2022年微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第二版課后習(xí)題答案獨(dú)立整理版-潘新民

1、第二章6 采樣 - 保持器有什么作用？說明保持電容大小對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。答：為了提高模擬量輸入信號(hào)的頻率范圍，以適應(yīng)某些隨時(shí)間變化較快的信號(hào)的要求，可采用帶有保持電路的采樣器，即采樣保持器。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- 保持器，為什么？答：并不是所有的模擬量輸入通道都需要采樣保持器的，因?yàn)椴蓸颖３制魇菫榱朔乐乖?a/

2、d 轉(zhuǎn)換之前信號(hào)就發(fā)生了變化， 致使 a/d轉(zhuǎn)換的結(jié)果出錯(cuò)， 所以只要 a/d 轉(zhuǎn)換的時(shí)間比信號(hào)變化的時(shí)間短就不需要。8 采樣頻率的高低對(duì)數(shù)字控制系統(tǒng)有什么影響？舉出工業(yè)控制實(shí)例加以說明？9 a/d 和 d/a 轉(zhuǎn)換器在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中有什么作用？答：答： a/d 的作用主要是把傳感器檢測(cè)到的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào)，方便用于單片機(jī)中進(jìn)行處理。d/a 的作用，在單片機(jī)處理完畢的數(shù)字量，有時(shí)需要轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出， d/a 的作用正是用于把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。10 a/d 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換原理有幾種？他們各有什么特點(diǎn)和用途？答：逐次逼近型，分辨率高，誤差較低，轉(zhuǎn)換速度快，應(yīng)用十分廣泛；雙積分

3、型：性能比較穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，電路較簡(jiǎn)單，工作速度低，多用于對(duì)轉(zhuǎn)換精度要求較高，對(duì)轉(zhuǎn)換速度要不高的場(chǎng)合，如數(shù)字電壓表等檢測(cè)儀器中，用的十分普遍。 并聯(lián)比較型：轉(zhuǎn)換速度快，精度高，但使用的比較器和觸發(fā)器多，適用于速度高，精度要求不高的場(chǎng)合。11 說明逐次逼近型a/d 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理。答：開始轉(zhuǎn)換以后， 時(shí)鐘信號(hào)首先將寄存器的最高有效位置為1， 使輸出數(shù)字為100 0，這個(gè)數(shù)碼被d/a 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓u0，送到比較器中并與比較電壓u1比較，若u0u1,將高位的1 清除；若 u0u1 ，將最高位保留。然后，按同樣的方法把次高位置成1，并且經(jīng)過比較確定這個(gè)1 是否保留。這樣

4、逐位比較下去一直到最低位為止。12 為什么高于8 位的 d/a 轉(zhuǎn)換器與8 為微型計(jì)算機(jī)的接口必須采用雙緩沖方式？這種雙緩沖工作與dac0832的雙緩沖工作在接口上有什么不同？答：在要求分辨率較高的場(chǎng)合，采用的d a 轉(zhuǎn)換器常常大于8 位。而常用的微機(jī)多采用 8 位數(shù)據(jù)線。此時(shí)若采用單緩沖的工作方式，將高位和低位分為兩個(gè)地址的數(shù)據(jù)鎖存器，則在向它送數(shù)據(jù)時(shí)，由于高位和低位送數(shù)據(jù)的時(shí)間差，將引起輸出電壓產(chǎn)生毛刺 。為保證da 轉(zhuǎn)換器的高位數(shù)據(jù)與低位數(shù)據(jù)同時(shí)送入，通常采用雙緩沖的工作方式，將高位與低位的數(shù)據(jù)分別送入各自的輸入寄存器，然后再將它們同時(shí)送輸入dac 寄存器中，使輸出發(fā)生變化。精品學(xué)習(xí)資料

5、 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -高于 8 位的 d/a 轉(zhuǎn)換器與8 位數(shù)據(jù)線的cpu相連時(shí)，將高8 位數(shù)據(jù)輸入線與cpu的數(shù)據(jù)總線相連， 而低 4 位的數(shù)據(jù)輸入線與高8 位輸入線中的高4 位并連。采用雙緩沖工作模式。而 dac0832 的雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到dac寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。13 串行

6、 a/d 轉(zhuǎn)換器有什么特點(diǎn)？答：與同位數(shù)并行a/d 轉(zhuǎn)換器精度一樣，但大大降低了成本，節(jié)約微型計(jì)算機(jī)i/o 口。25 dac0832 與 cpu有幾種連接方式？他們?cè)谟布涌诩败浖绦蛟O(shè)計(jì)方面有何不同？答：?jiǎn)尉彌_ ,雙緩沖 ,直通，(1) 單緩沖80c51p2.7p0wrcsxferwr1wr2ilevcc+5v-+rfbvodac0832iout1iout21k1m di0di7dgndvss1/4lm324vref-5v程序：mov dptr,#7fffh mov a,#data movx dptr,a （2）雙緩沖程序：start： mov dptr ，#0fdffh ；建立 d/a 轉(zhuǎn)

7、換器地址指針mov a，#nnh ；待轉(zhuǎn)換的數(shù)字量送a movx dptr，a ；輸出 d/a 轉(zhuǎn)換數(shù)字量inc dph ；求第二級(jí)地址movx dptr ，a ；完成 d/a 轉(zhuǎn)換（3）直通ile 接 5v，cs、wr1、wr2 、xfer 均接地。26 試用 dac0832設(shè)計(jì)一個(gè)單緩沖的d/a 轉(zhuǎn)換器，畫出接口電路，編寫程序。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 16 頁 -

8、- - - - - - - -27 試用 8255a的 b口和 dac0832設(shè)計(jì)一個(gè)8 位 d/a 裝換接口電路，并編寫程序。28 29 30 33 34略31 a/d 轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號(hào)（設(shè)為eoc ）有什么作用？根據(jù)該信號(hào)在i/o 控制中的連接方式，a/d 轉(zhuǎn)換有幾種控制方式？他們各在接口電路和程序設(shè)計(jì)上有什么特點(diǎn)？32 設(shè)某 12 位 a/d 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓為0-5v，求出當(dāng)輸入模擬量為下列值輸出的數(shù)字量1.25v ：0100 0000 0000 2v ：0110 0110 0110 2.5v： 1000 0000 0000 3.75v : 1100 0000 0000 4v : 11

9、00 1100 1100 5v: 1111 1111 1111 33.33. 某 a/d轉(zhuǎn)換電路如圖示（1）。寫出 a/d 轉(zhuǎn)換器的地址。（2）。該電路采用什么控制方式？畫出該種轉(zhuǎn)換的程序流程。（3）。用 8051 單片機(jī)匯編語言寫出完成上述轉(zhuǎn)換的程序。解：（1） a/d 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)地址是7a00h 讀轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的地址7a00h a/d轉(zhuǎn)換讀數(shù)據(jù)的地址是7b00h. 8255端口 a地址是 7800h 8255端口 b地址是 7900h 8255端口 c地址是 7a00h, 8255 控制口地址是 7b00h 8255的 pb口設(shè)定為輸入，讀取a/d轉(zhuǎn)換值，pc4-pc7為輸出，作為 a/d

10、 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)信號(hào)（啟動(dòng)脈沖）。pc0-pc3為輸入，可以讀取eoc, 查詢是否轉(zhuǎn)換結(jié)束， pc3=1轉(zhuǎn)換結(jié)束， pc3=0，正在轉(zhuǎn)換。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -（2）該電路采用查詢方式讀數(shù)據(jù)。35 設(shè)被測(cè)溫度變化范圍為0 1200，如果要求誤差不超過0.4 ，應(yīng)用分辨率為多少位的 a/d 轉(zhuǎn)換器？（設(shè)adc的分辨率和精度一樣）精

11、品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -解：假設(shè)采用n 位的 a/d 轉(zhuǎn)換器，則a/d 的分辨率為n21，則基于溫度的分辨率應(yīng)該滿足4.0120021n30002n因 n 只能是整數(shù)，取n=12 應(yīng)選用分辨率為12 位的 a/d 轉(zhuǎn)換器36 高于 8 位的 a/d 轉(zhuǎn)換器與8位 i/o 的微型計(jì)算機(jī)及16 位 i/o 的微型計(jì)算機(jī)接口有什么區(qū)別

12、？試以ad574a為例加以說明。37 編程第三章1、鍵盤為什么防止抖動(dòng)?在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)防抖？為了使 cpu 對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次，從而保證系統(tǒng)正常工作，所以必須防止抖動(dòng)？硬件防抖有濾波防抖電路和雙穩(wěn)態(tài)防抖電路，還可以采用軟件防抖法，即軟件延遲。2、在工業(yè)過程控制中，鍵盤有幾種? 它們各有什么特點(diǎn)和用途? 答：從功能上分：數(shù)字鍵和功能鍵（數(shù)字鍵用于數(shù)字的輸入；功能鍵用于功能轉(zhuǎn)換）從結(jié)構(gòu)上分：非編碼鍵盤通過軟件識(shí)別按鍵；編碼鍵盤通過硬件識(shí)別按鍵3、試說明非編碼鍵盤掃描原理及鍵值計(jì)算方法。答：掃描原理：通常采用軟件的方法，逐行逐列檢查鍵盤狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，用計(jì)算或查表的方式得到

13、該鍵的鍵值。掃描方法又分為程控掃描法、中斷掃描法和定時(shí)掃描法。鍵值計(jì)算方法： 判斷有無鍵按下，去除鍵抖動(dòng)， 判斷是哪一個(gè)鍵按下，以求出閉合鍵的鍵值，確定鍵值4、編碼鍵盤和非編碼鍵盤有什么區(qū)別？在接口電路和軟件設(shè)計(jì)的區(qū)別？編碼鍵盤能自動(dòng)識(shí)別按下的鍵并產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，以并行或串行方式發(fā)送給cpu。它使用方便， 接口簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，但需要專門的硬件電路。非編碼鍵盤通過軟件來確定按鍵并計(jì)算鍵值。5、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為什么有時(shí)采用復(fù)用鍵？復(fù)用鍵是如何實(shí)現(xiàn)的？為了節(jié)省按鍵的數(shù)量，所以采用復(fù)用鍵?？梢圆捎迷O(shè)置上下檔開關(guān)的措施來構(gòu)成復(fù)用鍵。6、什么叫重建？計(jì)算機(jī)如何處理重鍵？一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵的效果，

14、這叫做重鍵。 為排除重鍵的影響，編制程序時(shí)，可以將鍵的釋放作為按鍵的結(jié)束，等鍵釋放電平后再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的功能。8、多位 led 顯示器顯示方法有幾種？它們各有什么特點(diǎn)？常用的顯示方法有兩種：一種為動(dòng)態(tài)顯示，一種為靜態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示利用人的視覺暫留產(chǎn)生，優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，因而價(jià)格低，線路簡(jiǎn)單。但占用的機(jī)時(shí)長(zhǎng)。靜態(tài)顯示占用機(jī)時(shí)少，顯示可靠，但是使用元件多，線路復(fù)雜。 9、硬件譯碼和軟件譯碼各有何優(yōu)缺點(diǎn)？軟件譯碼優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，但顯示速度有所下降。硬件譯碼既能節(jié)省計(jì)算機(jī)的時(shí)間，而且程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。11：在 led 顯示中，硬件譯碼和軟件譯碼的根本區(qū)別是什么？如何實(shí)現(xiàn)？答：軟件譯碼優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，但顯示

15、速度有所下降。硬件譯碼既能節(jié)省計(jì)算機(jī)的時(shí)間，而且程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。12、薄膜式開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)？色彩亮麗；文字說明一目了然；形意圖案使用方便；鍵體美觀；透明視窗。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -30、某顯示電路如圖3.37 所示，試回答下列問題：（1）說明圖中數(shù)碼管應(yīng)選用哪一種類型的數(shù)碼管？（2）該電路屬于哪一種顯示方法？（3）圖中 74ls4

16、7 的作用是什么？（4）設(shè) y1, y2 的地址分別為60h 和63h，要顯示的數(shù)據(jù)分別存放在databuf1 和databuf2 兩個(gè)內(nèi)存單元中，試設(shè)計(jì)出完整接口電路并編寫一個(gè)完成上述顯示的子程序。答：（ 1）共陽極。（2）靜態(tài)顯示。（3）74ls47譯碼鎖存（集電極開路輸出）。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -（3）32.采用 at

17、89c2051單片機(jī)， 同時(shí)用廉價(jià)的74ls164和 74ls138作為擴(kuò)展芯片， 設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)態(tài)顯示電路，如圖3.65 所示。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -（3）精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p

18、d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -第四章1、工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的報(bào)警方式有幾種？舉例說明各自的應(yīng)用場(chǎng)合？有聲、光、語言報(bào)警方式。例子自己想2、說明硬件報(bào)警和軟件報(bào)警的實(shí)現(xiàn)方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)？硬件報(bào)警：報(bào)警要求不通過程序比較得到，直接由傳感器產(chǎn)生。軟件報(bào)警：將參數(shù)經(jīng)傳感器、變送器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器送到計(jì)算機(jī)，再與規(guī)定的上下限比較，根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行處理。實(shí)際上硬件報(bào)警是在軟件報(bào)警基礎(chǔ)上的簡(jiǎn)化，即將警報(bào)信號(hào)提前至傳感器那一步驟，而不是需要送到計(jì)算機(jī)比較后才得出。 128 3、光電隔離器有什么作用？將被控系統(tǒng)與微型

19、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過光電效應(yīng)連成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制； 并且可以屏蔽電磁干擾等一些不利因素，提高控制精度?？傊旭詈?、隔離和開關(guān)的作用。4、固態(tài)繼電器控制和繼電器控制有什么區(qū)別？在繼電器控制中，采用電磁吸合的方式，而固態(tài)繼電器是帶光電隔離的無觸點(diǎn)開關(guān)。6、說明 pwm 調(diào)速系統(tǒng)的工作原理？通過改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值（即占空比） 來控制電機(jī)速度。這種方法成為 pwm 。在脈沖作用下，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，速度增加；電機(jī)斷電時(shí)，速度降低。只要按一定規(guī)律改變通斷電時(shí)間，電機(jī)轉(zhuǎn)速即可得到控制。20. 某電機(jī)控制系統(tǒng)如圖4.54 （1）說明圖中光電隔離器4n25的作用。（2）說明圖中電機(jī)控制原理（3

20、）畫出電機(jī)控制程序流程圖（4）根據(jù)流程圖編寫電機(jī)控制程序精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -解：（） 4n25起到隔離電機(jī)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾（）口設(shè)置占空比， 輸入電機(jī)的啟停設(shè)置信號(hào)，輸出控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)25. 某三相步進(jìn)電機(jī)控制電路如圖4.53 所示，（1）說明圖中光電隔離器4n25 的作用。（2）說明圖中 r1，r2，r3 以及 v1，

21、v2，v3 的作用。（3）畫出三相步進(jìn)電機(jī)所有各種方式通電順序圖。（4）假設(shè)用此電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)滾動(dòng)絲杠，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周（正向）相對(duì)位移為4mm，試編寫一移動(dòng) 8mm 三相單三拍控制程序。解：（） 4n25 起到隔離電機(jī)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾（2）r1，r2，r3是限流作用， v1，v2，v3 保護(hù)放大器（3）略（4）移動(dòng) 8mm,滾珠絲杠需轉(zhuǎn)動(dòng)2周7200。參照 p156程序精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - -

22、 - 第 10 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -第七章1.工業(yè)控制程序有什么特點(diǎn)？答： （1）可用程序代替硬件電路，完成多種運(yùn)算（2）能自動(dòng)修正誤差（3）能對(duì)被測(cè)參數(shù)對(duì)象進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算和處理（4）不僅能對(duì)被測(cè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和處理，而且可以進(jìn)行邏輯判斷（5）微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)不但精度高，而且穩(wěn)定可靠，不受外界干擾。2.工業(yè)控制程序常用的語言有幾種？它們分別應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：匯編語言、 c 語言、工業(yè)控制組態(tài)軟件。匯編多用于單片機(jī)系統(tǒng)，用于智能化儀器或小型控制系統(tǒng)； c 語言主要用于工業(yè)pc 的大型控制系統(tǒng)中；工業(yè)控制組態(tài)軟件用于大型工業(yè)控制系統(tǒng)中。3.數(shù)字濾波與模擬濾波

23、相比有什么優(yōu)點(diǎn)？答：數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，所以可靠性高，穩(wěn)定性好，不存在阻抗匹配的問題；(2)數(shù)字濾波可以對(duì)頻率很低(如 0.01hz)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)濾波，克服了模擬濾波器的缺陷；(3)數(shù)字濾波器可根據(jù)信號(hào)的不同，采用不同的濾波方法或?yàn)V波參數(shù)，具有靈活、方便、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。4.常用的數(shù)字濾波方法有幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：常用的數(shù)字濾波方法有7 種。（ 1） 程序判斷濾波法： 是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， 確定出相鄰兩次采樣信號(hào)之間可能出現(xiàn)得最大偏差。（ 2）中值濾波法：它對(duì)于去掉偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)定而造

24、成的誤差所引起的脈動(dòng)干擾比較有效。（3）算術(shù)平均值濾波法：它適用于一般的具有隨機(jī)干擾信號(hào)的濾波。它特別適合于信號(hào)本身在某一數(shù)值范圍附近作上下波動(dòng)的情況。（4）加權(quán)平均值濾波：可以提高濾波效果（5）滑動(dòng)平均值濾波法：采樣時(shí)間短，可以提高檢測(cè)速度（6）慣性濾波法：適用于慢速隨機(jī)變量的濾波（7）復(fù)合數(shù)字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好5.在程序判斷濾波方法中，y如何確定？其值越大越好嗎？答： y 是相鄰兩次采樣值所允許的最大偏差，通?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，必要時(shí)，也可由實(shí)驗(yàn)得出。 y 太大，各種干擾信號(hào)將“趁虛而入”，是系統(tǒng)誤差增大；y 太小，又會(huì)使某些有用信號(hào)被“拒之門外”，使計(jì)算機(jī)采樣效率變低。

25、因此，門限值y 的選取時(shí)非常重要的。6. 算術(shù)平均值濾波、加權(quán)平均值濾波以及滑動(dòng)平均濾波三者的區(qū)別是什么？答： 算術(shù)平均值法適用于對(duì)壓力、流量等周期脈動(dòng)信號(hào)的平滑，這種信號(hào)的特點(diǎn)是往往在某一數(shù)值范圍附近作上、下波動(dòng)， 有一個(gè)平均值。 這種算法對(duì)信號(hào)的平滑程度取決于平均次數(shù) n，當(dāng) n 較大時(shí)平滑度高，但靈敏度低；當(dāng)n 較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高，應(yīng)該視精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1

26、1 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -具體情況選取n 值。對(duì)于一般流量，通常取n=12；若為壓力，則取n=4。在算術(shù)平均濾波中，n 次采樣值在結(jié)果中所占的比重是均等的，即每次采樣值具有相同的加權(quán)因子 1/n。但有時(shí)為了提高濾波效果，往往對(duì)不同時(shí)刻的采樣值賦以不同的加權(quán)因子。這種方法稱為加權(quán)平均濾波法，也稱滑動(dòng)平均或加權(quán)遞推平均。其算法為其中。加權(quán)因子選取可視具體情況決定，一般采樣值愈靠后，賦予的比重越大，這樣可增加新的采樣值在平均值中的比例，系統(tǒng)對(duì)正常變化的靈敏性也可提高，當(dāng)然對(duì)干擾的靈敏性也稍大了些。滑動(dòng)平均值濾波法，依次存放n 次采樣值，每采進(jìn)一個(gè)新數(shù)據(jù)，就將最早采集的那

27、個(gè)數(shù)據(jù)丟掉，然后求包含新值在內(nèi)的n 個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值或加權(quán)平均值。7.標(biāo)度變換在工程上有什么意義？在什么情況下使用標(biāo)度變換程序？答：意義：減少硬件設(shè)備，降低成本，便于人工檢測(cè)和管理情況： 在多回路檢測(cè)系統(tǒng)中，各回路參數(shù)信號(hào)不一樣，需要各種量程放大器的情況下使用尺度變換程序。8.在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)誤差是如何產(chǎn)生的？怎樣自動(dòng)校正系統(tǒng)誤差？答：系統(tǒng)誤差是指在相同條件下，經(jīng)過多次測(cè)量， 誤差的數(shù)值 （包括大小、 符號(hào)） 保持恒定，或按某種已知的規(guī)律變化的誤差。在電路的輸入部分加一個(gè)多路開關(guān)，系統(tǒng)在剛通電或每隔一段時(shí)間時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行一次校準(zhǔn)，測(cè)出這時(shí)的輸入值x0，然后把開關(guān)接標(biāo)準(zhǔn)電壓vr，測(cè)出

28、這時(shí)的輸入值xi ，設(shè)測(cè)量信號(hào)的 x 與 y 的關(guān)系式線性關(guān)系即y=a1+a0，由此的糾正公式y(tǒng)=vr（ x-x0）/（x1-x0）9.全自動(dòng)校準(zhǔn)與人工校準(zhǔn)有什么區(qū)別？它們分別應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：全自動(dòng)校準(zhǔn)由系統(tǒng)自動(dòng)完成不需要人的介入，只適用于基準(zhǔn)參數(shù)是電信號(hào)的場(chǎng)合，他不能校正由傳感器引入的誤差，而人工校準(zhǔn)就可以。全自動(dòng)校準(zhǔn)適用于對(duì)電路器件沒有高要求電路。10.為什么要采用量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換技術(shù)？答：由于傳感器所提供的的信號(hào)變化范圍很寬，特別在多回路檢測(cè)系統(tǒng)中，當(dāng)各回路的參數(shù)信號(hào)不一樣時(shí)，必須提供各種兩成的放的放大器，才能保證送到計(jì)算機(jī)的信號(hào)一直在0-5v。在模擬系統(tǒng)中， 為了放大不同的信號(hào)，需要使

29、用不同倍數(shù)的放大器。而在電動(dòng)單位組合儀表中，常常使用各種類型的變送器、差壓變送器、位移變送器等。但是這種變送器的造價(jià)比較貴，系統(tǒng)也復(fù)雜。隨著微型機(jī)的應(yīng)用，為了減少硬件設(shè)備，已經(jīng)研制出可編程邏輯放大器，可實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)化。11.線性插值法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？使用中分段是否越多越好？答： （1）優(yōu)點(diǎn)：是代數(shù)插值法中最簡(jiǎn)單的形式，處理非線性函數(shù)運(yùn)用最多的方法；對(duì)于多數(shù)工程而言，基本滿足要求，比查表法省事；缺點(diǎn)：當(dāng)函數(shù)曲率或斜率變化較大時(shí)，有誤差產(chǎn)生；而減小誤差有需要把基點(diǎn)分的很細(xì)，這樣就占用內(nèi)存；應(yīng)用非等距插值法時(shí)，點(diǎn)的選取麻煩，光滑度不高。10nnin iiya x10011niiiaa精品學(xué)習(xí)資料 可

30、選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -（2）不是越多越好，分段多誤差雖會(huì)降低，但占用內(nèi)存，增長(zhǎng)時(shí)間，開銷變大，得不償失，所以分段數(shù)應(yīng)合理選擇。二練習(xí)題22.某梯度爐溫度變化范圍為01600，經(jīng)溫度變送器輸出電壓范圍輕為15v，再經(jīng)adc0809 轉(zhuǎn)換， adc0809 的輸入范圍為05v， ，試計(jì)算當(dāng)采樣數(shù)值為9bh 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的的梯度爐溫度是多少？解

31、：由于測(cè)量下限0對(duì)應(yīng)溫度變送器輸出電壓為1v，而 adc0809 的輸入范圍為05v ，故測(cè)量下限0對(duì)應(yīng) adc0809 的 a/d 轉(zhuǎn)換值是256*(1.0/5.0) 取整，由于 256*(1.0/5.0)=51.2 ，取 n0=51，故利用如下公式進(jìn)行標(biāo)度變換。0 xm0 xmnnaann其中 n0=51， nm=255，am=1600 當(dāng)采樣數(shù)值為9bh 時(shí)，其十進(jìn)制數(shù)是155，代入公式得ax=815.7 故當(dāng)采樣數(shù)值為99h 時(shí)對(duì)應(yīng)的梯度爐溫度是815.7 c。23 簡(jiǎn)述 pga102 集成可編程邏輯放大器的原理解 ： 隨 著 計(jì) 算 機(jī) 的 應(yīng) 用 ， 為 了 減 少 硬 件 設(shè) 備

32、 ， 可 以 使 用 可 編 程 增 益 放 大 器（pga:programmable gain amplifier)。它是一種通用性很強(qiáng)的放大器，其放大倍數(shù)可以根據(jù)需要用程序進(jìn)行控制。采用這種放大器，可通過程序調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使a/d 轉(zhuǎn)換器滿量程信號(hào)達(dá)到均一化，因而大大提高測(cè)量精度。所謂量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換就是根據(jù)需要對(duì)所處理的信號(hào)利用可編程增益放大器進(jìn)行倍數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以滿足后續(xù)電路和系統(tǒng)的要求。可編程增益放大器有兩種 組合 pga 和集成 pga 。第八章1.、在 pid 調(diào)節(jié)中，系數(shù)k,等各有什么作用？他們對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)有什么影響？答：系數(shù)kp 為比例系數(shù)，提高系數(shù)kp 可以減小偏差，但永遠(yuǎn)不會(huì)使

33、偏差減小到零，而且無止境的提高系數(shù)kp 最終將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例調(diào)節(jié)可以保證系統(tǒng)的快速性。系數(shù)ki為積分常數(shù)， ki越大積分作用越弱，積分調(diào)節(jié)器的突出優(yōu)點(diǎn)是，只要被調(diào)量存在誤差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時(shí)間不斷加強(qiáng)，直到偏差為零。 積分調(diào)節(jié)可以消除靜差，提高控制精度。系數(shù) kd 為微分常數(shù)， kd 越大，微分作用越強(qiáng)。微分調(diào)節(jié)主要用來加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小超調(diào)，克服震蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。2、在 pid 調(diào)節(jié)其中，積分項(xiàng)有什么作用？常規(guī)pid ，積分分離與變速積分3 中算法有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：積分項(xiàng)用于消除靜差。在常規(guī) pid 調(diào)節(jié)中，由于系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)線性范圍受到限制，當(dāng)偏差較大時(shí)， 會(huì)

34、產(chǎn)生很大的超調(diào)量，使系統(tǒng)不停的震蕩。為消除這一現(xiàn)象，積分分離法在控制量開始跟蹤時(shí)，取消積分作用， 直到被跳量接近給定值時(shí)，才產(chǎn)生積分作用。而變速積分則是改變積分項(xiàng)的累加速度，使其與偏差大小相對(duì)應(yīng)，偏差大時(shí)， 積分作用弱， 偏差小時(shí)，精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 16 頁 - - - - - - - - -積分作用增強(qiáng)。 變速積分和積分分離的控制方法很類似，但調(diào)節(jié)方式不同。

35、積分分離對(duì)積分項(xiàng)采取“開關(guān)”控制，而變速積分則是線性控制。3、在數(shù)字pid 中，采樣周期是如何確定的？它與哪些因素有關(guān)？對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)有何影響？答：一種是計(jì)算法，一種是經(jīng)驗(yàn)法。因素：擾動(dòng)頻率的高低；對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性；執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型；控制回路數(shù)；控制質(zhì)量。t 太小，偏差信號(hào)也過小，計(jì)算機(jī)會(huì)失去調(diào)節(jié)作用；t 過大，會(huì)引起誤差。4、位置型pid 和增量型pid 有什么區(qū)別？他們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：位置型需要?dú)v次的偏差信號(hào)，而增量型只需一個(gè)增量信號(hào)即可。位置型計(jì)算繁瑣，保存e 占用很多內(nèi)存，控制不方便。增量型誤動(dòng)作小，易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)的無擾動(dòng)切換，不產(chǎn)生積分失控。但是缺點(diǎn)在于積分截?cái)嘈?yīng)大，溢出影響大。5、在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，正、反作用如何判定？在計(jì)算機(jī)中如何實(shí)現(xiàn)？答：輸出量與被測(cè)量變化一致則為正，否之為反。計(jì)算機(jī)中兩種方法：一是改變偏差的公式實(shí)現(xiàn)，二是在pid 運(yùn)算之后，先將結(jié)果求補(bǔ)，再送到d/a 轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換，進(jìn)而輸出。6、積分飽和現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？如何消除？答：是由于積分項(xiàng)不斷累加引起的。消除方法有遇限削積分法，有效偏差法等。7、是否需要添加手動(dòng)后援，為什么？答：需要。因?yàn)檫@是系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要保障。1