沈陽(yáng)大學(xué)范立南《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》習(xí)題參考答案完整版.doc
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《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》 (機(jī)械工業(yè)出版社 范立南、李雪飛) 習(xí)題參考答案 第1章 1.填空題 (1) 閉環(huán)控制系統(tǒng),開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) (2) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,實(shí)時(shí)決策控制,實(shí)時(shí)控制輸出 (3) 計(jì)算機(jī),生產(chǎn)過(guò)程 (4) 模擬量輸入通道,數(shù)字量輸入通道,模擬量輸出通道,數(shù)字量輸出通道 (5) 系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件 2.選擇題 (1) A (2) B (3) C (4) A (5) B 3.簡(jiǎn)答題 (1) 將閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的模擬控制器和和比較環(huán)節(jié)用計(jì)算機(jī)來(lái)代替,再加上A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器等器件,就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),其基本框圖如圖所示。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)(通常稱(chēng)為工業(yè)控制機(jī))和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī),它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過(guò)程包括被控對(duì)象、測(cè)量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開(kāi)關(guān)等裝置。 (2) 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng):其優(yōu)點(diǎn)是控制過(guò)程簡(jiǎn)單,且安全可靠。適用于控制規(guī)律不是很清楚的系統(tǒng),或用于試驗(yàn)新的數(shù)學(xué)模型和調(diào)試新的控制程序等。其缺點(diǎn)是它是開(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu),需要人工操作,速度不能太快,控制的回路也不能太多,不能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用。 直接數(shù)字控制系統(tǒng):設(shè)計(jì)靈活方便,經(jīng)濟(jì)可靠。能有效地實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制,如串級(jí)控制、自適應(yīng)控制等。 監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng):它不僅可以進(jìn)行給定值的控制,還可以進(jìn)行順序控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等。其中SCC+模擬調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng),特別適合老企業(yè)的技術(shù)改造,既用上了原有的模擬調(diào)節(jié)器,又可以實(shí)現(xiàn)最佳給定值控制。SCC+DDC的控制系統(tǒng),更接近于生產(chǎn)實(shí)際,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,使用靈活,但是其缺點(diǎn)是數(shù)學(xué)模型的建立比較困難。 集散控制系統(tǒng):又稱(chēng)分布式控制系統(tǒng),具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài)靈活,控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便,顯示操作集中,調(diào)試方便,運(yùn)行安全可靠,提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平和管理水平,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)比較復(fù)雜。 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng):既能完成直接面向過(guò)程的控制和優(yōu)化任務(wù),還能完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的綜合管理、指揮調(diào)度和經(jīng)營(yíng)管理的任務(wù)。但是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)所要解決的不僅是局部最優(yōu)問(wèn)題,而是一個(gè)工廠(chǎng)、一個(gè)企業(yè)乃至一個(gè)區(qū)域的總目標(biāo)或總?cè)蝿?wù)的全局多目標(biāo)最優(yōu),即企業(yè)綜合自動(dòng)化問(wèn)題。 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng):成本低、可靠性高,而且在同一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下可以實(shí)現(xiàn)真正的開(kāi)放式互聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 嵌入式控制系統(tǒng):嵌入式控制系統(tǒng)是面向特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的、對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等進(jìn)行嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),具有軟件代碼小,高度自動(dòng)化,響應(yīng)速度快等特點(diǎn),制作成本高,但系統(tǒng)開(kāi)發(fā)投入低,應(yīng)用靈活。 (3) 操作臺(tái)是一個(gè)實(shí)時(shí)的人機(jī)對(duì)話(huà)的聯(lián)系紐帶。通過(guò)它人們可以向計(jì)算機(jī)輸入程序,修改內(nèi)存的數(shù)據(jù),顯示被測(cè)參數(shù)以及發(fā)出各種操作命令等。它主要包括以下4個(gè)部分:作用開(kāi)關(guān)、一組功能鍵、屏幕或顯示器、一組數(shù)字鍵。 (4) 可靠性高和可維修性好、控制的實(shí)時(shí)性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、輸入和輸出通道配套好、系統(tǒng)的擴(kuò)充性好、控制軟件包功能強(qiáng)、系統(tǒng)通信功能強(qiáng) (5) 具有實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、開(kāi)放性、智能化、互操作性、風(fēng)險(xiǎn)分散性、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 (6) 嵌入式控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn): ①嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。 ②嵌入式系統(tǒng)通常是面向用戶(hù)、面向產(chǎn)品、面向特定應(yīng)用的。 ③嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起,其升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行的。 ④為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)中,而不是存貯于磁盤(pán)等載體中。 ⑤嵌入式系統(tǒng)本身并不具備在其上進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的能力。在設(shè)計(jì)完成以后,用戶(hù)如果需要修改其中的程序功能,也必須借助于一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境。 ⑥要求嵌入式系統(tǒng)所支持的開(kāi)發(fā)工具易學(xué)、易用、可靠、高效。 第2章 1.填空題 (1) (2) 信號(hào)調(diào)理電路,多路開(kāi)關(guān),前置放大器,采樣保持器,A/D轉(zhuǎn)換器 (3) 用來(lái)切換模擬電壓信號(hào)的關(guān)鍵元件 (4) 脈沖啟動(dòng),電平控制 (5) 中斷,查詢(xún),延時(shí) (6) 查詢(xún),延時(shí),中斷 (7) 雙緩沖,單緩沖,直通,單極性,雙極性 2.選擇題 (1) A (2) C (3) B (4) D (5) A (6) C (7) B (8) D 3.簡(jiǎn)答題 (1) 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,常用的信號(hào)有3種類(lèi)型,即模擬信號(hào)、離散模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 (2) 如果連續(xù)信號(hào)具有有限頻譜,其最高頻率為,則對(duì)進(jìn)行周期采樣且采樣角頻率時(shí),連續(xù)信號(hào)可以由采樣信號(hào)惟一確定,亦即可以從不失真地恢復(fù)。 (3) 不是。如果輸入信號(hào)變化很慢(如溫度信號(hào))或者A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間較快,使得在A(yíng)/D轉(zhuǎn)換期間輸入信號(hào)變化很小,在允許的A/D轉(zhuǎn)換精度內(nèi),不必再選用采樣/保持器。 (4) 信號(hào)調(diào)理電路是把傳感器輸出的信號(hào)或變送器輸出的信號(hào)中,較小的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬量輸入通道中的放大器放大后,變換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)(如0~5V,1~5V,0~10V,-5~+5V等),再經(jīng)濾波后才能送入A/D轉(zhuǎn)換器。而對(duì)于電流信號(hào)應(yīng)該通過(guò)I/V(電流/電壓)變換電路,將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào),再經(jīng)濾波后送入A/D轉(zhuǎn)換器。 當(dāng)有多個(gè)輸入信號(hào)需要檢測(cè)時(shí),利用多路開(kāi)關(guān)可將各個(gè)輸入信號(hào)依次地或隨機(jī)地連接到公用放大器或A/D轉(zhuǎn)換器上,實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)輸入通道的分時(shí)控制。多路開(kāi)關(guān)是用來(lái)切換模擬電壓信號(hào)的關(guān)鍵元件。 前置放大器的任務(wù)是將模擬小信號(hào)放大到A/D轉(zhuǎn)換器的量程范圍內(nèi)(如0~5V)。 A/D轉(zhuǎn)換器需要一定的時(shí)間才能完成一次A/D轉(zhuǎn)換,因此在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi),希望輸入信號(hào)不再變化,以免造成轉(zhuǎn)換誤差。這樣,就需要在A(yíng)/D轉(zhuǎn)換器之前加入采樣/保持器S/H。 A/D轉(zhuǎn)換器的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。 (5) 模擬量輸入通道,數(shù)字量輸入通道,模擬量輸出通道,數(shù)字量輸出通道。 (6) 當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí),A/D轉(zhuǎn)換器芯片內(nèi)部的轉(zhuǎn)換結(jié)束觸發(fā)器置位,并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志電平,以通知主機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。 根據(jù)該信號(hào)在I/O控制中的連接方式,A/D轉(zhuǎn)換器有查詢(xún)、延時(shí)和中斷控制方式。 采用查詢(xún)方式時(shí),轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳通常連接到數(shù)據(jù)線(xiàn)或I/O口線(xiàn)上。這種方法程序設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,且可靠性高,但實(shí)時(shí)性差。但由于大多數(shù)控制系統(tǒng)對(duì)于這點(diǎn)時(shí)間都是允許的,所以,這種方法用得最多。 采用延時(shí)方式時(shí),轉(zhuǎn)換結(jié)束引腳懸空。在這種方式中,為了確保轉(zhuǎn)換完成,必須把時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng),因此,其速度比查詢(xún)方式還慢,故應(yīng)用較少。 采用中斷方式時(shí),轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)通常與計(jì)算機(jī)的外部中斷引腳連接(如80C51的或)。在中斷方式中,CPU與A/D轉(zhuǎn)換器是并行工作的,因此,其工作效率高。在多回路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中一般采用中斷方式。 (7) 數(shù)字量輸入通道中常用的信號(hào)調(diào)理電路有:在小功率輸入調(diào)理電路如采用RC濾波電路消除開(kāi)關(guān)抖動(dòng)的方法。采用RS觸發(fā)器消除開(kāi)關(guān)兩次反跳的方法。大功率調(diào)理電路如高壓與低壓之間,用光電耦合器進(jìn)行隔離。交流輸入信號(hào)檢測(cè)電路如電感、壓敏電阻和光耦合器配合使用的電路。 (8) 在數(shù)字量輸出通道中的驅(qū)動(dòng)電路,對(duì)于低電壓情況下開(kāi)關(guān)量控制輸出,可采用晶體管、OC門(mén)或運(yùn)放等方式輸出。在驅(qū)動(dòng)大型設(shè)備時(shí),往往利用繼電器作為控制系統(tǒng)輸出到輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)之間的第一級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu),通過(guò)第一級(jí)繼電器輸出,可以完成從低壓直流到高壓交流的過(guò)渡。固態(tài)繼電器是計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中作為輸出通道的控制元件的新型的電子繼電器。 4.設(shè)計(jì)題 (1)產(chǎn)生三角波的程序 MOV A,#00H DA1: MOV DPTR,#0DFFFH MOVX @DPTR,A DA2: INC A JNZ DA1 DEC A DA3: DEC A MOV DPTR,#0DFFFH MOVX @DPTR,A JNZ DA3 AJMP DA2 產(chǎn)生梯形波 DA0: MOV A,#00H DA1: MOV DPTR,#FF7CH MOVX @DPTR,A INC A JNZ DA1 DEC A ACALL DL6ms DA2: MOV DPTR,#FF7CH MOVX @DPTR,A DEC A JNZ DA2 MOV DPTR,#FF7CH MOVX @DPTR,A ACALL DL6ms AJMP DA0 DL6ms:MOV R1,#0CH DL1 MOV R2,#0FFH DL2 DJNZ R2,DL2 DJNZ R1,DL1 RET (2) 1) 采用直通工作方式 2)單極性輸出方式 3) MOV DPTR,#0FF7FH MOV A,#80H MOVX @DPTR,A DA0: MOV A,#0FFH DA1: MOV DPTR,#0FF7CH MOVX @DPTR,A DEC A JNZ DA1 MOVX @DPTR,A AJMP DA0 (3) 計(jì)算如下: △U=10/256=0.039V/步 下限對(duì)應(yīng)的數(shù)值:1.5V/ △U=38.4步 ,取38步 上限對(duì)應(yīng)的數(shù)值:8.5V/ △U=217.9步,取218步 程序清單如下: MOV DPTR,#0FF7FH MOV A,#80H MOVX @DPTR,A DA0: MOV R0,#26H ;(38)D=(26) H MOV DPTR,#0FF7CH MOV A,R0 MOVX @DPTR,A DA1: INC R0 MOV DPTR,#0FF7CH MOV A,R0 MOVX @DPTR,A CJNE R0,#0DAH,DA1 ;(218) D=(0DA) H AJMP DA0 RET (4) 1) 控制口地址為FF7FH,C口地址為FF7EH,B口地址為FF7DH,A口地址為FF7CH 2) 采用查詢(xún)方式 3) MOV DPTR,#0FF7FH ;8255A初始化 MOV A,#83H MOVX @DPTR,A MOV R0,#60H AD0: MOV DPTR,#0FF7EH ;選擇IN0,且啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 MOV A,#80H MOVX @DPTR,A AD1: MOVX A,@DPTR ;從C口讀取數(shù)據(jù) ANL A,#04H ;屏蔽PC7~3,PC1~0位 JNZ AD1 ;A=0說(shuō)明PC2=0,開(kāi)始轉(zhuǎn)換 AD2: MOVX A,@DPTR ;A=1,再讀C口數(shù)據(jù) ANL A,#04H JZ AD2 ;若A=1表示轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOV DPTR,#0FF7DH ;讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOVX A,@DPTR MOV @R0,A RET 4) 0~5V 5) CBA=111 (5) 將ADC0809的EOC引腳通過(guò)反相器連接到80C51的,并設(shè)置為邊沿觸發(fā) ORG 0000H LJMP INTADC ORG 0003H LJMP ADINT0 ORG 0300H INTADC: MOV DPTR,#0FF7FH ;8255A初始化 MOV A,#83H MOVX @DPTR,A MOV R0,#60H ;設(shè)置存儲(chǔ)單元 SETB IT0 ;選擇為邊沿觸發(fā)方式 SETB EA ;開(kāi)中斷 SETB EX0 ; AD0: MOV DPTR,#0FF7EH ;選擇IN0,且啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 MOV A,#80H MOVX @DPTR,A … ADINT0: … MOV DPTR,#0FF7DH ;讀A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 MOVX A,@DPTR MOV @R0,A MOV DPTR,#0FF7EH ;再次選擇IN0,且啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 MOV A,#80H MOVX @DPTR,A RETI (6) MOV P1,#0FFH ;P1為準(zhǔn)輸入口 LOOP: MOV A,P1 ;讀入開(kāi)關(guān)狀態(tài) MOV DPTR , #7FFFH ;輸出燈亮的模型 MOVX @DPTR , A 第3章 1.填空題 (1) 1 (2) 中間值 (3) 軟件報(bào)警,直接報(bào)警 (4) 掃描法,線(xiàn)反轉(zhuǎn)法 (5) 編程掃描,定時(shí)掃描,中斷掃描 (6) 靜態(tài)顯示,動(dòng)態(tài)顯示 (7) 靜態(tài),時(shí)分割 2.選擇題 (1) B (2) B (3) C (4) C (5) B (6) B (7) D (8) D (9) B 3.簡(jiǎn)答題 (1) 常用的數(shù)字濾波方法有程序判斷濾波、算術(shù)平均值濾波、加權(quán)平均值濾波、中值濾波、去極值平均濾波、滑動(dòng)平均濾波、低通數(shù)字濾波。 程序判斷濾波適合于對(duì)隨機(jī)干擾進(jìn)行濾波,算術(shù)平均值濾波、加權(quán)平均值濾波、去極值平均濾波、滑動(dòng)平均濾波主要適合于對(duì)壓力、流量等周期脈動(dòng)的干擾進(jìn)行濾波,中值濾波對(duì)應(yīng)去掉由于偶然因素引起的波動(dòng)或采樣器不穩(wěn)當(dāng)而造成的誤差所引起的脈動(dòng)干擾比較有效,低通數(shù)字濾波適用于對(duì)高頻和低頻的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波。 (2) 在程序判斷濾波方法中,通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到,必要時(shí),可由實(shí)驗(yàn)得出。其值不是越大越好。 (3) 傳感器或變送器檢測(cè)的參數(shù)都需要換成A/D轉(zhuǎn)換器所能接收的0~5V統(tǒng)一電壓信號(hào),又由A/D轉(zhuǎn)換成00~FFH(8位)的數(shù)字量。為進(jìn)一步顯示、記錄、打印以及報(bào)警等,必須把這些數(shù)字量轉(zhuǎn)換成不同的單位,以便操作人員對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和管理,必須進(jìn)行標(biāo)度變換。 (4) 報(bào)警程序的設(shè)計(jì)方法主要有兩種。一種是軟件報(bào)警。這種方法的基本作法是把被測(cè)參數(shù)如溫度、壓力、流量、速度、成分等參數(shù),經(jīng)傳感器、變送器、A/D轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)后,再與規(guī)定的上、下限值進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行報(bào)警或處理,整個(gè)過(guò)程都由軟件實(shí)現(xiàn)。另一種是直接報(bào)警?;咀鞣ㄊ潜粶y(cè)參數(shù)與給定值的比較在傳感器中進(jìn)行,如果被測(cè)參數(shù)超過(guò)給定值,就會(huì)通過(guò)硬件向CPU提出中斷請(qǐng)求,CPU響應(yīng)中斷后,會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 (5) 鍵盤(pán)實(shí)際上是一組按鍵開(kāi)關(guān)的集合,其中一個(gè)按鍵就是一個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入裝置。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用,一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)在閉合或斷開(kāi)時(shí)不會(huì)馬上穩(wěn)定下來(lái),會(huì)有瞬間的抖動(dòng),抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定,一般為5~10ms。為了能使鍵盤(pán)給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和命令,必須設(shè)法消除抖動(dòng)。 消除按鍵抖動(dòng)的措施有兩種:硬件方法和軟件方法。硬件方法可以采用RC濾波消抖電路或RS雙穩(wěn)態(tài)消抖電路。軟件方法是在第一次檢測(cè)到有按鍵閉合時(shí),首先執(zhí)行一段延時(shí)10ms的子程序,然后再確認(rèn)該按鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平,如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有按鍵按下,從而消除了抖動(dòng)的影響。 (6) LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。 所謂靜態(tài)顯示方式,是由單片機(jī)一次輸出顯示后,就能保持該顯示結(jié)果,直到下次送新的顯示字型碼為止。LED工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),各位的共陰極(或共陽(yáng)極)連接在一起并接地(或接+5V);每位的段選線(xiàn)分別與一個(gè)8位的鎖存輸出相連。靜態(tài)顯示方式中,由于顯示器中的各位相互獨(dú)立,故在同一時(shí)間里,每一位顯示的字符可以各不相同。這種顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是顯示器的亮度都較高,占用機(jī)時(shí)少,顯示可靠,編程容易,管理也簡(jiǎn)單,因而在工業(yè)過(guò)程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。這種顯示方式的缺點(diǎn)是使用元件多,且線(xiàn)路比較復(fù)雜,因而成本比較高。 所謂動(dòng)態(tài)顯示,就是單片機(jī)定時(shí)地對(duì)顯示器件掃描,在這種方法中,顯示器件分時(shí)工作,每次只能有一個(gè)器件顯示,而其他各位熄滅,但由于人眼有視覺(jué)暫留現(xiàn)象,只要每位顯示間隔足夠短,則可造成多位同時(shí)亮的假象,達(dá)到顯示的目的。 動(dòng)態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少,因而價(jià)格低。但它占用機(jī)時(shí)長(zhǎng),只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序,就立刻停止顯示。由此可見(jiàn),這種顯示方式將使計(jì)算機(jī)的開(kāi)銷(xiāo)增大。故在以工程控制為主的控制系統(tǒng)中應(yīng)用較少。 (7) LED數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管組成的,根據(jù)其內(nèi)部發(fā)光二極管的連接方法不同,分為共陽(yáng)極和共陰極兩種。共陰極LED數(shù)碼顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起,通常此公共陰極接地,當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí),發(fā)光二極管點(diǎn)亮,相應(yīng)的段被顯示。同樣,共陽(yáng)極LED數(shù)碼顯示器的發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起,通常此公共陽(yáng)極接正電壓。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí),發(fā)光二極管被點(diǎn)亮,相應(yīng)的段被顯示。 LCD是一種借助外界光線(xiàn)照射液晶材料而實(shí)現(xiàn)顯示的被動(dòng)顯示器件。液晶顯示器是在平整度很好的玻璃面上噴上二氧化錫透明導(dǎo)電層形成電極,在上、下導(dǎo)電層之間注入液晶材料密封而成的。若在液晶屏正面電極的某點(diǎn)和背電極間加上適當(dāng)大小的電壓,則該點(diǎn)所夾持的液晶便產(chǎn)生“散射效應(yīng)”,并顯示出點(diǎn)陣。根據(jù)需要,可將電極做成各種文字、數(shù)字或點(diǎn)陣,就可以獲得所需的各種顯示。 LCD顯示器不能采用直流驅(qū)動(dòng),否則,會(huì)使液晶產(chǎn)生電解和電極老化,從而大大降低液晶顯示器的使用壽命。 4.設(shè)計(jì)題 (1) 解:電路原理圖如下圖所示: 程序清單如下: MOV DPTR,#7FFFH ;8255A初始化,方式0 MOV A,#98H ;PC3~PC0輸出方式,PC7~PC4輸入方式 MOVX @DPTR,A KEY1: ACALL KS1 JNZ LK1 NI: ACALL DL6ms ;調(diào)用延時(shí)子程序,延時(shí)6ms AJMP KEY1 LK1: ACALL DL6ms ;延時(shí)12ms ACALL DL6ms ACALL KS1 JNZ LK2 ACALL DL6ms AJMP KEY1 LK2: MOV R2,#FEH ;掃描模式→R2(按列逐列掃描) MOV R4,#00H ;R4為列計(jì)數(shù)器 LK4: MOV DPTR,#7FFEH ;掃描模式→8255A的PC口 MOV A,R2 MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR ;讀8255A的PC口 JB ACC.7,LONE ;轉(zhuǎn)判1行,ACC.7=1,說(shuō)明0行無(wú)鍵閉合 MOV A,#00H ;0行有鍵閉合,首鍵號(hào)0→A AJMP LKP LONE: JB ACC.6,LTWO ;轉(zhuǎn)判2行 MOV A,#04H ;1行有鍵閉合,首鍵號(hào)4→A AJMP LKP LTWO: JB ACC.5,LTHR ;轉(zhuǎn)判3行 MOV A,#08H ;2行有鍵閉合,首鍵號(hào)8→A AJMP LKP LTHR: JB ACC.4,NEXT ;轉(zhuǎn)判下一列, MOV A,#0CH ;3行有鍵閉合,首鍵號(hào)12→A LKP: ADD A,R4 ;求鍵號(hào)=列號(hào)+行首鍵號(hào) PUSH ACC ;鍵號(hào)進(jìn)棧保護(hù) LK3: ACALL DL6ms ;判斷鍵釋放否 ACALL KS1 JNZ LK3 ;A=0,說(shuō)明鍵釋放 POP ACC ;鍵號(hào)→A CJNE A,#09H,COM ; AJMP DIGPRO ;等于9,轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理 COM: JNC FUNPRO ;大于9,轉(zhuǎn)功能鍵處理 AJMP DIGPRO ;小于9,轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理 RET NEXT: INC R4 ;列計(jì)數(shù)器加1 MOV A,R2 ;判斷是否掃描到最后一列 JNB ACC.3,KND ;若ACC.3=0,說(shuō)明已經(jīng)到最后一列 RL A ;掃描模式左移一位,準(zhǔn)備掃描下一列 MOV R2,A AJMP LK4 KND: AJMP KEY1 KS1: MOV DPTR,##7FFEH ;全“0” →掃描口PC口 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR ;讀PC7~PC4狀態(tài) CPL A ANL A,#0F0H RET DL6ms:MOV R5,#0CH DL1: MOV R6,#0FFH DL2: DJNZ R6,DL2 DJNZ R5,DL1 RET (2) ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP LK1 ORG 0300H MAIN: MOV DPTR,#7FFFH ;8255A初始化,方式0 MOV A,#98H ;PC3~PC0輸出方式,PC7~PC4輸入方式 MOVX @DPTR,A … LK1: ACALL DL6ms ;延時(shí)12ms ACALL DL6ms ACALL KS1 JNZ LK2 AJMP KND LK2: MOV R2,#FEH ;掃描模式→R2(按列逐列掃描) MOV R4,#00H ;R4為列計(jì)數(shù)器 LK4: MOV DPTR,#7FFEH ;掃描模式→8255A的PC口 MOV A,R2 MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR ;讀8255A的PC口 JB ACC.7,LONE ;轉(zhuǎn)判1行,ACC.7=1,說(shuō)明0行無(wú)鍵閉合 MOV A,#00H ;0行有鍵閉合,首鍵號(hào)0→A AJMP LKP LONE: JB ACC.6,LTWO ;轉(zhuǎn)判2行 MOV A,#04H ;1行有鍵閉合,首鍵號(hào)4→A AJMP LKP LTWO: JB ACC.5,LTHR ;轉(zhuǎn)判3行 MOV A,#08H ;2行有鍵閉合,首鍵號(hào)8→A AJMP LKP LTHR: JB ACC.4,NEXT ;轉(zhuǎn)判下一列, MOV A,#0CH ;3行有鍵閉合,首鍵號(hào)12→A LKP: ADD A,R4 ;求鍵號(hào)=列號(hào)+行首鍵號(hào) PUSH ACC ;鍵號(hào)進(jìn)棧保護(hù) LK3: ACALL DL6ms ;判斷鍵釋放否 ACALL KS1 JNZ LK3 ;A=0,說(shuō)明鍵釋放 POP ACC ;鍵號(hào)→A CJNE A,#09H,COM ; AJMP DIGPRO ;等于9,轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理 COM: JNC FUNPRO ;大于9,轉(zhuǎn)功能鍵處理 AJMP DIGPRO ;小于9,轉(zhuǎn)數(shù)字鍵處理 RET NEXT: INC R4 ;列計(jì)數(shù)器加1 MOV A,R2 ;判斷是否掃描到最后一列 JNB ACC.3,KND ;若ACC.3=0,說(shuō)明已經(jīng)到最后一列 RL A ;掃描模式左移一位,準(zhǔn)備掃描下一列 MOV R2,A AJMP LK4 KND: RETI KS1: MOV DPTR,##7FFEH ;全“0” →掃描口PC口 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR ;讀PC7~PC4狀態(tài) CPL A ANL A,#0F0H RET DL6ms:MOV R5,#0CH DL1: MOV R6,#0FFH DL2: DJNZ R6,DL2 DJNZ R5,DL1 RET (3) 設(shè)計(jì)思路: 設(shè)置一個(gè)標(biāo)志模型單元,比如20H單元,令20H.3、20H.2、20H.1和20H.0分別為四位數(shù)據(jù)的標(biāo)志位,如果該位為0,且不顯示,則對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位置1,在取數(shù)據(jù)前將該單元清0。從高位即(DATA+3)單元開(kāi)始取數(shù)據(jù)。在取一位數(shù)據(jù)時(shí),先判斷是否為0,若不為0則顯示,并取下一位數(shù)據(jù);若為0,判讀其是否是最低位,若為最低位則顯示,否則檢查其高位的標(biāo)志位是否為1,如果為1,說(shuō)明其高位為0,那么本位也不顯示,并將其標(biāo)志位置1,然后取下一位數(shù)據(jù)。 (4) 利用公式 其中,,,代入上式得 在編程時(shí),可以調(diào)用浮點(diǎn)數(shù)乘法和加法子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (5) 設(shè)正常參數(shù)存放在30H單元,采樣值存放在SAMP單元。 ORG 8000H ALARM: MOV DPTR, #SAMP ;采樣值存放地址→DPTR MOVX A, @DPTR ;取采樣值 ALARM0: CJNE A,30H, AA ;不相等,則聲光報(bào)警 MOV A,02H ;相等,則綠燈亮 MOV P1,A RET AA: MOV A,#81H MOV P1,A RET 5.計(jì)算題 (1) 思路:梯度爐溫度變化與溫度變送器輸出呈線(xiàn)性關(guān)系,故可以線(xiàn)性參數(shù)標(biāo)度變換。但由于0℃對(duì)應(yīng)的不是00H,所以應(yīng)選擇,即0℃(1V)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。 1V電壓所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為,其變?yōu)槭M(jìn)制數(shù)為33H,所以 ℃ (2) ,,,, ℃ 第4章 1.填空題 (1)單位圓內(nèi),圓上或圓外,不穩(wěn)定 (2)單位圓圓周,單位圓內(nèi),單位圓外 (3)虛軸,左半平面,右半平面 (4)采樣周期,差 2.選擇題 (1)C (2)B (3) B 3.簡(jiǎn)答題 (1)閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)(特征方程的根)必須在Z平面中的單位圓內(nèi),即(i=1,2,...,N) (2) 與控制系統(tǒng)本身特性有關(guān),又與參考輸入形式有關(guān) 4.計(jì)算題 (1) 1) 2) 3) G(z)= (2) (3) (4) 1)系統(tǒng)不穩(wěn)定,不穩(wěn)定極點(diǎn)個(gè)數(shù)為:2 2)系統(tǒng)不穩(wěn)定,不穩(wěn)定極點(diǎn)個(gè)數(shù)為:1 3)系統(tǒng)穩(wěn)定 4)系統(tǒng)穩(wěn)定 5)系統(tǒng)不穩(wěn)定,不穩(wěn)定極點(diǎn)個(gè)數(shù)為:2 5.設(shè)計(jì)題 (1) 1)系統(tǒng)穩(wěn)定 2) (2)T=1s時(shí); T=0.5s時(shí) 當(dāng)減小采樣周期T,為使系統(tǒng)工作盡可能接近于相應(yīng)的連續(xù)系統(tǒng),則增益K的取值范圍加大了。 (3) (4)系統(tǒng)不穩(wěn)定, (5) (6) 從上述數(shù)據(jù)可以看出,系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下的過(guò)渡過(guò)程具有衰減震蕩的形式,故系統(tǒng)是穩(wěn)定的。 (7)輸入為單位階躍時(shí), 單位速度函數(shù)輸入時(shí), 單位加速度輸入時(shí), (8)0 (9)1 (10)本題 1)系統(tǒng)穩(wěn)定 2) 3), 第5章 1.選擇題 (1) C (2) A (3) D (4) A (5) A 2.簡(jiǎn)答題 (1) 比例控制能提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,迅速反應(yīng)誤差,從而減小誤差,但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差,的加大,會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定;積分控制的作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差,因?yàn)橹灰到y(tǒng)存在誤差,積分作用就不斷地積累,輸出控制量以消除誤差,直到偏差為零,積分作用才停止,但積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)量加大,甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩;微分控制與偏差的變化率有關(guān),它可以減小超調(diào)量,克服振蕩,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高,同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,減小調(diào)整時(shí)間,從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 (2) 被控對(duì)象的特性、擾動(dòng)信號(hào)周期、控制的回路數(shù)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度、控制算法的類(lèi)型、給定值的變化頻率、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的性能。 (3) 從香農(nóng)采樣定理可知,只有當(dāng)采樣頻率時(shí),才能使采樣信號(hào)不失真地復(fù)現(xiàn)原來(lái)的信號(hào)。從理論上講,采樣頻率越高,失真越小。但從控制器本身而言,大都依靠偏差信號(hào)E(k)進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算。當(dāng)采樣周期T太小時(shí),偏差信號(hào)E(k)也會(huì)過(guò)小,此時(shí)計(jì)算機(jī)將會(huì)失去調(diào)節(jié)作用。采樣周期T過(guò)長(zhǎng)又會(huì)引起誤差。因此,選擇采樣周期T時(shí),必須綜合考慮。 (4) 普通PID算法是在整個(gè)控制期間,比例、積分和微分系數(shù)為恒定不變的;積分分離PID算法是設(shè)置一個(gè)積分分離閾值β,當(dāng)時(shí),采用PID控制,以便于消除靜差,提高控制精度;當(dāng)時(shí),采用PD控制,以使超調(diào)量大幅度降低;變速積分PID是設(shè)法改變積分項(xiàng)的累加速度,使其與偏差的大小相對(duì)應(yīng)。偏差越大,積分速度越慢;反之,偏差越小時(shí),積分速度越快。 (5) 略 3.計(jì)算題 (1) 解: 由 解得:,, 又因?yàn)門(mén)=0.2s,所以 所以位置型PID算法輸出表達(dá)式為: 增量型PID算法輸出表達(dá)式為: (2) ,, , 第6章 1.填空題 (1) 廣義脈沖傳遞函數(shù)單位圓內(nèi)的非零零點(diǎn) (2)直接數(shù)字控制,純滯后,調(diào)節(jié)時(shí)間,超調(diào)量 (3) 2.選擇題 (1)D (2)A (3)D (4)D (5)B 3.簡(jiǎn)答題 (1) 不允許。離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的全部極點(diǎn)在Z平面的單位圓內(nèi)。 (2)直接根據(jù)離散系統(tǒng)理論來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的方法稱(chēng)為系統(tǒng)的直接數(shù)字化設(shè)計(jì)。不是。 (3)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字調(diào)節(jié)器,使系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)所需要的采樣周期最少,而且系統(tǒng)在采樣點(diǎn)的輸出值能準(zhǔn)確地跟蹤輸入信號(hào),不存在靜差。在各種使系統(tǒng)在有限拍內(nèi)到達(dá)穩(wěn)態(tài)的設(shè)計(jì)中,系統(tǒng)準(zhǔn)確跟蹤輸入信號(hào)所需的采樣周期數(shù)最少。 數(shù)字控制器必須在物理上可實(shí)現(xiàn)。閉環(huán)系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。 1)考慮不同類(lèi)型輸入,選擇滿(mǎn)足最少拍的的形式; 2)考慮D(z)可實(shí)現(xiàn)性,Φ(z)應(yīng)包含z-r因子和G(z)中|zi|≥1(不包括z=1點(diǎn))的零點(diǎn); 3)考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性,應(yīng)把G(z)中的不穩(wěn)定極點(diǎn)|pi|≥1(不包括z=1點(diǎn))作為自己的零點(diǎn)。 局限性: 1) 系統(tǒng)的適應(yīng)性差。改進(jìn)方法:引入加權(quán)因子。 2) 在采樣點(diǎn)之間存在紋波,增加了功率損耗和機(jī)械磨損。改進(jìn)方法:無(wú)紋波設(shè) 計(jì)。 (4)無(wú)單位圓上或單位圓外零極點(diǎn),無(wú)純滯后環(huán)節(jié)的多次方(即冪次≧2)。 (5)若廣義對(duì)象中有極點(diǎn)存在,則應(yīng)用或的相同零點(diǎn)來(lái)抵消。但用來(lái)抵消的零點(diǎn)是不可靠的,因?yàn)橹械膮?shù)由于計(jì)算上的誤差或漂移會(huì)造成抵消不完全的情況,這將有可能引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定,所以,的不穩(wěn)定極點(diǎn)通常由來(lái)抵消。給增加零點(diǎn)的后果是延遲了系統(tǒng)消除偏差的時(shí)間。中出現(xiàn)的單位圓上(或圓外)的零點(diǎn),則既不能用中的極點(diǎn)來(lái)抵消,因?yàn)橐堰x定為的多項(xiàng)式,沒(méi)有極點(diǎn),也不能用增加中的極點(diǎn)來(lái)抵消,因?yàn)椴辉试S有不穩(wěn)定極點(diǎn),這樣會(huì)導(dǎo)致數(shù)字控制器的不穩(wěn)定。 (6)第一步:根據(jù)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型求出廣義對(duì)象的脈沖傳遞函數(shù)G(z); 第二步:根據(jù)輸入信號(hào)類(lèi)型,查表6-1確定誤差脈沖傳遞函數(shù)We(z); 第三步:將G(z)、We(z)帶入,進(jìn)行Z變換運(yùn)算,即可求出數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z); 第四步: 用U(z)判斷所設(shè)計(jì)的D(z)是否是最小拍無(wú)波數(shù)字控制系統(tǒng); 第五步:根據(jù)結(jié)果,求出輸出序列及其響應(yīng)曲線(xiàn)等。 (7)純滯后慣性系統(tǒng),因允許它存在適當(dāng)?shù)某{(diào)量,當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不適合或不匹配時(shí),可能使數(shù)字控制器輸出接近1/2采樣頻率的大幅度上下擺動(dòng)的序列,這種現(xiàn)象稱(chēng)為振鈴現(xiàn)象。 振鈴現(xiàn)象產(chǎn)生的根源在于Q(z)中z=-1附近有極點(diǎn)所致。由書(shū)中表6-2可以看出,極點(diǎn)z=-1時(shí)最嚴(yán)重,在單位圓中離z=-1越遠(yuǎn),振鈴現(xiàn)象就越弱。在單位圓內(nèi)右半平面有極點(diǎn)時(shí),則會(huì)減輕振鈴現(xiàn)象,而在單位圓內(nèi)右半平面有零點(diǎn)時(shí),會(huì)加劇振鈴現(xiàn)象。 (8)大林提出一種消除振鈴現(xiàn)象的方法,即先找出造成振鈴現(xiàn)象的極點(diǎn)的因子,令其z=1,這樣便消除了這個(gè)極點(diǎn)。 (9)直接程序設(shè)計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)是,除了時(shí)涉及的一項(xiàng)外,其余各項(xiàng)都可在采用前全部計(jì)算出來(lái),因而可大大減少計(jì)算機(jī)延時(shí),提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 串行法和并行法在高階數(shù)字控制器設(shè)計(jì)時(shí),可以簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì),只要審計(jì)出一階或二階的子程序,通過(guò)反復(fù)調(diào)用子程序即可實(shí)現(xiàn)。這樣設(shè)計(jì)的程序占用內(nèi)存量少,容易讀,且調(diào)試方便。在串行和并行法程序設(shè)計(jì)中,需要將高階函數(shù)分解成一階或二階的環(huán)節(jié),這樣的分解并不是在任何情況下都可以進(jìn)行的。此時(shí)若采用直接程序設(shè)計(jì)法則優(yōu)越性更大 4.計(jì)算題 (1) (2) (3) 5.設(shè)計(jì)題 (1) (2) 由上述討論可見(jiàn),按某種典型輸入設(shè)計(jì)的最少拍系統(tǒng),當(dāng)輸入形式改變時(shí),系統(tǒng)性能變壞,輸出響應(yīng)不一定理想。說(shuō)明最少拍系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的變化適應(yīng)性較差。 (3) c(0)=0,c(T)=0,c(2T)=2, c(3T)=3, c(4T)=4....... 經(jīng)過(guò)2拍后,輸出波形圖C(kT)如下圖所示。 (4) (5)答案見(jiàn)書(shū)中【例6.8】。 若本題改為單位速度輸入,則 控制器輸出u(kT) 系統(tǒng)輸出c(kT) (6) 控制器輸出波形 系統(tǒng)輸出波形 (7)控制器的輸出為 ① 經(jīng)過(guò)兩拍之后,輸出量 系統(tǒng)輸出量 經(jīng)過(guò)兩拍后,輸出量 ②系統(tǒng)輸出量: 當(dāng)參數(shù)變化時(shí),系統(tǒng)的性能變壞,輸出的響應(yīng)不理想,說(shuō)明最少拍系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象模型參數(shù)的變化適應(yīng)性較差。 (8)本題的被控對(duì)象傳遞函數(shù)改為 (9) 程序略。 第7章 1.填空題 (1) 空間感應(yīng)的干擾,過(guò)程通道的干擾,電源系統(tǒng)的干擾,地電位波動(dòng)的干擾,反射波的干擾 (2) 直接耦合方式,公共阻抗耦合方式,電容耦合方式,電磁感應(yīng)耦合方式,輻射耦合方式,漏電耦合方式 (3) 指令冗余技術(shù),軟件陷阱技術(shù),辨別上電方式,系統(tǒng)的復(fù)位處理,Watchdog技術(shù) (4) 交流地,系統(tǒng)地,安全地,數(shù)字地,模擬地 (5) 光電隔離,繼電器隔離,變壓器隔離,采用雙絞線(xiàn)作信號(hào)線(xiàn) 2.選擇題 (1) C (2) D (3) A (4) D (5) D 3.簡(jiǎn)答題 (1) 常用的硬件抗干擾措施有光電隔離、繼電器隔離、變壓器隔離、采用雙絞線(xiàn)作信號(hào)線(xiàn)、屏蔽RAM數(shù)據(jù)掉電保護(hù)等。 (2) 常用的軟件抗干擾措施有指令冗余技術(shù),軟件陷阱技術(shù),辨別上電方式,系統(tǒng)的復(fù)位處理,Watchdog技術(shù)等。 (3) 光電耦合器是由發(fā)光二極管和光敏三極管封裝在一個(gè)管殼內(nèi),以光為媒介傳輸信號(hào)的器件,其輸入和輸出在電氣上是隔離的,所以抗干擾能力很強(qiáng)。 不能共用電源,保證計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)僅有光的聯(lián)系,切斷干擾通路,也避免形成地環(huán)流。 (4) 所謂軟件陷阱,就是當(dāng)PC失控,造成程序“亂飛”而進(jìn)入非程序區(qū)時(shí),在非程序區(qū)設(shè)置一些攔截程序,將失控的程序引至復(fù)位入口地址0000H或處理錯(cuò)誤程序的入口地址ERR,在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)iT(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序,使程序納入正軌。 軟件陷阱一般在未使用的中斷向量區(qū)、未使用的EPROM空間、表格、運(yùn)行程序區(qū),另外在進(jìn)行RAM的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)之前,測(cè)試RAM讀寫(xiě)通道的暢通性,可以通過(guò)編寫(xiě)陷阱實(shí)現(xiàn)。 (5) 所謂指令冗余技術(shù)是指在程序的關(guān)鍵地方人為地加入一些單字節(jié)指令NOP,或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫(xiě),當(dāng)程序“跑飛”到某條單字節(jié)指令上,就不會(huì)發(fā)生將操作數(shù)當(dāng)作指令來(lái)執(zhí)行的錯(cuò)誤,使程序迅速納入正軌。常用的指令冗余技術(shù)有兩種:NOP指令的使用和重要指令冗余。 4.設(shè)計(jì)題 (1) ORG 0000H AJMP START START: MOV A, SP CJNE A, #07H, LOOP ;SP不為07H則轉(zhuǎn)移 LJMP START0 ;轉(zhuǎn)向系統(tǒng)初始化入口 LOOP: LJMP ERR ;轉(zhuǎn)向出錯(cuò)程序處理 (2) ORG 0000H AJMP START START: MOV A,50H CJNE A,#55H,LOOP ;50H中不為55H則轉(zhuǎn) MOV A,51H CJNE A,#0AAH,LOOP ;51H中不為AAH則轉(zhuǎn) LJMP ERR ;轉(zhuǎn)向出錯(cuò)處理程序 LOOP: MOV 50H,#55H MOV 51H,#0AAH LJMP START0 ;轉(zhuǎn)向系統(tǒng)初始化入口 (3) MOV R7,#3 ;R7為計(jì)數(shù)器 MOV DPTR,#0DF00H ;輸出端口地址DF00H AGAIN: MOV A,#80H MOVX @DPTR,A ;閉合接點(diǎn) LCALL DELAY20ms MOVX A,@DPTR ;輸入端口地址DF00H JB ACC.7,NEXT ;檢測(cè)狀態(tài) MOV A,#00H MOVX @DPTR,A ;釋放接點(diǎn) LCALL DELAY5ms DJNZ R7,AGAIN LJMP ERROR ;轉(zhuǎn)故障處理 NEXT: 第8章 1.填空題 (1) 安全可靠 (2) 備份工作方式,主從工作方式,雙工工作方式,分級(jí)分布式控制方式 (3) 定時(shí)事件,隨機(jī)事件 (4) 系統(tǒng)軟件,應(yīng)用軟件 (5) 實(shí)時(shí)性,針對(duì)性,靈活性和通用性,可靠性 2.選擇題 (1) D (2) C (3) D (4) A (5) B 3.簡(jiǎn)答題 (1) 安全可靠,操作維護(hù)方便,實(shí)時(shí)性強(qiáng),通用性好、便于擴(kuò)充,經(jīng)濟(jì)效益高 (2) 選擇控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型,選擇檢測(cè)元器件,選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu),選擇輸入/輸出通道及外圍設(shè)備,可靠性設(shè)計(jì),分配硬件和軟件的功能 (3) ① 輸送源程序到存儲(chǔ)器,或者通過(guò)面板操作來(lái)監(jiān)視程序執(zhí)行情況; ② 打印、顯示中間結(jié)果或最終結(jié)果; ③ 根據(jù)工藝要求,修改一些檢測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的參數(shù)及給定值; ④ 設(shè)置報(bào)警狀態(tài),選擇工作方式以及控制回路等; ⑤ 完成系統(tǒng)控制的各種狀態(tài)切換; ⑥ 完成手動(dòng)—自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換; ⑦ 完成各種畫(huà)面顯示。 (4) 實(shí)時(shí)性,針對(duì)性,靈活性和通用性,可靠性 (5) 當(dāng)鍵未按下時(shí),所有輸出端均為高電平。當(dāng)有鍵按下后該鍵的BCD碼將出現(xiàn)在輸出線(xiàn)上。例如,按下“7”鍵時(shí),與鍵7相連的一個(gè)二極管導(dǎo)通,所以D線(xiàn)上為低電平,A,B,C仍為高電平,因此輸出編碼為0111,其余依次類(lèi)推。 當(dāng)任何一個(gè)鍵按下時(shí),四輸入與非門(mén)74LS20產(chǎn)生一個(gè)高電平選通信號(hào)KEYSTROBE,此信號(hào)經(jīng)反相器后向80C51申請(qǐng)中斷。 4.設(shè)計(jì)題 (1) DISPLAY: MOV A,LED1 ;取千位數(shù) MOV DPTR,#SEGTABL MOVC A,@A+DPTR ;取顯示碼 MOV DPTR,#7FFDH ;送顯示數(shù)據(jù)到PB口 MOVX @DPTR,A MOV A,#10H ;顯示千位 MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A MOV A,LED2 ,取百位數(shù) MOV DPTR,#SEGTABL MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#7FFDH MOVX @DPTR,A MOV A,#20H ;顯示百位 MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A MOV A,LED3 ;取十位數(shù) MOV DPTR,#SEGTABL MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#7FFDH MOVX @DPTR,A MOV A,#40H ;顯示十位數(shù) MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A MOV A,LED4 ;取個(gè)位數(shù) MOV DPTR,#SEGTABL MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#7FFDH MOVX @DPTR,A MOV A,#80H ;顯示個(gè)位數(shù) MOV DPTR,#7FFEH MOVX @DPTR,A RET (2) 設(shè)計(jì)思路 在初始化程序中,設(shè)置工作在方式2(自動(dòng)恢復(fù)常數(shù))外部計(jì)數(shù)方式,定時(shí)器TH0、TL0初值均為0FFH,并允許中斷,8155初始化設(shè)置PB口PA口為輸出方式,PC口為輸入方式。 在鍵盤(pán)有按鍵按下時(shí),定時(shí)器產(chǎn)生中斷,轉(zhuǎn)到其中斷矢量入口地址,轉(zhuǎn)去查詢(xún)是否確實(shí)有鍵按下,矩陣式鍵盤(pán)的行線(xiàn)由PC提供,鍵盤(pán)的列線(xiàn)由PA口提供,當(dāng)判斷確有按鍵按下時(shí),判斷出按鍵并將按鍵編碼送到緩沖區(qū)。(參考第3章程序) 圖中LED采用共陰極方式,4個(gè)顯示器的段選碼由8155的PB口提供,位選碼由8155的PA口提供,LED采用動(dòng)態(tài)掃描方式。(參考第3章程序) (3) 設(shè)計(jì)思路 將水位上限值和下限值保存在兩個(gè)存儲(chǔ)單元內(nèi),再設(shè)置一個(gè)電動(dòng)機(jī)工作模型單元,當(dāng)檢測(cè)到水位低于下限水位時(shí),或檢測(cè)到水位高于上限水位時(shí),將對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位置1,若檢測(cè)到水位在正常范圍,則不置位兩個(gè)標(biāo)志位。再根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作模型單元的狀態(tài),輸出控制信號(hào)使電動(dòng)機(jī)供水或停止供水。也就是說(shuō),檢測(cè)元件正常時(shí),兩個(gè)標(biāo)志位出現(xiàn)的狀態(tài)為:兩位都是0,或者有一位為0,一位為1。若電動(dòng)機(jī)工作模型單元的兩個(gè)標(biāo)志位均置1,也即既要停止供水,又要讓電動(dòng)機(jī)供水,說(shuō)明檢測(cè)元件失靈,輸出報(bào)警信號(hào)報(bào)警。 (4) 設(shè)計(jì)思路 該交通燈的工作規(guī)律為,狀態(tài)0:南北方向通行,綠燈亮30s,而東西方向紅燈亮30s;狀態(tài)1:南北方向綠燈熄滅,黃燈閃爍2s,東西方向仍亮紅燈;狀態(tài)2:南北方向亮紅燈20s,東西方向亮綠燈20s;狀態(tài)3:東西方向綠燈熄滅,而黃燈閃爍2s,南北方向仍然亮紅燈。系統(tǒng)按照此順序循環(huán)工作。這四個(gè)工作狀態(tài)可以編寫(xiě)4個(gè)子程序,單片機(jī)循環(huán)調(diào)用這4個(gè)子程序。 程序工作流程:先對(duì)用到的寄存器、存儲(chǔ)器和中斷入口地址等進(jìn)行初始化,比如初始化東西南北顯示時(shí)間寄存器,定時(shí)器和外部中斷入口地址等,南北亮綠燈,同時(shí)顯示還剩32秒,東西亮紅燈,同時(shí)顯示32秒;判斷南北時(shí)間是否到,如果由綠燈變?yōu)辄S燈,顯示時(shí)間2秒,東西紅燈不變;繼續(xù)判斷黃燈的顯示時(shí)間是否到,如果由黃燈變?yōu)榧t燈,顯示時(shí)間22秒,同時(shí)判斷紅燈顯示時(shí)間是否到,如果由紅燈變?yōu)榫G燈,顯示時(shí)間為30秒,之后周而復(fù)始。 24- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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