《單片機(jī)原理及應(yīng)用》答案(11~15章)new

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1、張毅剛主編高等教育出版社《單片機(jī)原理及應(yīng)用》答案 第11章 1、由運(yùn)算放大器構(gòu)成的電流／電壓轉(zhuǎn)換電路 2、 D／A轉(zhuǎn)換器的主要指標(biāo)如下： (1) 分辨率 D／A轉(zhuǎn)換器的分辨率指輸入的單位數(shù)字量變化引起的模擬量輸出的變化，是對(duì)輸入量變化敏感程度的描述。 (2) 建立時(shí)間 建立時(shí)間是描述D／A轉(zhuǎn)換速度快慢的一個(gè)參數(shù)，用于表明轉(zhuǎn)換速度。其值為從輸入數(shù)字量到輸出達(dá)到終位誤差(1／2)GB(最低有效位)時(shí)所需的時(shí)間。 (3) 轉(zhuǎn)換精度 理想情況下，精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精度越高。嚴(yán)格講精度與分辨率并不完全一致。只要位數(shù)相同，分辨率則相同．但相同位數(shù)的不同轉(zhuǎn)換器精度會(huì)有

2、所不同。 當(dāng)DAC為二進(jìn)制12位，滿量程輸出電壓為5V時(shí)，分辨率為1.22 mV 3、DAC用作程控放大器，其電壓放大倍數(shù)可由CPU通過程序設(shè)定。由圖可見，需要放大的電壓Vin和反饋輸入端Rfb相接。運(yùn)算放大器輸出Vout還作為DAC的基準(zhǔn)電壓VREF，數(shù)字量由CPU送來，其余如圖所示。DAC0832內(nèi)部Iout一邊和T型電阻網(wǎng)絡(luò)相連，另一邊又通過反饋電阻Rfb和Vin相通，可得以下方程組： 解上述方程組可得 選R＝R6，則上式變?yōu)? 因此，從最后式子可知，輸出電壓的放大倍數(shù)受B控制。 4、同步 5、二種方式 (1) 單緩沖方式。其特點(diǎn)是DAC0832內(nèi)部的兩個(gè)

3、數(shù)據(jù)緩沖器有一個(gè)處于直通方式，另一個(gè)處于受MCS—51控制的鎖存方式。適用于只有一路模擬量輸出，或雖是多路模擬量輸出但并不要求多路輸出同步的情況下。 (2) 雙緩沖方式。其特點(diǎn)是數(shù)字量的輸入鎖存和D／A轉(zhuǎn)換輸出是分兩步完成的。適用于在多路D／A轉(zhuǎn)換中，要求同步進(jìn)行D／A轉(zhuǎn)換輸出的情況下。 6、A／D轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)最重要指標(biāo)： (1) 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率 轉(zhuǎn)換時(shí)間A／D完成一次轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速率。 (2)分辨率 A／D轉(zhuǎn)換器的分辨率習(xí)慣上用輸出二進(jìn)制位數(shù)或BCD碼位數(shù)表示。 7、量化誤差是由于有限位數(shù)字且對(duì)模擬量進(jìn)行量化而引起的；0.195%； 8、目前應(yīng)用

4、較廣泛的主要有以下幾種類型：逐次逼近式轉(zhuǎn)換器、雙積分式轉(zhuǎn)換器、∑—△式A／D轉(zhuǎn)換器和V／F轉(zhuǎn)換器。 逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器：在精度、速度和價(jià)格上都適中，是最常用的A／D轉(zhuǎn)換器件。 雙積分A／D轉(zhuǎn)換器：具有精度高、抗干擾性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但轉(zhuǎn)換速度慢，近年來在單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中也得到廣泛應(yīng)用。 ∑—△式A／D轉(zhuǎn)換器：它具有積分式與逐次逼近式ADC的雙重優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的串模干擾具有較強(qiáng)的抑制能力，不亞于雙積分ADC，它比雙積分ADC有較高的轉(zhuǎn)換速度。與逐次逼近式ADC相比，有較高的信噪比，分辨率高，線性度好，不需要采樣保持電路。 9、對(duì)DAC來說，分辨率反映了輸出模擬電壓的最小變化量

5、。而對(duì)于ADC來說，分辨率表示輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。量化誤差是由ADC的有限分辨率而引起的誤差，但量化誤差只適用于ADC，不適用于DAC。精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精度越高。嚴(yán)格講精度與分辨率并不完全一致。只要位數(shù)相同，分辨率則相同，但相同位數(shù)的不同轉(zhuǎn)換器精度會(huì)有所不同。 10、程序如下： MAIN：MOV R0，#20H 　MOV R1，#00H MOV R2，#00H MOV R3，#50 MOV R8，#08H LOOP： MOV DPTR，#7FF8H LOOP

6、1：MOVX @DPTR，A MOV R6，#0AH DELAY：NOP NOP NOP DJNZ R6，DELAY MOVX A，@DPTR INC DPTR MOV R2，DPL MOV DPH，R0 MOV DPL，R1 MOVX @DPTR，A INC DPTR MOV R0，DPH

7、 MOV R1，DPL MOV DPH，#7FH MOV DPL，R2 DJNZ R7，LOOP1 LCALL DELAY1M ；延時(shí)1 分鐘 DJNZ R3，LOOP … 11、程序如下： MIAN： MOV R1，#10 MOV R2，#40H MOV R0，#7CH MOVX @R0，A LOOP： NOP LOOP1： NOP JB P

8、3.2，LOOP1 MOVX A，@R0 MOV @ R2，A INC R2 MOV R0，#7DH MOVX A，@R0 MOV @R2，A INC R2 DJNZ R1，LOOP 12、（A） （B）√ （C） (D) √ 　　　　　　　　　　　　　 第12章 1、P0口的每位可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸人，P1、P2、P3口的

9、每一位只能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL輸人；低電平； 2、在MCS—51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中．當(dāng)需用單片機(jī)控制各種各樣的高壓、大電流負(fù)載，這些大功率負(fù)載如電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、繼電器、燈泡等，則不能用單片機(jī)的I/O線來直接驅(qū)動(dòng)．而必須通過各種驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)電路來驅(qū)動(dòng)。此外，為了隔離和抗干擾，有時(shí)需加接光電耦合器。 3、常用的開關(guān)型驅(qū)動(dòng)器件有光電耦合器、繼電器、晶閘管、功率MOS管、集成功率電子開關(guān)、固態(tài)繼電器等。 4、常用電子開關(guān)有功率MOS管、晶閘管、集成功宰電子開關(guān)、固態(tài)繼電器等等；電子開關(guān)器件的通病是存在通態(tài)壓降和斷態(tài)漏電流。 5、開關(guān)速度快、工作頻率高、無噪聲、無觸點(diǎn)，工作可靠、壽命長(zhǎng)，適用于那些

10、需要抗潮濕、抗腐蝕和防爆場(chǎng)合以及高頻和高速系統(tǒng)中。 6、以負(fù)載電源類型分類：可分為直流型(DC—SSR)和交流型(AC—SSR)兩種。直流型固態(tài)電子繼電器是以功率晶體管作為開關(guān)元件的，交流型固態(tài)屯子繼電器足以可控硅作為開關(guān)元件的，分別用來接通和斷開直流或交流負(fù)載。 以開關(guān)觸點(diǎn)形式分類：可分為常開式和常閉式。常開式的功能是輸入端施加信號(hào)時(shí)，固態(tài)繼電器輸出端才接通；而常閉式是僅當(dāng)輸入端施加信號(hào)時(shí)，固態(tài)繼電器的輸出端才被關(guān)斷，而輸入端沒有信號(hào)時(shí)，固態(tài)繼電器的輸出端始終處于閉合狀態(tài)。 以控制觸發(fā)信號(hào)的形式分類：可分為過零型和非過零型；非過零型在輸人信號(hào)時(shí)，不管負(fù)載電源電壓相位如何，負(fù)載端立即導(dǎo)通

11、。而過零型必須在負(fù)載電源電壓接近零且輸入控制信號(hào)有效時(shí)，輸出端負(fù)載電源才導(dǎo)通。 7、使用注意事項(xiàng)： (1) 要考慮這兩項(xiàng)參數(shù)通態(tài)壓降和斷態(tài)漏電流。 (2) 當(dāng)使用溫度較高時(shí)，選用的SSR必須留有一定的余量。 (3) 當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，輸出端必須加接壓敏電阻。 (4) 輸出端負(fù)載短路會(huì)造成SSR損壞，應(yīng)特別注意避免。 第13章 1、抗干擾性差，傳輸距離短。 2、由于調(diào)制解調(diào)器就是在發(fā)送時(shí)把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，送到通信線路上，再把從通訊線路收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。這樣能克服公用電話網(wǎng)頻帶有限、不能進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)字量的傳輸缺點(diǎn)。 3、為了起到隔離、抗干擾的作用。 4、R

12、S-422A僅僅是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了差分平衡的電氣接口，它采用平衡驅(qū)動(dòng)和差分接收的方法；可數(shù)傳速率、通訊距離、接口處信號(hào)產(chǎn)生串?dāng)_等性能； 5、RS-232 異步串行通訊中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線，適用于短距離或帶調(diào)制解調(diào)器的通訊場(chǎng)合，但數(shù)傳速率低、通訊距離短、接口處信號(hào)容易產(chǎn)生串?dāng)_等；RS—422A能在長(zhǎng)距離、高速率下傳輸數(shù)據(jù)；RS-485對(duì)于互連是十分方便的，干擾抑制性好，阻抗低，無接地問題；電流環(huán)串行接口最大特點(diǎn)是低阻傳輸線對(duì)電氣噪聲不敏感，而且，易實(shí)現(xiàn)光電隔離。 6、不能 第14章 1、空間干擾、供電系統(tǒng)干擾、供電系統(tǒng)干擾 2、以消除直流電源和地線中的脈沖電流所造成的干擾；2；

13、5-10uF的電解電容和一個(gè)0.01-1.0uF的電容 3、能有效抑制尖峰脈沖以及各種噪聲干擾，從而使過程通道上的信噪比大大提高；A／D、D／A與單片機(jī)之間的隔離和開關(guān)量隔離 4、并聯(lián)二極管和穩(wěn)壓管或由電阻和電容組成抑制電路 5、在低頻電路中，布線和元件間的電感較小，而接地電路形成的環(huán)路，對(duì)于擾的影響卻很大，因此應(yīng)應(yīng)一點(diǎn)接地。 6、電源去耦就是在每個(gè)印制板人口處的電源線與地線之間并接退耦電容，集成芯片去耦就是每個(gè)集成芯片都應(yīng)安置一個(gè)0.1uF的陶瓷電容器。 7、不要在印制板上留下空白銅箔層，因?yàn)樗鼈兛梢猿洚?dāng)發(fā)射天線或接收天線；走線不要有分支，這可避免在傳輸高頻信號(hào)導(dǎo)致反射干擾或發(fā)生諧

14、波干擾。 8、算術(shù)平均濾波法，適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波；滑動(dòng)平均濾波法，適用于高頻振蕩系統(tǒng)；中位值濾波法，適用于被測(cè)參數(shù)如溫度、液位等變化緩慢的場(chǎng)合；防脈沖干擾平均值濾波法，適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合； 9、指令冗余便是采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插人一些單字節(jié)指令(NOP)，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫；軟件陷阱．就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專門對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序。 10、“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間超過已知的循環(huán)設(shè)定時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入了“死循環(huán)”，然后強(qiáng)迫程序返回到0000H入口，在0000

15、H處安排一段出錯(cuò)處理程序，使系統(tǒng)運(yùn)行納入正規(guī)。 11、當(dāng)發(fā)生電源掉電的意外情況，一些重要的數(shù)據(jù)可能丟失，這時(shí)要求系統(tǒng)應(yīng)首先檢測(cè)到電源的變化，然后通過切換電路把備用電池接入系統(tǒng)，以保護(hù)RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。 第15章 1、設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，一般可分為四個(gè)步驟： (1) 需求分析，方案論證和總體設(shè)計(jì)階段。 (2) 器件選擇，電路設(shè)計(jì)制作，數(shù)據(jù)處理，軟件的編制階段。 (3) 整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能測(cè)定。 (4)文件編制階段。 2、89C51最小應(yīng)用系統(tǒng) 3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由信號(hào)調(diào)理電路、多路切換電路、采樣保持電路、?！獢?shù)轉(zhuǎn)換、基本的單片機(jī)系統(tǒng)； 1）信號(hào)調(diào)理電路：

16、信號(hào)調(diào)理電路是傳感器與A／D之間的橋梁，也是測(cè)控系統(tǒng)中里要組成部分。信號(hào)調(diào)理的主要功能是：非電量的轉(zhuǎn)換、信號(hào)形式的變換、放大、濾波、共模抑制及隔離等等。 2）多路切換電路: 模擬多路開關(guān)的選擇主要考慮導(dǎo)通電阻的要求，截止電阻的要求和速度要求。 3）采樣保持電路：采樣保持電路是為了保證模擬信號(hào)高精度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的電路。采樣保持器的選擇要綜合考慮捕獲時(shí)間，孔隙時(shí)間、保持時(shí)間、下降率等參數(shù)。 4）模—數(shù)轉(zhuǎn)換：計(jì)算機(jī)同外界交換信息所必須的接口器件。選擇ADC需主要考慮的指標(biāo)有：分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、精度、電源、輸入電壓范圍、工作環(huán)境、數(shù)字輸出特性、價(jià)格等。 5）基本的單片機(jī)系統(tǒng) 4、單片機(jī)集成了微處理器、存儲(chǔ)器和各種輸入、輸出接口等等，主要應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試和控制功能。 5、開發(fā)系統(tǒng)大致分為四類。 (1)通用型單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng) (2)軟件模擬開發(fā)系統(tǒng) (3)普及型開發(fā)系統(tǒng) (4)通用機(jī)開發(fā)系統(tǒng) 6、不能 7、有4步驟 第一步．建立用戶源程序。 第二步，在開發(fā)系統(tǒng)機(jī)上，利用匯編軟件對(duì)第一步輸入的用戶源程序進(jìn)和匯編，變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼。 第三步，動(dòng)態(tài)在線調(diào)試。 第四步，將調(diào)試完畢的用戶程序通過編程器，固化在ROM中。