說明它們之間的區(qū)別？2.采樣周期愈小愈好嗎？為什么？采樣周期愈小愈好嗎？為什么？答：不是。若采樣間隔太小（采樣頻率太高），則對(duì)定長(zhǎng)的時(shí)間記錄來說其數(shù)字系列就很長(zhǎng)，計(jì)算工作量迅速增大：如果數(shù)

11、字序列長(zhǎng)度一定，則只能處理很短的時(shí)間歷程，可能產(chǎn)生較大的誤差。3.簡(jiǎn)述多路開關(guān)的工作原理。簡(jiǎn)述多路開關(guān)的工作原理。4.多路開關(guān)如何擴(kuò)展？試用兩個(gè)多路開關(guān)如何擴(kuò)展？試用兩個(gè)CD4097擴(kuò)展成一個(gè)雙擴(kuò)展成一個(gè)雙16路輸入和雙路輸入和雙2路輸出系統(tǒng)，并路輸出系統(tǒng)，并說明其工作原理。說明其工作原理。5.試用試用CD4051設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)一個(gè)32路模擬多路開關(guān)，要求畫出電路圖并說明其工作原理。路模擬多路開關(guān)，要求畫出電路圖并說明其工作原理。6.采樣

12、采樣保持器有什么作用？試說明保持電容的大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。保持器有什么作用？試說明保持電容的大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。答：采樣保持器的作用：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。保持電容對(duì)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(duì)輸入信號(hào)的跟隨特性好，但在保持

13、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。7.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？保持器，為什么？答：不是，對(duì)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。8.采樣頻率的高低對(duì)數(shù)字控制系統(tǒng)有什么影響？試舉工業(yè)