长沙理工大学微型计算机控制技术第二版考试试题及答案.docx
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长沙理工大学微型计算机控制技术第二版考试试题及答案
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（A）转换。
A．A/D转换器B．双向可控硅
C．D/A转换器D．光电隔离器
2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（D）器件完成控制量的切换工作。
A．锁存器锁存B．多路开关
C．A/D转换器转换D．反多路开关
3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（A）。
A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值
4.在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（B）。
A．阳极B．阴极C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极
5.电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（B）实现的。
A．改变定子的通电方向和通电占空比
B．改变转子的通电方向和通电占空比
C．改变定子的通电电压幅值
D．改变转子的通电电压幅值
6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）
A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机
B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机
C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作
D．SCC计算机与控制无关
7.键盘锁定技术可以通过（C）实现。
A．设置标志位
B．控制键值锁存器的选通信号
C．A和B都行
D．定时读键值
8.RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C）。
A．0．3伏以下B．0．7伏以上
C．-3伏以下D．+3伏以上
9.在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D）提高信/躁比。
A．只能通过模拟滤波电路
B.只能通过数字滤波程序
C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路
D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路
10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（B）。
A．步进电机可以直接接受数字量
B．步进电机可以直接接受模拟量
C．步进电机可实现转角和直线定位
D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1.香农定理告诉我们，采样频率越高，采样数据描绘的曲线越接近实际曲线。
所以，为了提高控制精度，应尽可能提高采样频率。
2.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出相对于下列各模拟量所对应的数字量：
1.模拟量为5V时，所对应的数字量为3FFH。
2.模拟量为0V时，所对应的数字量为200H。
3.模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为100H。
3.在三相步进电机系统中，为了提高控制力矩，常常采用双三拍方法来实现。
4.操作指导系统对驱动方式未模清控制规律的系统（或不需要控制的）目的在于更适宜。
5.某微型机采样系统中，CD4051的INH端接+5V，控制端C、B、A接地时，选通无通道。
6.LCD的多极驱动方式是指多个背极，该段能否显示。
7.在PID调节系统中，比例系数KP的确定比微分系数KI和积分系数KD更重要，因为它关系到因为Kp不但与本身有关，而且还和Kd\Ki有关。
8.某仪器受体积限制只允许设置8个功能键，但却要求有十六种功能，可以采用双功能键的办法解决。
9.和PID调节一样，模糊控制器的最大优点是不要求数学模型。
10.SPI总线与I2C总线的主要区别是_SPI有三条线，而I2C只有两条_和_I2C的总线是双向的_
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）
1.在显示系统中，若为动态显示，需将待显示数变成显示码才能输出到显示器进行显示。
若在显示电路中增加一级锁存器，则可直接将待显示数输出到显示器进行显示。
（X，不能）
2.DAC0832是常用的8位D/A转换器，内部设有两级缓冲器，目的是使转换数椐得到充分缓冲，确保转换精度。
（O）
3.由于各种传感器提供的电压信号范围很宽，需要通过可编程增益放大器，对信号进行调整，使A/D转换器满量程信号达到均一化。
（O）
4.某系统采用程序判断滤波方式进行数据处理，发现总有一些杂波无法滤掉，原因是采样时间间隔太大（X，原因是两次采样的变化量△Y太大）。
5.在工业过程控制系统中，由于被控对象所处环境复杂，常使采样值偏离实际值。
所以一般要加入滤波环节，且常常将模拟滤波和数字滤波同时使用。
（O）
四、简答题（本题共4小题，共20分）
1.（本题5分）简要说明多路开关的主要特点。
答：
半导体多路开关的特点是：
（答5条即可）
（1）采用标准的双列直插式结构，尺寸小，便于安排；
（2）直接与TTL（或CMOS）电平相兼容；
（3）内部带有通道选择译码器，使用方便；
（4）可采用正或负双极性输入；
（5）转换速度快，通常其导通或关断时间在1ms左右，有些产品已达到几十到几百纳秒（ns）；
2.（本题5分）PID调节系统中，微分调节起何作用？
为什麽在有些系统中采用不完全微分算式，它与常规算式有哪些区别？
答：
微分的作用是加快调整速度。
由于微分只存在于瞬间，因而有时会使系统产生震荡，而使调节品质下降。
为了避免震荡，在一些系统中采用不完全微分算法，它的基本思想是使微分作用漫漫减弱，以避免由于微分突然下降到0而产生震荡。
3.（本题5分）PWM控制意味着什么？
它有什么作用？
微型机控制系统中是怎样实现的？
答：
PWM是脉冲宽度调速系统，它用来控制马达的转速和方向。
其方法是通过改变对电机的通电时间达到调整电机转速的目的。
具体作法是，首先根据电机转速的要求，确定占空比，即通电时间与通电周期之比，再按照通、断电时间送出控制模型，使电机按要求的转速运转。
方向是通过改变4个开关的通电状态来实现的。
4.（本题5分）说明算术平均滤波、加权平均滤波和滑动平均滤波之间的区别以及各自的用途。
答：
算术平均滤波每一次采样值所占的比例均相等；可用于任何场合，如压力、流量等。
加权平均滤波则每次采样值所占的比例不等，可以突出某些部分，使其所占的比例增大，但各次采样的系数总和为∑Ci=0；这种滤波主要用于那些想突出采样的某些部分的场合。
而滑动平均滤波则是每次只更新一个采样值，因而采样速度快。
此滤波主要用于实时性要求比较快的场合。
五、设计题（本题共1小题，共20分）
设A/D转换电路如图1所示，
（1）说明图中A/D转换方式。
（3分）
（2）写出图中8255A的地址。
（4分）
（3）画出实现该A/D转换的流程图。
（5分）
（4）编写完成A/D转换的程序。
（8分）
答：
（1）图中A/D转换为查询方式（3分）
（2）写出图中8255A的地址。
（4分）
G1G2AG2BCBA
P2.7P2.6P2.50P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0
1110110XX
Y6
所以,8255A的地址是:
F800H—FB00H（或:
F8FFH—6BFFH）
（3）画出实现该A/D转换的流程图如下（5分）
•A/D转换程序（8分）
START：
MOVA，#82H；8255初始化2分
MOVDPTR，#0FB00H
MOVX@DPTR.，A
MOVA，#09H；启动A/D2分
MOVX@DPTR.，A
MOVDPTR，#0F900H
LOOP：
MOVDPTR，#0FA00H
MOVXA，@DPTR；判断转换是否结束2分
ANLA，#01H
JZ，LOOP
DECDPH
MOVXA，@DPTR；读A/D转换结果2分
ENDSTART
六、设计题（本题共1小题，共20?
分）
已知电机控制系统如图2所示，图中LD为马达运行指示灯（不运行时熄灭）。
（1）说明图中芯片4N25的作用（2分）
（2）说明图中电机的控制原理（4分）
（3）画出电动机控制程序流程图（4分）
（4）根据流程图编写电机控制程序（设8255的地址为8000—8003H）（8分）
（5）图中有否需要改动的地方？
原因是什麽？
（2分）
答：
（1）芯片4N25用来隔离（2分）
（2）说明图中电机的控制原理（4分）
图中，开关K0—K7为给定值，用来给定马达的转速，V=Vmax╳N/256，开关K用来控制停止（0）/启动
（1）。
当PC4输出为1时，光电隔离器导通，发光二极管亮，光敏三极管导通，马达开始转动。
通过转动N，再停止N脉冲宽度调制技术，即可控制马达的速度。
（3）画出电动机控制程序流程图（4分）
（4）根据流程图编写电机控制程序（8分）
MAIN：
MOVA，#81H；8255初始化2分
MOVDPTR，#8003H
MOVX@DPTR.，A
LOOP：
MOVDPTR，#8002H
MOVXA，@DPTR；判断是否停止马达2分
ANLA，#02H
JZ，STOP
START：
MOVA，#90H；启动马达，指示灯亮2分
（MOVDPTR，#8002H）
MOVX@DPTR.，A
AJMPLOOP
STOP：
MOVA，#00H；停止马达，指示灯灭2分
（MOVDPTR，#8002H）
MOVX@DPTR.，A
AJMPLOOP
（5）图中4N25发光三极管的电源应单独供电？
（2分）
一、选择题（本题共10小题，每小题1.5分，共15分）
1.防止抖动是能否正确读取键值的必要环节，实现方法是（A）。
A．可以用硬件电路或软件程序实现
B．只能用滤波电路或双稳态电路实现
C．只能用软件程序实现
D．只能用延时程序实现
2.LCD显示的关键技术是解决驱动问题，正确的作法是（D）。
A．采用固定的交流电压驱动B．采用直流电压驱动
C．采用交变电压驱动D．采用固定的交变电压驱动
3.小功率直流电机控制控制系统中，正确的作法是（B）
A．改变定子上的通电极性，以便改变电机的转向
B．改变转子上的通电极性，以便改变电机的转向
C．在定子上通以交流电，电机可周期性变换转向
D．在转子上通以交流电，电机可周期性变换转向
4.在实际应用中，PID调节可根据实际情况调整结构，但不能（D）。
A．采用增量型PID调节B．采用带死区的PID调节
C．采用PI调节D．采用ID调节
5.若用4位共阳极LED和74LS04构成光报警系统，使最高位发光其余位不发光的报警模型是（A）。
A．1000BB．0001BC．1111BD．0000B
6.关于ADC0809中EOC信号的描述，不正确的说法是（D）。
A.EOC呈高电平，说明转换已经结束
B.EOC呈高电平，可以向CPU申请中断
C.EOC呈高电平，表明数据输出锁存器已被选通
D.EOC呈低电平，处于转换过程中
7.采样/保持器的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V,输出端为（A）。
A．从2.3V变至2.6VB．从2.3V变至2.45V并维持不变
C．维持在2.3VD．快速升至2.6V并维持不变
8.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B）
A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机
B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机
C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作
D．SCC计算机与控制无关
9.键盘锁定技术可以通过（C）实现。
A．设置标志位B．控制键值锁存器的选通信号
C．A和B都行D．定时读键值
10．引起调节的根本原因是偏差，所以在下列说法中,不正确的是（D）。
A．偏差的正、负决定调节作用的方向
B．偏差的大、小决定调节作用的强、弱
C．偏差为零，调节作用为零
D．偏差太大，调节失效
二、填空题（本题共15个空，每空1分，共15分）
1．DDC系统的最大优点是____用一台计算机控制多个回路_______。
_用一台计算机控制多个回路_
2．采样/保持器有两种工作方式。
在采样方式中，采样-保持器的输出_______跟随输入变化_____。
在保持状态时，采样-保持器的输出_______保持不变_____。
跟随输入变化保持不变
3．在PID控制系统中，I的作用主要是____消除静差_________，它一般不单独使用的
原因是_____速度不变________。
消除静差速度不变
4．在数据采集系统中，只使用一个S/H和A/D构成的系统称之为___分时采样，分时转换___系统，而只使用多个S/H和一个A/D构成的系统称之为____同时采样，分时转换系统。
5．在微型机控制系统中，键盘处理程序由两部分组成，其一是计算键值，其二则是，______根据键值转移到键功能入口地址_。
6．当LF198采样/保持器的逻辑端输入低电平时，输入电平从3.25伏下滑到2.70伏，此时输出端电平为3.25伏。
3.25V
7．“模糊”一词的英文写法是__Fuzzy____________，这种控制方法的最大优点是__不需要数学模型_。
Fuzzy不需要数学模型
8．积分分离PID与变速积分PID的根本区别是__前者是对积分是开关量，后者则是线性的__。
9．计算机监督系统与计算机直接控制系统的根本区别是,前一种系统具有两级计算机，其中监督计算机的作用是按描述生产过程的数学模型计算最佳给定值送到DDC计算机。
10．线性插值法最根本的问题是___用直线代替曲线__。
三、判断题（正确，在括号内划∨，错误，在括号内划╳，并改正（只对错误部分进行改正即可）（本题共5小题，共10分）
1．在计算机控制系统中，常常需要设计报警电路，无论在什麽情况下，也不管原因如何，只要略微超限，立即报警。
（╳）有时为了减少报警次数，可设置上、下报警限
2.多路开关CD4051的作用就是把多路模拟信号转换成一路信号。
（∨）
3．在PID调节系统中，积分I的作用是消除静差，所以积分分离PID不能消除静差（）。
╳,积分分离也能消除静差
4．步进电机之所以能转动，其关键原因是错齿。
（∨）
5．A/D转换器的结束信号的连接方式是判断A/D转换方式的主要依据。
（∨）
四、简答题（本题共4小题，共20分）
1.（本题5分）多位LED显示器显示方法有哪两种？
两种显示都需要解决的问题是什麽？
怎样解决？
1.答：
一种是动态显示，另一种是静态显示。
两种显示方式都需要解决的问题是将待显示的字符变成LED显示码，即译码。
可以用硬件译码器实现，也可以用软件程序完成。
2.（本题5分）根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成哪几种A/D工作方式？
具体怎样接线？
2.答：
根据转换结束信号EOC的不同接法，能构成的工作方式有：
①查询方式：
EOC接一根口线。
②中断方式：
EOC接中断申请线INT0或INT1。
③延时等待方式
3.（本题5分）手动后援是控制系统中的一个环节，在系统运行时它有何作用？
在手动与自动之间进行切换时要求什麽？
3.答：
手动后援是控制系统中的一个环节，对于连续工作的系统，当自动调节出现问题时，可暂时用手动的办法维持工作，待问题解决后，再恢复自动控制，保证工作的连续性。
在手动与自动之间进行切换时要求尽量平稳，最好是无扰动切换。
4.（本题5分）抖动、重键都是键盘设计中经常遇到的问题，用什麽方法可以解决？
4.答：
抖动是键盘工作中的常见现象，它将影响计算机对按键的查询工作的准确性。
常采用的防抖措施有：
①软件延时程序（一般为10--20毫秒）。
②硬件防抖电路：
双稳态电路及滤波电路。
五、设计题（本题共1小题，共20分）
设某步进电机为A、B、C、D四相。
1.说明图中芯片4N25、达灵顿管T的作用。
（2分）
答、图中光电隔离器4N25的作用有两个，隔离和耦合。
2.画出此步进电机单四拍、双四拍以及四相八拍三种控制方式正向通电顺序图。
（6分）
（1）单四拍：
（2）双四拍
（3）四相八拍略。
（3）A、B、C、D四相分别用PC0---PC3控制，请在下表的空格处填上适当的数。
（4分）
步
步
序
控 制 位
PC7PC6PC5PC4PC3 PC2 PC1 PC0
D C B A
通电状态
控制模型
双四拍
1
1 1
A、B通电
03H
2
1 1
B、C通电
06H
3
1 1
C、D通电
0CH
4
1 1
D、A通电
09H
1.每一相控制电路如下图所示，已知8255A的端口地址为2060H、2061H、2062H、2063H，
试用8255A位控方式写出使步进电机A相、B相、C相和D相通电的程序（只要求正转）。
（8分）
ORG2000H
START：
MOVA，80H；8255初始化
MOVDPTR，#2063H
MOVX@DPTR,A
MOVA,#01H；A相通电
MOVX@DPTR,A
MOVA,#03H；B相通电
MOVX@DPTR,A
MOVA,#05H；C相通电
MOVX@DPTR,A
MOVA,#07H；D相通电
MOVX@DPTR,A
六、设计题（本题共1小题，共20分）设某压力报警系统如图所示。
图中，开关K0为报警屏蔽开关，K0=0时，系统被屏蔽。
开关K1为压力报警开关，K1闭合时，表示报警；开关K1打开时为正常状态。
系统正常时，绿色指示灯LD亮,；报警时使红色指示灯HD0亮。
并要求系统能连续工作。
1.写出8255A各口的地址。
（4分）
答：
（1）写出8255A各口的地址。
（4分）
G1G2AG2BCBA
P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0A7…A1A0
10011010XX
Y2
所以，8255的地址为9A00—9A03H（或9AFC—9AFFH）
2.画出完成上述任务的程序流程图。
（6分）
3.（3）编写8255A初始化和控制程序。
（10分）
START：
MOVA，#90H；8255初始化（2分）
MOVDPTR，#9A03H
MOVX@DPTR,A
LOOP：
MOVDPTR，#9A00H
MOVXA，@DPTR；判断报警是否屏蔽（2分）
MOVR0,A
ANLA，#01H
JZLD
MOVA，R0；判断K1是否报警（2分）
ANLA，#10H
JZL、HD
LD：
MOVA，#0FH；LD亮（2分）
MOVDPTR，#9A03H
MOVX@DPTR,A
AJMPLOOP
HD：
MOVA，#01H；LD亮（2分）
MOVDPTR，#9A03H
MOVX@DPTR,A
AJMPLOOP
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