微型計算機控制簡答題

1、第1章 微型計算機控制系統(tǒng)概述1、微型計算機控制系統(tǒng)的硬件由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？ 答：主機：這是微型計算機控制系統(tǒng)的核心，通過接口它可以向系統(tǒng)的 各個部分發(fā)出各種命令，同時對被控對象的被控參數(shù)進行實時檢測及處理。輸入輸出接口：這是微機和被控對象之間進行信息交換的紐帶。通用外部設(shè)備：為了擴大主機的功能而設(shè)置的，用來顯示打印存儲傳送數(shù) 據(jù)。檢測元件及執(zhí)行機構(gòu)：a.在微機控制系統(tǒng)中，為了收集和測量各種 數(shù)據(jù)，采用了各種檢測元件，其主要功能是將被檢測參數(shù)的非電量轉(zhuǎn)換成 電量，b.執(zhí)行機構(gòu)：控制各參數(shù)的流入量。操作臺：人機對話的紐帶,通過它人們可以向計算機輸入程序，修改內(nèi)存數(shù)據(jù)，顯示被測參

2、數(shù)及發(fā)出 各種操作命令。2、微型計算機控制的系統(tǒng)的軟件有什么作用？請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算機程序的總和。整個計算機系統(tǒng)的 動作，都是在軟件的指揮下協(xié)調(diào)進行的，因此說軟件是微機系統(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。系統(tǒng)軟件：它是由計算機設(shè)計者提供的專門用來使用和管理計算機的程序。對用戶來說，系統(tǒng) 軟件只是作為幵發(fā)應(yīng)用軟件的工具，是不需要自己設(shè)計的。應(yīng)用軟件：它是面向用戶本身的程序，即指由用戶根據(jù)要解決的實際問題而編寫的各種 程序。3、常用工業(yè)控制機有幾種？它們各有什么用途？答：單片微型計算機：是工業(yè)控制和智能化系統(tǒng)中應(yīng)用最多的一種模式。 一

3、般用于擴展接口，如 A/DQ/A轉(zhuǎn)換接口丄ED、LCD顯示接口擴展，再幵發(fā)一些應(yīng)用軟件，便可以用于工業(yè)控制可編程邏輯控制器：目前從單機自動化到工廠自動化，從柔性制造系統(tǒng)、機器人，到工業(yè)局域網(wǎng)都有用 到?，F(xiàn)場可編程門陣列：可以實現(xiàn)動態(tài)配置，在線系統(tǒng)重構(gòu)及硬件軟化、 軟件硬化等功能。 工業(yè)PC機：完成STD總線工業(yè)控制機的檢測、 控制， 使程序設(shè)計變得更加簡單，各種報表程序打印、數(shù)據(jù)處理曲線、工業(yè)控制 流程圖、PID柱形圖像處理程序等。4、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？ 答：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)： 原理：每隔一段時間計算機會進行一次采樣， 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，送入計算機

4、加工處理，然后再進行報警、打印或顯示， 操作人員根據(jù)此結(jié)果進行設(shè)定值改變或必要操作。計算機的輸出不直接作 用于生產(chǎn)對象，屬于幵環(huán)控制結(jié)構(gòu)。計算機根據(jù)數(shù)學(xué)模型、控制算法對檢 測到的生產(chǎn)過程參數(shù)進行處理，供操作員參考。直接數(shù)字控制系統(tǒng) DDC系統(tǒng)：是通過檢測元件對一個或多個被控參數(shù)進行巡回檢測，經(jīng)輸入通道 送給微機，微機將檢測結(jié)果及設(shè)定值進行比較，再進行控制運算，然后通 過輸出通道控制執(zhí)行機構(gòu)，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達到預(yù)定的要求。計算機監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC系統(tǒng)：原理：由計算機按照過程數(shù)學(xué)模型計算出最佳給 定值送給DDC計算機，最后由DDC計算機控制生產(chǎn)過程，從而使生產(chǎn)過 程處于最優(yōu)工作狀態(tài)。區(qū)別及聯(lián)系：

5、SCC系統(tǒng)比DDC系統(tǒng)更接近生產(chǎn)變化的實際情況，因為在 DDC系統(tǒng)中計算機只是代替模擬調(diào)節(jié)器進行控制，系統(tǒng)不能運行在最佳狀 態(tài)，而SCC系統(tǒng)不僅可以進行給定值控制，并且還可以進行順序控制、 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)的綜合及發(fā)展。5、分布式控制系統(tǒng)（DCS的特點是什么？分布式計算機控制系統(tǒng)的特點是“控制分散，管理集中”6、CIMS系統(tǒng)及DCS系統(tǒng)相比有哪些特點？7、微機控制系統(tǒng)及模擬控制系統(tǒng)相比有什么特點？答：結(jié)構(gòu)上，模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)。含有模擬信號離散模擬、離散數(shù)字等多種信號。 需采用專門的理論來分析和設(shè)計。即模擬調(diào)節(jié)規(guī) 律離散化設(shè)計法和直接設(shè)計法

6、。便于實現(xiàn)復(fù)雜的控制具有很大的靈活性 和適應(yīng)性?？蓪崿F(xiàn)多回路分時控制。 控制的多功能性提高企業(yè)的自動 化程度分級控制、集散控制、生產(chǎn)管理等。8、什么叫現(xiàn)場總線系統(tǒng)？它有什么特點？答：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS的核心是現(xiàn)場總線。特點：是一種數(shù)字通信 協(xié)議，是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、全分散、雙向傳輸、 多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。是控制技術(shù)、儀表工業(yè)技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 三者的結(jié)合。具有現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場設(shè)備互連、互操作性、分散的功 能模塊、通信線供電、幵放式互連網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)特點。保證控制系統(tǒng)可以適應(yīng)目前工業(yè)界對數(shù)字通信和自動控制的需求，且使其及In ter net網(wǎng)互連構(gòu)成不同層次的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)成

7、為可能。代表了工業(yè)控制體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的 一種方向。9、未來控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢是什么？答：大力推廣應(yīng)用成熟的先進技術(shù)；大力研究和發(fā)展智能控制系； 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用將更加深入。10、為什么說嵌入式微控制器是智能化儀器和中、小型控制系統(tǒng)中應(yīng)用最 多的一種微型計算機？嵌入式微控制器 又稱單片機。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一個系列的單片 機具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的，不同的是 存儲器和外設(shè)的配置及封裝。 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大 特點是單片化，體積小，功耗和成本低、可靠性高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。6. A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號EOC有什么作用？根據(jù)該信號在I/O

8、控制中的連 接方式，A/D轉(zhuǎn)換有幾種控制方式？它們在接口電路和程序設(shè)計上有什么 特點？A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)束信號的作用是用以判斷本次AD轉(zhuǎn)換是否完成。常見的A/D轉(zhuǎn)換有以下幾種控制方式，各自特點如下：?延時等待法:EOC可不和I/O 口連接，程序設(shè)計時，延時大于 ADC轉(zhuǎn)換時 間后，取數(shù)據(jù)。？查詢法:EOC可以和任意I/O 口連接，程序設(shè)計時，反復(fù) 判斷EOC是否有效，直至EOC有效時，取數(shù)據(jù)。？中斷響應(yīng)法:EOC及外部中斷相連，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后，發(fā)中斷申請，在中斷服務(wù)程序中取數(shù)據(jù)。1. PLC控制系統(tǒng)有什么特點？答:1可靠性高。2編程容易。3組合靈活。4輸入/輸出功能模塊齊全.5安 裝方便。6運行

9、速度快。2. FPGA是什么意思？它有什么特點？在微機控制系統(tǒng)和智能化儀器中有著怎樣的影響？ P14答：FPGA是指現(xiàn)場可編程門陣列特點.FPGA勺特點(1) 采用FPGA設(shè)計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)計周期最短、幵發(fā)費用最低、風(fēng)險最小的 器件之一。(5) FPGA采用高速CHMO工藝，功耗低，可以及 CMC、TTL電平兼 容。可以說，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。第2章 模擬量輸入/

10、輸出通道的接口技術(shù)1、采樣有幾種方法，試說明它們之間的區(qū)別？答：簡單隨機抽樣法，就是指總體中的每個個體被抽到的機會是相同的；系統(tǒng)抽樣法，也叫等距抽樣法;分層抽樣法，也叫類型抽樣法，它是 從一個分成不同子總體(或稱為層)的總體中，按規(guī)定的比例從不同層中 隨機抽取樣品(個體)的方法；整群抽樣法，是將總體分成許多群，每個群由個體按一定方式結(jié)合而成，然后隨機抽取若干群。時域采樣，頻域采樣2、采樣周期越小越好嗎？為什么 ？答：不是。若采樣間隔太小(采樣頻率太高)，對系統(tǒng)硬件要求較高，且數(shù)據(jù)量較大。根據(jù)奈奎斯特采樣定律，在進行模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程 中，當采樣頻率fs大于信號中最高頻率fmax的2倍時（

11、fs>=2fmax），采 樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般實際應(yīng)用中保證 采樣頻率為信號最高頻率的 510倍。3、多路幵關(guān)的工作原理。多路幵關(guān)主要用于把多個模擬量參數(shù)分時地接通，常用于多路參數(shù)共用一臺A/D轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)中，完成多對一的轉(zhuǎn)換。多路幵關(guān)的特點。答：采用標準的雙列直插式結(jié)構(gòu)， 尺寸小，便于安排；直接及TTL （或 CMO）電平相兼容；內(nèi)部帶有通道選擇譯碼器，使用方便；可采用正或負雙極性輸入； 轉(zhuǎn)換速度快，通常其導(dǎo)通或關(guān)斷時間在1ms左右，有些產(chǎn)品已達到幾十到幾百納秒（ns ）。4、 多路幵關(guān)如何擴展？試用兩個CD4097擴展成一個雙16路輸入和雙2 路輸入系統(tǒng)

12、，并說明其工作原理。答：擴展時，將多路幵關(guān)芯片交替使能（反相器）即可，兩路幵關(guān)擴展仍 不能達到系統(tǒng)要求是，可采用譯碼器控制芯片使能端。5、試用CD4051設(shè)計一個32路模擬多路幵關(guān)，要求畫出電路圖并說明其工作原理。思路：因為CD4051只有八個輸入接口，所以要構(gòu)建32路的多路幵關(guān)需要用到4個CD405132路的多路幵關(guān)應(yīng)有5個控制口，其中前三個是CD4051的輸入口，后兩個是控制口。（因為CD4051就有三個輸入口）分別標為 D1、D2、D3 D4 D5 （ 0000011111，00000 第 0 通道、11111第31通道)。通過對4個CD4051的選擇來實現(xiàn)32個通道口的選擇(0 7、8

13、15、16 23、24 31)。如選擇第三個 CD4051 時，可以選擇 16-23 ( 1000010111) 通道口。然而CD4051的選擇是通過控制各個 CD4051的INH高低電平來實現(xiàn)。比如想讓第三個 CD4051接通，就令它的INH通高電平(此時D5=1、D4=0,INH3=!(D5&!D4)。故INH的選擇是控制D5和D4的邏輯關(guān)系來達到的。其中INH1 = !(!D5&!D4); I NH2=!(!D5&D4); INH3二!(D5&!D4); INH4二!(D5&D4)。P26擴展16通道6、采樣-保持器有什么作用？試說明保持電容的大小

14、對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。答：采樣保持器的作用：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次A/D轉(zhuǎn)換總需要一定的時 間。在進行A/D轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，希望輸入信號不再變化，以免造成轉(zhuǎn)換誤 差。這樣，就需要在 A/D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)時充電時間常數(shù)小，即保持電容充電快，輸出對輸入信號的跟隨特性好，但在保 持狀態(tài)時放電時間常數(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)采集系統(tǒng)中，是不是所有的輸入通道都需要加采樣-保持器，為 什么？A/D轉(zhuǎn)換時間較答：不是，對于輸入信號變化很慢，如溫度信號；或者快

15、，使得在A/D轉(zhuǎn)換期間輸入信號變化很小， 在允許的A/D轉(zhuǎn)換精度內(nèi), 就不必再選用采樣保持器。8、香農(nóng)定理的基本內(nèi)容是什么？采樣頻率的高低對數(shù)字控制系統(tǒng)有什么 影響？試舉工業(yè)控制實例加以說明。答：采樣頻率高低對數(shù)字控制系統(tǒng)有些影響。采樣頻率高，則對數(shù)據(jù)采集 的準確性增加，但采樣頻率高，會過多的占用CPU的時間和內(nèi)存資源，采樣頻率高，對采集的數(shù)據(jù)要進行實時分析和處理，CPU大部分時間用在數(shù)據(jù)采集分析處理上，影響了作其它事的時間。采樣頻率要低，就有可能 漏掉該采集的數(shù)據(jù)沒采到，數(shù)據(jù)實時分析就有可能不正確。9、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器在微型計算機控制系統(tǒng)中有什么作用？答：A/D轉(zhuǎn)換器是在數(shù)據(jù)進入微型計算

16、機之前，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；D/A 轉(zhuǎn)換器是把經(jīng)過微型計算機處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。12、為什么高于8位的D/A轉(zhuǎn)換器及8位的微型計算機的接口必須采用雙 緩沖方式？這種雙緩沖工作及 DAC0832的雙緩沖工作在接口上有什么不 同？答：原因：數(shù)據(jù)要分兩次或三次輸入，雙緩沖結(jié)構(gòu)避免了產(chǎn)牛虛假的模擬 量輸出值。主要區(qū)別：AD667的第一級由3個4位寄存器組成。第三章人機交互接口技術(shù)1、鍵盤為什么要防止抖動？在計算機控制系統(tǒng)中如何實現(xiàn)防抖？答：由于機械觸點的彈性振動，按鍵在按下時不會馬上穩(wěn)定地接通而在彈起時也不能一下子完全地斷幵，因而在按鍵閉合和斷幵的瞬間均會出現(xiàn)一 連串的抖動，這稱為按鍵

17、的抖動干擾。按鍵的抖動會造成按一次鍵產(chǎn)生的 幵關(guān)狀態(tài)被CPU誤讀幾次。為了使 CPU能正確地讀取按鍵狀態(tài)，必須在 按鍵閉合或斷幵時，消除產(chǎn)生的前沿或后沿抖動。去抖動的方法有硬件方法和軟件方法兩種。硬件方法 是設(shè)計一個濾波延時電路或單穩(wěn)態(tài)電路等 硬件電路來避幵按鍵的抖動時間。軟件方法是指編制段時間大于100ms的延時程序，在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行這段延時子程序使鍵的前 沿抖動消失后再檢測該鍵狀態(tài)，如果該鍵仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認為 該鍵已穩(wěn)定按下，否則無鍵按下，從而消除了抖動的影響。2、在工業(yè)過程控制中，鍵盤有幾種？它們各有什么特點和用途？答：從功能上分：數(shù)字鍵和功能鍵。數(shù)字鍵用于數(shù)字的

18、輸入；功能鍵用 于功能轉(zhuǎn)換。從結(jié)構(gòu)上分：非編碼鍵盤和編碼鍵盤。非編碼鍵盤通過軟 件識別按鍵；編碼鍵盤通過硬件識別按鍵。3、試說明非編碼鍵盤掃描原理及鍵值計算方法。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)，當發(fā)現(xiàn)有鍵按下時，用計算或查表的方式得到該鍵的鍵值。掃描方法又分為程控掃描法、中斷掃描法和定時掃描法。鍵值計算方法：判斷有無鍵按下，去除鍵抖動，判斷是哪一個鍵按下，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)計上有什么區(qū)別？答：編碼鍵盤 能自動識別按下的鍵并產(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，接口簡單，響應(yīng)速度快，但

19、需要專門的硬件電 路。非編碼鍵盤 只簡單的提供按鍵幵關(guān)的行列矩陣，有關(guān)鍵的識別，鍵碼 的輸入及確定，以及去抖動等功能均由軟件完成。5、在計算機控制系統(tǒng)中，為什么有時采用復(fù)用鍵？復(fù)用鍵如何實現(xiàn)？答：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)置上下檔幵關(guān)的 措施來構(gòu)成復(fù)用鍵。6、什么叫重鍵？計算機如何處理重鍵？答：一次按鍵產(chǎn)生多次擊鍵的效果，這叫做 重鍵。為排除重鍵的影響，編 制程序時，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。7、LED發(fā)光二極管組成的段數(shù)碼管顯示器，就其結(jié)構(gòu)來講有哪種兩種接法？不同接法對字符顯示有什么影響？答：就其結(jié)構(gòu)來講有共陰極及共陽極兩種接法

20、。共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極二極管正端連接在一起。通常共陽極接高電平一般接電源 其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時則該 端所連接的字段導(dǎo)通并點亮。反之對應(yīng)的LED段碼不亮。對于 共陰極數(shù)碼管則是高電平有效低電平無效。LED數(shù)碼管顯示器 共陰極的接法 是發(fā)光 二極管的陰極接地當數(shù)碼管的筆劃發(fā)光二極管的陽極為高電平時該筆劃被點亮。共陽極的接法 是發(fā)光二極管的陽極接高電平當數(shù)碼管的筆劃發(fā)光 二極管的陰極為低電平時該筆劃被點亮。8、多位LED顯示器顯示方法有幾種？各有什么特點？答：常用的顯示方法有兩種：一種為動態(tài)顯示，一種為靜態(tài)顯示。動態(tài)顯示利用人的視覺暫留產(chǎn)生，優(yōu)點

21、是使用硬件少，因而價格低，線路簡單。但占用的機時長。靜態(tài)顯示占用機時少，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兩種譯碼方法各有什么優(yōu)缺點？答：軟件譯碼 優(yōu)點是電路簡單，但顯示速度有所下降。硬件譯碼既能節(jié)省計算機的時間，而且程序設(shè)計簡單。10、LCD顯示及LED顯示原理有什么不同？這兩種顯示方法各有什么優(yōu)缺點？答：LCD及LED是兩種不同的顯示技術(shù)，LCD是由液態(tài)晶體組成的顯示屏， 而LED則是由發(fā)光二極管組成的顯示屏。LED顯示器及LCD顯示器相比，LED在亮度、功耗、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢。LED的分辨率一般較低，價格也比較昂貴，因為集成度更高。11、在L

22、ED顯示中，硬件譯碼和軟件譯碼的根本區(qū)別是什么？如何實現(xiàn)？答：硬件譯碼，就是用硬件譯碼器代替軟件求得顯示代碼，節(jié)省計算機的 時間，且程序設(shè)計簡單。譯碼顯示芯片將BCD碼（或十六進制碼）從相應(yīng)端口輸出即可完成顯示。第四章 常用控制程序的設(shè)計1、工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的報警方式有幾種？試舉例說明各自的應(yīng)用場合。光：發(fā)答：聲音：如電鈴、電笛發(fā)出，蜂鳴器，集成電子音樂芯片;光二極管或閃爍的白熾燈等；語音報警，語音芯片； 圖形及聲音混合報 警，顯示報警畫面（如報警發(fā)生的順序、 報警發(fā)生的時間、報警回路編號、 報警內(nèi)容及次數(shù)等）。3、光電隔離器有什么作用？答：將被控系統(tǒng)及微型計算機控制系統(tǒng)通過光電效應(yīng)連成系統(tǒng)

23、， 實現(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。總之，有 耦合、 隔離和幵關(guān)的作用。4、試說明固態(tài)繼電器及繼電器控制有什么區(qū)別？答：在繼電器控制中，采用電磁吸合的方式，是有觸點的，會有火花或電 弧產(chǎn)生，由電磁鐵驅(qū)動，電流控制范圍小，動作時間有延遲。而固態(tài)繼電器是帶光電隔離的無觸點幵關(guān)， 動作快，無火花或電弧，控制電流范圍大， 幾十到上百安培，但存在壓降會發(fā)熱，電流越大越嚴重，安裝要加散熱板。5、試說明固態(tài)繼電器、大功率場效應(yīng)管幵關(guān)及控制幵關(guān)有什么區(qū)別？它們分別用在什么場合？答：固態(tài)繼電器：帶光電隔離的無觸點幵關(guān); 大功率場效應(yīng)管幵關(guān)： 無隔 離作用，高輸入阻抗，低關(guān)斷電流，相

24、應(yīng)速度快，價格便宜，體積小；控制幵關(guān)：用于電氣控制和熱工儀表的過程控制時的一種特殊幵關(guān)。6、說明PW碉速系統(tǒng)的工作原理。答：通過改變電機電樞電壓接通時間及通電周期的比值（即占空比）來控 制電機速度。這種方法成為 PWM在脈沖作用下，當電機通電時，速度增 加；電機斷電時，速度降低。只要按一定規(guī)律改變通斷電時間，電機轉(zhuǎn)速即可得到控制 7、什么是遠程報警？遠程報警的關(guān)鍵技術(shù)是什么？答：在某些場合，或是由于距離太遠，或者因無人值守，但是一旦發(fā)生報警，需立刻通知相關(guān)人員，則稱為遠程自動無線報警系統(tǒng)。 關(guān)鍵技術(shù)在于： 調(diào)制解調(diào)器，借助電話交換器網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)有通信系統(tǒng)進行通 信，且成本低，不受地域

25、和時域限制，做到安全、迅速和可靠。第六章總線接口技術(shù)1、什么叫總線？總線分哪兩大類？分別說出它們的特點和用途？答：多個功能部件共享的信息傳輸線稱為總線。總線分為串行和并行兩類。并行總線：如果用若干根信號線同時傳遞信號，就構(gòu)成了并行總線。并 行總線的特點是能以簡單的硬件來運行高速的數(shù)據(jù)傳輸和處理。串行總線：串行總線是按照信息逐位的順序傳送信號。其特點是可以用幾根信號 線在遠距離范圍內(nèi)傳遞數(shù)據(jù)或信息，主要用于數(shù)據(jù)通信。2、串行通信傳送方式有幾種？它們各有什么特點？答：串行通信傳送方式有同步通信和異步通信。異步通信以一個字符為傳輸單位，通信中兩個字符間的時間間隔是不固定的，然而在同一個字符中 的兩個

26、相鄰位代碼間的時間間隔是固定的。同步通信 以一個幀為傳輸單位，每個幀中包含有多個字符。在通信過程中，每個字符間的時間間隔是 相等的，而且每個字符中各相鄰位代碼間的時間間隔也是固定的。3、波特率是什么單位？它的意義如何？答：符號/秒(symbol/s) 在電子通信領(lǐng)域，波特率(Baud rate )即調(diào)制速率，指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的變化，即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對符號傳輸速率的一種度量,1波特即指每秒傳輸1個符號。4、收/發(fā)時鐘在通信中有什么意義？答：建立準確的未定時信號。5、異步通信及同步通信的區(qū)別是什么？它們各有什么用途？答：所謂同步通信是指在約定的通信速率下，發(fā)送端

27、和接收端的時鐘信號 頻率和相信始終保持一致（同步），這就保證了通信雙方在發(fā)送和接收數(shù) 據(jù)時具有完全一致的定時關(guān)系。異步通信是指通信中兩個字符之間的時間間隔是不固定的，而在一個字符 內(nèi)各位的時間間隔是固定的。同步通信要求接收端時鐘頻率和發(fā)送端時鐘頻率一致，發(fā)送端發(fā)送連 續(xù)的比特流。異步通信時不要求接收端時鐘和發(fā)送端時鐘同步。發(fā)送端發(fā)送完一個字節(jié) 后，可經(jīng)過任意長的時間間隔再發(fā)送下一個字節(jié)。異步通信有起始位部分和終止部分，傳輸過程中多兩個部分，降低了有效傳輸效率，所以異步 通信的通信幵銷較大，但接收端可使用廉價的、具有一般精度的時鐘來進 行數(shù)據(jù)通信。6、串行通信有幾種傳送方式？各有什么特點？答：異

28、步通信：異步通信以一個字符為傳輸單位，通信中兩個字符間的 時間間隔是不固定的，然而在同一個字符中的兩個相鄰位代碼間的時間間 隔是固定的。同步通信：同步通信以一個幀為傳輸單位，每個幀中包含有多個字符。在通信過程中，每個字符間的時間間隔是相等的，而且每個字符中各相鄰 位代碼間的時間間隔也是固定的。同步通信用于計算機到計算機之間的通信，以及計算機到 CRT或外設(shè)之間的通信。 詳見P202-2047. 串行通信中為什么要用 MODEMMODE在接收和發(fā)送中的作用是什么？8.8. RS-232 總線在實際應(yīng)用中有幾種接線方式？它們都應(yīng)用在哪些場合？8、RS-232 總線最重要的接線有哪些？其功能是什么？

29、答：TXD （第2腳）：發(fā)送數(shù)據(jù)線，輸出。發(fā)送數(shù)據(jù)到 MODEMRXD（第3腳）：接收數(shù)據(jù)線，輸入。接收數(shù)據(jù)到計算機或終端。RTS （第4腳）：請求發(fā)送，輸出。計算機通過此引腳通知MODEM要求發(fā)送數(shù)據(jù)。CTS（第5腳）：允許發(fā)送，輸入。發(fā)出 CTS作為對RTS的回答，計算機 才可以進行發(fā)送數(shù)據(jù)。DSR（第6腳）：數(shù)據(jù)裝置就緒（即MODE準備好），輸入。表示調(diào)制解調(diào) 器可以使用，該信號有時直接接到電源上，這樣當設(shè)備連通時即有效。CD（第8腳）：載波檢測（接收線信號測定器），輸入。表示MODEia及電 話線路連接好。RI （第22腳）：振鈴指示，輸入。MODE若接到交換臺送來的振鈴呼叫信 號，就

30、發(fā)出該信號來通知計算機或終端。DTR（第20腳）：數(shù)據(jù)終端就緒，輸出。計算機收到RI信號以后，就發(fā)出DTR信號到MODEM作為回答，以控制它的轉(zhuǎn)換設(shè)備，建立通信鏈路。GND(第7腳)：地9、RS-422和RS-485總線為什么比 RS-232-C傳送距離長？答：RS-422采用兩對平衡差分信號線，RS-485采用一對。平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度， 能檢測低至200mV勺電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復(fù)。10、說明SPI總線、I2C總線各自的特點。答：SPI總線特點：全雙工；主從方式；有 4種可編程主方式頻率(最大為10.5MHz);最大從方式

31、頻率為 2.1MHz;具有可編程極性和 相應(yīng)的串行時鐘；有傳送結(jié)束中斷標志；有寫沖突出錯標志；有總 線沖突出錯標志。I2C總線特點：只要求兩條總線線路：一條串行數(shù)據(jù)線SDA 一條串行時鐘線SCL每個連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在 的簡單的主機/從機關(guān)系軟件設(shè)定地址，主機可以作為主機發(fā)送器或主機 接收器；它是一個真正的多主機總線，如果兩個或更多主機同時初始化，數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞；串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標準模式下可達100kbit/s ，快速模式下可達400kbit/s ，高速模式下可達3.4Mbit/s ；11. 設(shè)某一循環(huán)碼，其生成多項式為G

32、(x) =x 4+X+1，試求出信息序列11101010001的循環(huán)校驗碼 CRC(要求寫出計算步驟)。12. 設(shè)某一信息碼，其生成多項式為 G (x) =x 4+x 2+X+1，R (x) =x 3+x 2試求出信息序列多項式 B (x) = x 6+x 5 的循環(huán)校驗碼CRC(要求寫出 計算步驟)。16. Lo nWorks總線的核心部件是什么？它有幾個微處理器？各有什么功 能？17. MC143150及MC14312C兩種芯片在結(jié)構(gòu)上有什么異同？12.11、現(xiàn)場總線有什么特點？常用的現(xiàn)場總線有幾種類型？它們各有什么特點？答：特點：數(shù)字信號完全取代 420mA模擬信號；使基本過程控制、 報

33、警和計算功能等完全分布在現(xiàn)場完成；使設(shè)備增加非控制信息，如自診斷信息、組態(tài)信息及補償信息等；實現(xiàn)現(xiàn)場管理和控制的統(tǒng)一；真正實現(xiàn)系統(tǒng)的幵放性、互操作性。5 大類型：CAN LonWorks、PROFIBUS HART和 FF第七章過程控制數(shù)據(jù)處理的方法1. 工業(yè)控制程序結(jié)構(gòu)有什么特點？答：（1）可用程序代替硬件電路，完成多種運算（2）能自動修正誤差（3）能對被測參數(shù)對象進行較復(fù)雜的計算和處理（ 4）不僅能對被測參數(shù) 進行測量和處理，而且可以進行邏輯判斷（ 5）微型計算機數(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)用在何種場合？答：匯編語言、

34、C語言、工業(yè)控制組態(tài)軟件。匯編多用于單片機系統(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)字濾波及模擬濾波相比有什么特點？答：數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的， 不需要增加任何硬設(shè)備，系統(tǒng)可靠性高； 可以多個通道共用，可以降低成本，還可以提高可靠性和穩(wěn)定性；可以對頻率很低的信號實現(xiàn)濾波，而模擬濾波器由于受電容容量的影響，頻 率不能太低；靈活性好，方便?？梢杂貌煌臑V波程序?qū)崿F(xiàn)不同的濾波 方法。4、常用的數(shù)字濾波方法有幾種？它們各自有什么優(yōu)缺點？答：程序判斷濾波法： 是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，確定出相鄰兩次采樣信號之間 可能出現(xiàn)得最大偏差。

35、 中值濾波法：它對于去掉偶然因素引起的波動或 采樣器不穩(wěn)定而造成的誤差所引起的脈動干擾比較有效。算術(shù)平均值濾波法：它適用于一般的具有隨機干擾信號的濾波。它特別適合于信號本身 在某一數(shù)值范圍附近作上下波動的情況。加權(quán)平均值濾波：可以提高濾波效果。滑動平均值濾波法： 采樣時間短，可以提高檢測速度。慣性濾波法：適用于慢速隨機變量的濾波。 復(fù)合數(shù)字濾波：比單純的平均值 濾波的效果要好6、算術(shù)平均濾波、加權(quán)平均濾波及滑動平均濾波三者的區(qū)別是什么？ 答：算術(shù)濾波 實際上是求取采樣值的平均值，每一次采樣值所占的比例均 相等；加權(quán)濾波則是在加權(quán)的基礎(chǔ)上求取平均值，每次采樣值所占的比例不等，可以突出某些部分，使

36、其所占的比例增大；滑動濾波則是每采一個 新數(shù)據(jù)，計算一個新的平均值，每次只更新一個采樣值，因而采樣速度快。7、標度變換在工程上有什么意義？在什么情況下使用標度變換程序？答：意義：標度變換將數(shù)字量變成人們熟悉的十進制工程量，便于操作人 員對生產(chǎn)過程進行監(jiān)視和管理。使用情況：在微機控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)中的不同量綱的各種參數(shù)要經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換成ad轉(zhuǎn)換器所能接受的的0-5v的電壓信號，又轉(zhuǎn)化為8為二進制數(shù)字量，為進一步顯示記錄打印報警等， 必須將這些數(shù)字量轉(zhuǎn)化為不同的單位，以便操作人員對生產(chǎn)過程進行監(jiān)事 和管理。工程量的實際值還需要經(jīng)過一次變換，為了實現(xiàn)上述變換，可把 它設(shè)計成專門的工作程序，把各個不同的

37、參數(shù)所對應(yīng)的數(shù)字量放在存儲器 中，然后當某一參數(shù)進行標度變換時，只要調(diào)用標度變換子程序即可。8、在微型計算機控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)誤差是如何產(chǎn)生的？怎樣自動校正系 統(tǒng)誤差？答：誤差產(chǎn)生原因：存在零點偏移和漂移，以及放大電路的增益誤差及器 件參數(shù)的不穩(wěn)定等現(xiàn)象；自動校正系統(tǒng)誤差詳見P266-2679、全自動校準及人工校準有什么區(qū)別？它們分別應(yīng)用在什么場合？ 答：全自動校準由系統(tǒng)自動完成不需要人的介入，只適用于基準參數(shù)是電 信號的場合，他不能校正由傳感器引入的誤差，而人工校準就可以。全自 動校準適用于對電路器件沒有高要求電路。10、為什么要采用量程自動轉(zhuǎn)換技術(shù)？答：傳感器提供的信號范圍很寬，為了保證送到

38、計算機的信號一致，同時 為了減少硬件設(shè)備，使用了可編程增益放大器，通用性很強，方法倍數(shù)可以通過程序控制，使 A/D轉(zhuǎn)換器滿量程信號達到均一化，因而大大提高測11、線性插值有什么優(yōu)缺點？使用中分段是否越多越好？答：它是代數(shù)插值法中最簡單的形式，將非線性參量變?yōu)榫€性參量，使計 算方便，在誤差范圍內(nèi)符合工程要求，缺點是精度低。不是，分段多了， 計算量比較大而且占用內(nèi)存多。第八章數(shù)字PID及其算法1、在PID調(diào)節(jié)器中，系數(shù)Kp、K、Kd各有什么作用？它們對調(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，但永遠不會使偏差減 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

39、例調(diào)節(jié)可以 保證系統(tǒng)的快速性。系數(shù)K為積分常數(shù)，K越大積分作用越弱，積分調(diào)節(jié) 器的突出優(yōu)點是，只要被調(diào)量存在誤差，其輸出的調(diào)節(jié)作用便隨時間不斷 加強，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)K為微分常數(shù)，kd越大，微分作用越強。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)器中，積分項有什么作用？常規(guī) PID、積分分離及變速積分3中算法有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：積分項用于消除靜差。在常規(guī)PID調(diào)節(jié)中，由于系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)線性范圍受到限制，當偏差較大時，會產(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 在控制量幵始跟蹤時，取消積分作用, 直到被跳量接近給定值時，才產(chǎn)生積分作用。而變速積分則是改變積分項 的累加速度，使其及偏差大小相對應(yīng)，偏差大時，積分作用弱，偏差小時， 積分作用增強。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。 積分分離對積分項采取“幵關(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？它及哪些因素有關(guān)？采樣周期的大小對調(diào)節(jié)品質(zhì)有何影響？答：一種是計算法，一種是經(jīng)驗法。因素：擾動頻率的高低；對象的動態(tài) 特性；執(zhí)行機構(gòu)的類型；控制回路數(shù)；控制質(zhì)量。T的大小的影響：T太小，偏差信號也過小，