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。通用外部設備：為了擴大主機的功能而設置的，用來顯示打印存儲傳送數(shù)據(jù)。檢測元件與執(zhí)行機構：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)的非電量轉換成電量，b.執(zhí)行機構：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)，顯示被測參數(shù)及發(fā)出

2、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、應用軟件。系統(tǒng)軟件：它是由計算機設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)軟件只是作為開發(fā)應用軟件的工具，是不需要自己設計的。應用軟件: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)中應用最多的一種模式。一般用于擴展接口，如

3、A/D,D/A轉換接口,LED、LCD顯示接口擴展，再開發(fā)一些應用軟件，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、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 轉換后，送入計算機加工處理，然后再進行報警、

4、打印或顯示，操作人員根據(jù)此結果進行設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，屬于開環(huán)控制結構。計算機根據(jù)數(shù)學模型、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，微機將檢測結果與設定值進行比較，再進行控制運算，然后通過輸出通道控制執(zhí)行機構，使系統(tǒng)的被控參數(shù)達到預定的要求。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)別與聯(lián)系：SCC 系統(tǒng)比 DDC 系統(tǒng)更

5、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)控制以及自適應控制等。SCC 是操作指導控制系統(tǒng)和 DDC 系統(tǒng)的綜合與發(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)與DCS系統(tǒng)相比有哪些特點？7、微機控制系統(tǒng)與模擬控制系統(tǒng)相比有什么特點？答：結構上，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計。即模擬調節(jié)規(guī)律離散化設計法和直接設計法。便于實現(xiàn)復雜的控

6、制具有很大的靈活性和適應性。可實現(xiàn)多回路分時控制?？刂频亩喙δ苄蕴岣咂髽I(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)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、全分散、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡。是控制技術、儀表工業(yè)技術和計算機網(wǎng)絡技術三者的結合。具有現(xiàn)場通信網(wǎng)絡、現(xiàn)場設備互連、互操作性、分散的功能模塊、通信線供電、開放式互連網(wǎng)絡等技術特點。保證控制系統(tǒng)可以適應目前工業(yè)界對數(shù)字通信和自動控制的需求，且使其與 Internet 網(wǎng) 互連構成不同層次的復雜網(wǎng)絡成為可能。代表了工業(yè)控制體系結構

7、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：大力推廣應用成熟的先進技術；大力研究和發(fā)展智能控制系；嵌入式系統(tǒng)的應用將更加深入。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。為適應不同的應用需求，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轉換器的結束信號EOC有什么作用？根據(jù)該信號在I/O控制中的連接方式，A/D轉換有幾種控制方式？它

8、們在接口電路和程序設計上有什么特點？ A/D轉換器的結束信號的作用是用以判斷本次AD轉換是否完成。 常見的A/D轉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，程序設計時，延時大于ADC轉換時間后，取數(shù)據(jù)。查詢法: EOC可以和任意I/O口連接，程序設計時，反復判斷EOC是否有效，直至EOC有效時，取數(shù)據(jù)。 中斷響應法: EOC與外部中斷相連，AD轉換結束后,發(fā)中斷申請,在中斷服務程序中取數(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

9、行速度快。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的特點 （1）采用FPGA設計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IO引腳。 （4）FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開發(fā)費用最低、風險最小的器件之一。 （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。 第2章 模擬量輸入/輸出通道的接口

10、技術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?。ú蓸宇l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)字信號的轉換過程中，當采樣頻率fs大于信號中最高頻率fmax的2倍時(fs>=2fma

11、x)，采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息，一般實際應用中保證采樣頻率為信號最高頻率的510倍。3、多路開關的工作原理。多路開關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轉換器的系統(tǒng)中，完成多對一的轉換。 多路開關的特點。答：采用標準的雙列直插式結構，尺寸小，便于安排；直接與 TTL（或 CMOS）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；轉換速度快，通常其導通或關斷時間在 1ms 左右，有些產(chǎn)品已達到幾十到幾百納秒（ns）。4、多路開關如何擴展？試用兩個CD4097擴展成一個雙16路輸入和雙2路輸入系統(tǒng)，并說明其工作原理。答：擴展時

12、，將多路開關芯片交替使能（反相器）即可，兩路開關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設計一個32路模擬多路開關，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，所以要構建32路的多路開關需要用到4個CD4051。 32路的多路開關應有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(07、815、1623、2431)。如選擇第三

13、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的邏輯關系來達到的。其中INH1=!(!D5&!D4);INH2=!(!D5&D4);INH3=!(D5&!D4);INH4=!(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 轉換器完成一

14、次 A/D 轉換總需要一定的時間。在進行 A/D 轉換時間內(nèi)，希望輸入信號不再變化，以免造成轉換誤差。這樣，就需要在 A/D 轉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？答：不是，對于輸入信號變化很慢，如溫度信號；或者 A/D 轉換時間較快，使得在 A/D 轉換期間輸入信號變化很小，在允許的 A/D

15、 轉換精度內(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轉換器在微型計算機控制系統(tǒng)中有什么作用？答：A/D轉換器是在數(shù)據(jù)進入微型計算機之前，把模擬量轉換成數(shù)字量； D/A轉換器是把經(jīng)過微型

16、計算機處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)字量轉換成模擬量。12、為什么高于8位的D/A轉換器與8位的微型計算機的接口必須采用雙緩沖方式？這種雙緩沖工作與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，雙緩沖結構避免了產(chǎn)生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開，因而在按鍵閉合和斷開的瞬間均會出現(xiàn)一連串的抖動，這稱為按鍵的抖動干擾。按鍵的抖動會造成按一次鍵產(chǎn)生的開關狀態(tài)

17、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開時，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。硬件方法是設計一個濾波延時電路或單穩(wěn)態(tài)電路等硬件電路來避開按鍵的抖動時間。軟件方法是指編制一段時間大于 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)字的輸入；功能鍵用于功能轉換。從結構上分：非編碼鍵盤

18、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，響應速度快，但需要專門的硬件電路。非編碼鍵盤只簡單的提供按鍵開關的行

19、列矩陣，有關鍵的識別，鍵碼的輸入與確定，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，為什么有時采用復用鍵？復用鍵如何實現(xiàn)？答：為了節(jié)省按鍵的數(shù)量，所以采用復用鍵。可以采用設置上下檔開關的措施來構成復用鍵。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束，等鍵釋放電平后再轉去執(zhí)行相應的功能。7、LED發(fā)光二極管組成的段數(shù)碼管顯示器，就其結構來講有哪種兩種接法？不同接法對字符顯示有什么影響？答：就其結構來講有共陰極與共陽極兩種接法。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

20、極接高電平一般接電源其它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時則該端所連接的字段導通并點亮。反之對應的 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

21、可靠，但是使用元件多，線路復雜。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，而且程序設計簡單。 10、LCD顯示與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與LED是兩種不同的顯示技術，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顯示器與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？如何實現(xiàn)？答：硬件譯碼，就是用硬

22、件譯碼器代替軟件求得顯示代碼，節(jié)省計算機的時間，且程序設計簡單。譯碼顯示芯片將BCD碼（或十六進制碼）從相應端口輸出即可完成顯示。第四章 常用控制程序的設計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用場合。答：聲音：如電鈴、電笛發(fā)出，蜂鳴器，集成電子音樂芯片；光：發(fā)光二極管或閃爍的白熾燈等；語音報警，語音芯片；圖形與聲音混合報警，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)與微型計算機控制系統(tǒng)通過光電效應連成系統(tǒng)，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?？傊?，有耦合、隔離和開關的作

23、用。4、試說明固態(tài)繼電器與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開關，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、大功率場效應管開關及控制開關有什么區(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開關；大功率場效應管開關：無隔離作用，高輸入阻抗，低關斷電流，相應速度快，價格便宜，體積??；控制開關：用于電氣控制和熱工儀表的過程控制時的一種特殊開關。6、說明PWM調速系

24、統(tǒng)的工作原理。答：通過改變電機電樞電壓接通時間與通電周期的比值（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，電機轉速即可得到控制。7、什么是遠程報警？遠程報警的關鍵技術是什么？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，需立刻通知相關人員，則稱為遠程自動無線報警系統(tǒng)。關鍵技術在于：調制解調器，借助電話交換器網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡等現(xiàn)有通信系統(tǒng)進行通信，且成本低，不受地域和時域限制，做到安全、迅速和可靠。第六章 總線接口技術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

25、：多個功能部件共享的信息傳輸線稱為總線?？偩€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

26、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) 在電子通信領域，波特率（Baud rate）即調制速率，指的是信號被調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、異步通信與同步通信的區(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系。異步通信是指通

27、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開銷較大，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

28、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或外設之間的通信。詳見P202-2047. 串行通信中為什么要用MODEM？MODEM在接收和發(fā)送中的作用是什么？8. 8. RS-232總線在實際應用中有幾種接線方式？它們都應用在哪些場合？8、RS-232總線最重要的接線有哪些？其功能是什么？答：TXD（第2腳）：發(fā)送數(shù)據(jù)線，輸出。發(fā)送數(shù)據(jù)到MODEM。RXD（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)

29、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MODEM準備好)，輸入。表示調制解調器可以使用，該信號有時直接接到電源上，這樣當設備連通時即有效。CD（第8腳）：載波檢測(接收線信號測定器)，輸入。表示MODEM已與電話線路連接好。RI（第22腳）：振鈴指示，輸入。MODEM若接到交換臺送來的振鈴呼叫信號，就發(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，以控制它的轉換設備，建

30、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的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。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）；最大從方式頻率為2.1MHz；具有可編程極性和相應的串行時鐘；有傳送結束中斷標志；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)

31、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/從機關系軟件設定地址，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. 設某一循環(huán)碼，其生成多項式為G（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. 設某一信息碼，其生成多項式為G（x）=x 4+x 2+x+1，R

32、（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. LonWorks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與MC143120兩種芯片在結構上有什么異同？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、報警和計算功能等完全分布在現(xiàn)場完成；使設備增加非控制信息，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)的開放性、互操作性。5大類型：CAN、LonWorks、PROFIB

33、US、HART和FF第7章 過程控制數(shù)據(jù)處理的方法1.工業(yè)控制程序結構有什么特點？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？它們分別應用在何種場合?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)字濾波與模擬濾波相比有什么特點？答：數(shù)字濾波

34、是用程序實現(xiàn)的，不需要增加任何硬設備，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。可以用不同的濾波程序實現(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。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。加權平均值濾波：可

35、以提高濾波效果?；瑒悠骄禐V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。復合數(shù)字濾波：比單純的平均值濾波的效果要好6、算術平均濾波、加權平均濾波及滑動平均濾波三者的區(qū)別是什么？答：算術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；加權濾波則是在加權的基礎上求取平均值，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

36、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)過變送器轉換成ad轉換器所能接受的的0-5v的電壓信號，又轉化為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，可把它設計成專門的工作程序，把各個不同的參數(shù)所對應的數(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

37、動校正系統(tǒng)誤差詳見P266-2679全自動校準與人工校準有什么區(qū)別？它們分別應用在什么場合？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換技術？答：傳感器提供的信號范圍很寬，為了保證送到計算機的信號一致，同時為了減少硬件設備，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轉換器滿量程信號達到均一化，因而大大提高測量精度。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€

38、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調節(jié)器中，系數(shù)KP、KI、KD各有什么作用？它們對調節(jié)品質有什么影響？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最終將導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例調節(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，積分調節(jié)器的突出優(yōu)點是，只要被調量存在誤差，其輸出的調節(jié)作用便隨時間不斷加強，直到偏差為零。積分調節(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。微分調節(jié)主要用來加快系

39、統(tǒng)的響應速度，減小超調，克服震蕩，消除系統(tǒng)慣性的影響。2、在PID調節(jié)器中，積分項有什么作用？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：積分項用于消除靜差。 在常規(guī)PID調節(jié)中，由于系統(tǒng)的執(zhí)行機構線性范圍受到限制，當偏差較大時，會產(chǎn)生很大的超調量，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，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，使其與偏差大小相對應，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，但調節(jié)方式不同。積分分離對積分項采取“開關”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？采樣周期的大小對調節(jié)品質有何影響？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)行機構的類型；控制回路數(shù)；控制質量。 T的大小的影響：T太小，偏差信號也過小，計算機會失去調節(jié)作用；T過大，會引起誤差。4、位置型