微机原理论文
河南理工大学
计算机科学与技术学院
课程设计报告
2012—2013学年第二学期
课程名称微型计算机原理与接口技术设计题目现场总线的研究
学生姓名王哲
学号321209010314
专业班级本计1203
指导教师李静
2013年03月14日
摘要：现场总线作为一种开放的、全数学化、双向、多站的通信系统，近年来得到了迅猛的发展和应用。用于过程自动化、制造自动化、电力自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互联通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。为此本文阐述了现场总线的发展和现场总线技术在各个代表性领域的应用。计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场已经普遍地渗透到自动化控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动化控制领域的发展方向之一。现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域。并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。现场总线对自动化技术的影响意义深远。当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。因此，要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。
关键词：现场总线技术、自动化控制系统、发展、应用
Abstract:the fieldbus, as a kind of open, the whole mathematical, bidirectional, multistation communication system, obtained the swift and violent development in recent years and the application. Used for process automation, manufacturing automation, electrical automation, building automation and other fields of communication network of field intelligent device interconnection. The basis of it as a factory of digital communication network, communication between the scene of the production process level control devices and the connection between the higher control management level. This paper elaborates on the development of the fieldbus and fieldbus technology in the field of various typical applications. Today, rapid development of computer automatic control system, especially given the field has been widely permeated various fields of automation control of reality, the fieldbus is bound to become one of the developing direction in the field of electrical and automation control. The fieldbus technology has been the international companies is fierce competition in the field. And foreign large companies have been expanding the Chinese market, the development of fieldbus products in China is urgent. Fieldbus automation technology impact of far-reaching significance. Today is to improve the overall level of the automation system can be thought of fieldbus technology, the basis of a great influence to the national economy. Therefore, to promoting application and development of fieldbus in the field of automation.
Keywords: field bus technology, automation control system, development and application
目录
1. 现场总线技术概述 (5)
1.1现场总线的定义： (5)
1.2 现场总线技术的发展现状与展望 (5)
1.2.1 现场总线技术的发展现状 (5)
1.2.2 现场总线技术的应用展望 (7)
2 现场总线的种类 (8)
2.1基金会现场总线 (8)
2.2 LonWorks (9)
2.3 Profibus (10)
2.4 CAN (10)
2.5 HART (11)
2.6 RS-485 (12)
3现场总线的技术特点 (12)
3.1 系统的开放性 (12)
3.2 互可操作性与互用性 (12)
3.3 现场设备的智能化与功能自治性 (12)
3.4 系统结构的高度分散性 (13)
3.5 对现场环境的适应性 (13)
4 现场总线控制系统与其他控制系统的比较 (13)
4.1 模拟仪表控制系统 (14)
4.2 集中式数字控制系统 (14)
4.3 集散控制系统（DCS） (14)
4.4 现场总线控制系统（FCS） (14)
5现场总线技术的优势 (15)
5.1现场总线的优点 (15)
5.1.1节省硬件数量与投资 (15)
5.1.2节省安装费用 (15)
5.1.3节省维护开销 (15)
5.1.4用户具有高度的系统集成主动权 (15)
5.1.5提高了系统的准确性与可靠性 (16)
5.2基于现场总线的自动化监控及信息集成系统主要优点 (17)
5.2.1增强了现场级信息集成能力 (17)
5.2.2开放式、互操作性、互换性、可集成性 (17)
5.2.3系统可靠性高、可维护性好 (17)
5.2.4降低了系统及工程成本 (18)
6现场总线的发展趋势 (18)
6.1现场总线的发展不会被计算机通信技术取代 (18)
6.1.1现场总线与一般计算机通信在功能上的不同 (18)
6.2国内现场总线的发展趋势 (20)
7结束语 (21)
8参考文献： (22)
1现场总线技术概述
1.1现场总线的定义：
目前，公认的现场总线技术概念描述如下：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中，"生产过程"包括断续生产过程和连续生产过程两类。或者，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。
（1）现场总线（Fieldbus）技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术；是一次工业现场级设备通信的数字化革命。现场总线技术可使用一条通信电缆将现场设备（智能化、带有通信接口）连接，用数字化通信代替4-20mA/24VDC信号，完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能。（2）传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号，信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换，使自控系统成为工厂中的"信息孤岛"，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。（3）基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络，构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。
1.2现场总线技术的发展现状与展望
1.2.1 现场总线技术的发展现状
从20世纪90年代以后，现场总线技术得到了迅猛发展，出现了群雄并起、百家争鸣的局面。目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP等，其中最具有影响力的有5种，分别是FF、Lon Works、Profibus、CAN和HART。
FCS（Filedbus control system）则是基于现场总线的自动控制系统，即以现场总线作为工厂底层网络，通过网络集成而构成的自动控制系统网络，按照公开、规范的通讯协议在智能设备之间、智能设备与远程计算机之间实现数据传输和信息交换，从而实现控制与管理一体化的综合自动控制系统。纵观控制系统的发展过程，任何一种新的控制系统的出现都是针对旧的控制系统存在的缺陷而给出的解决方案，并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位，现场总线和现场总线控制系统的产生和发展也经历了同样的过程。
早期的控制系统主要是模拟仪表控制系统，设备之间传输的信号为1～5V
或4～20mA的直流模拟信号，信号的精度较低，传输过程中易受干扰。随着电子技术和计算机技术的发展，以单片机、计算机和可编程序控制器（PLC）为控制器的集中数字控制系统逐步取代了模拟仪表控制系统，集中数字控制系统中控制器内部传输的是数字信号，克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度较低的缺点，提高了系统的抗干扰能力。但是集中数字控制系统对控制器的要求很高，必须具有足够的处理能力和很高的可靠性，当系统任务增加时控制器的效率和可靠性会下降。
以集中管理、分散控制为核心思想的集散控制系统（DCS）在20世纪末期逐步占据了主导地位。在集散控制系统中管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，多台下位机下放分散到现场实现分布式控制功能，上下位机之间以控制网络互联以实现相互之间的信息传递，克服了集中数字控制系统对控制器的的处理能力和可靠性要求很高的缺点。在集散控制系统中分布式控制功能的实现正是得益于网络技术的发展和应用，然而，由于不同的DCS厂家出于垄断经营的目的而对其控制通讯网络采用专用的封闭形式，不同厂家的DCS 系统之间以及DCS 与上层的Intranet、Internet之间难以实现网络互联和信息共享，因此DCS 系统实质上是一种专用封闭的、不能互联的分布式控制系统，且DCS价格昂贵，用户对此提出了开放性和降低成本的迫切要求。
现场总线控制系统FCS正是顺应了上述的用户要求，采用了现场总线这一开放的、可互连的网络技术将现场的各种控制器和仪表设备相互连接，把控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。因此FCS系统实质上是一种开放的、可以互连的、彻底分散的分布式控制系统。
1984年，美国仪表协会（ISA）下属的标准与实施工作组中的ISA/SP50开始制定现场总线标准；1985年，国际电工委员会决定由Proway Working Group负责现场总线体系结构与标准的研究制定工作；1986年，德国开始制定过程现场总线（Process Fieldbus）标准，简称为PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制定及其产品开发的序幕。
1992年，由Siemens，Rocemount，ABB，Foxboro，Yokogawa等80家公司联合，成立了ISP（Interoperable System Protocol）组织，着手在PROFIBUS的基础上制定现场总线标准。1993年，以Honeywell，Bailey等公司为首，成立了World FIP（Factory Instrumentation Protocol）组织，有120多个公司加盟该组织，并以法国标准FIP为基础制定现场总线标准。1994年，ISP和World FIP的北美分部合并成立了现场总线基金会（Fieldbus Foundation简称FF），推动了现场总线标准的制定和产品开发，并于1996年第一季度颁布了低速总线H1的标准，安装了示范系统，将不同厂商的符合FF规范的设备互连构成控制系统和通讯网络，使H1低速总线开始步入实用阶段。
与此同时，在不同行业还陆续派生出一些有影响的总线标准。它们大都在某些公司标准的基础上逐渐形成，并得到其他公司、厂商、用户及国际组织的支持。如德国Bosch公司推出的CAN（Control Area Network），美国Echelon公司推出的LonWorks等。预计在今后的一段时期内，会出现几种现场总线标准共存、同一生产现场有几种异构网络互连通讯的局面。但是发展共同遵从的统一的标准规范，真正形成开放的互连系统，将是现场总线技术的发展趋势。
现场总线技术是工业控制领域出一种新兴的控制技术，它是计算机技术，通信技术，集成电路技术及智能传感技术几种技术的结合，是当今自动控制技术发展的热点，代表了工业控制领域今后的一种发展方向。它的出现，将使传统的
控制系统无论在结构上还是在性能上出现巨大的飞跃，可以说现场总线是控制领域的一场革命，它代表了一种有突破意义的新的控制思想，它将开辟一个新的时代。现场总线出现于80年代中后期，从本质上来说，它是一种数字通信协议，是一种应用于生产现场、在智能化控制设备之间实行双向串行通信、多节点的数字通信的系统，是一种开放的、数字化的、多点通信的低层控制网络。它使得自控系统和设备有了通信能力。
现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）是继基地式气动仪表控制系统，电动单元组合式模拟仪表控制系统，集中实式数字控制系统集散式控制系统DCS后的新一代控制系统。现代工业控制思想的核心是“分散控制，集中监控”使得“危险分散，控制分散”，但即使是现在流行的DCS 控制，其与工业过程打交道的过程控制站仍然还是集中的，现场信号的检测、传输和控制还是采用的4~20mA的模拟信号，这正是对分散控制，集中监控思想的违背。
而FCS 控制系统真正做到了这一点，把控制彻底地下放到现场，现场的智能仪表就能完成诸如数据采集，数据处理，控制运算和数据输出大部分现场功能，只有一些现场仪表无法完成的高级控制功能才由上位机来完成。而且现场节点之间可以相互通信实现互操作，现场节点也可以把自己的诊断数据传送给上位机，有益于设备管理。
1.2.2 现场总线技术的应用展望
现场总线技术的产生促进了现场设备的数字化和网络化，使现场控制的功能更加强大。由于采用了现场总线技术而带来了过程控制系统的开放性，使得系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能力的控制网络。为更好适应工业过程控制的需要，今后现场总线技术会从以下几个方面发展：
(1)基于现场总线的一次仪表和二次仪表的研制
现在，生产自动化仪表的厂家必须向现场总线靠拢，开发出具有现场总线结构的一次及二次仪表。检测、变换、补偿、控制、告警、趋势分析等功能可以分散在现场解决，简化上层系统，彻底实现分散控制、集中管理以提高系统的可靠性和稳定性。
(2)基于现场总线网络设备的软、硬件开发
系统的开放性和通信问题是分散控制系统的突出问题，它需要解决不同厂家软、硬件产品能否集中到一个系统的问题。如Lon Works总线技术的产品，只要遵循Lon Talk标准，几百家不同产品均可连接在一个系统中，所以要进行网络设备的研制必须遵循现场总线的统一标准。
(3)开放的组态技术研究
目前现场总线系统的组态是比较复杂的，需要组态的参数多，各参数之间的关系比较复杂，所以研究开放的组态技术也是现场总线的发展趋势。开放的组态技术的研究主要还包括网络拓扑结构、网络设备、网段互联等。在异构网连接的网关路由的开发方面，Lon Works具有独特的优势。
(4)网络设计与网络管理技术的增强
网络设计的重点是从物理形态上考虑通信网络和输入、输出线缆网络的布置，减少信息的往返传递是现场总线系统中网络设计和系统组态的一条重要原则。因此，网络设计时应优先将相互间信息交换量大的节点放在同一条支路里。网络管理技术主要还包括网络管理软件、网络数据操作与传输。现场总线的出现
形成了低层网络，应同时提供与企业网、国际互联网相连接的可能性。
(5)基于现场总线技术的全开放控制系统集成技术的开发
自动化系统与设备将朝着现场总线体系结构的方向发展，并且涉及的应用领域十分广阔，几乎覆盖了所有的过程控制领域。
(6)控制网络与数据网络的结合
实现Internet-Intranet-Infranet体系结构，对于人们的生产和生活有着重要的意义。如远程监控系统就是该体系在生产控制领域内的应用之一。现场总线系统接入Internet，在一定的条件下便可通过Internet监视，并控制这些生产系统和现场设备的运行状况和各种参数。
2 现场总线的种类
从20世纪90年代以后，现场总线技术得到了迅猛发展，出现了群雄并起、百家争鸣的局面。目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP等，其中最具有影响力的有5种，分别是FF、Lon Works、Profibus、CAN和HART。
2.1基金会现场总线
基金会现场总线，即FoudationFieldbus,简称FF，这是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher-Rousemount 公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell公司为首，联合欧洲等地的150家公司制订的WordFIP协议。屈于用户的压力，这两大集团于1994年9月合并，成立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为
3125Kbps,通信距离可达1900m(可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为1Mbps和2.5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。
为满足用户需要，Honeywell、Ronan等公司已开发出可完成物理层和部分数据链路层协议的专用芯片，许多仪表公司已开发出符合FF协议的产品，1总线已通过ａ测试和β测试，完成了由13个不同厂商提供设备而组成的FF现场总线工厂试验系统。2总线标准也已经形成。
1996年10月，在芝加哥举行的ISA96展览会上，由现场总线基金会组织实施，向世界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品，并将这些分布在不同楼层展览大厅不同展台上的FF展品，用醒目的橙红色电缆，互连为七段现场总线演示系统，各展台现场设备之间可实地进行现场互操作，展现了基金会现场总线的成就与技术实力。
2.2 LonWorks
LonWorks是又一具有强劲实力的现场总线技术，它是由美国Ecelon公司推出并由它们与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通讯速率从300bps至15Mbps不等，直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，并开发相应的本安防爆产品，被誉为通用控制网络。
LonWorks技术所采用的LonTalk协议被封装在称之为Neuron的芯片中并得以实现。集成芯片中有3个8位CPU;一个用于完成开放互连模型中第1～2层的功能，称为媒体访问控制处理器，实现介质访问的控制与处理;第二个用于完成第3～6层的功能，称为网络处理器，进行网络变量处理的寻址、处理、背景诊断、函数路径选择、软件计量时、网络管理，并负责网络通信控制、收发数据包等;第三个是应用处理器，执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区，以实现CPU之间的信息传递，并作为网络缓冲区和应用缓冲区。如Motorola公司生产的神经元集成芯片MC143120E2就包含了2KRAM和2KEEPROM。
LonWorks技术的不断推广促成了神经元芯片的低成本(每片价格约5～9美元)，而芯片的低成本又返过来促进了LonWorks技术的推广应用，形成了良好循环，据Ecelon公司的有关资料，到1996年7月，已生产出500万片神经元芯片。
LonWorks公司的技术策略是鼓励各OEM开发商运用LonWorks技术和神经元芯片，开发自己的应用产品，据称目前已有2600多家公司在不同程度上卷入了LonWorks技术:1000多家公司已经推出了LonWorks产品，并进一步组织起LonWark互操作协会，开发推广LonWorks技术与产品。它被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、运输设备、工业过程控制等行业。为了支持LonWorks与其它协议和网络之间的互连与互操作，该公司正在开发各种网关，以便将LonWorks与以太网、FF、Modbus、DeviceNet、Profibus、Serplex 等互连为系统。
另外，在开发智能通信接口、智能传感器方面，LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。LonWorks技术已经被美国暖通工程师协会ASRE定为建筑自动化协议BACnet的一个标准。根据刚刚收到的消息，美国消费电子制造商协会已经通过决议，以LonWorks技术为基础制定了EIA-709标准。
这样，LonWorks已经建立了一套从协议开发、芯片设计、芯片制造、控制模块开发制造、OEM控制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列完整的开发、制造、推广、应用体系结构，吸引了数万家企业参与到这项工作中来，这对于一种技术的推广、应用有很大的促进作用。
2.3 Profibus
Profibus是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170的现场总线。ISO/OSI模型也是它的参考模型。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列。DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而PA型则是用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集，DP型隐去了3～7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口，FMS型只隐去第3～6层，采用了应用层，作为标准的第二部分。PA型的标准目前还处于制定过程之中，其传输技术遵从IEC1158-2(1)标准，可实现总线供电与本质安全防爆。Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播(不要求应答),或有选择地向一组站点广播。
Profibus的传输速率为96～12kbps最大传输距离在12kbps时为1000m，15Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接127个站点。
2.4 CAN
CAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已广泛应用在离散控制领域。
CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的，不过，其模型结构只有3层，只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其
信号传输介质为双绞线，通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/kbps,可挂接设备最多可达110个。
CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点严重错误时，具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。
CAN支持多主方式工作，网络上任何节点均在任意时刻主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。它采用总线仲裁技术，当出现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可继续传输数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。
已有多家公司开发生产了符合CAN协议的通信芯片，如Intel公司的82527，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82C250等。还有插在PC机上的CAN总线接口卡，具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点。
2.5 HART
HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写。最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金会。这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较好的发展。
HART通信模型由3层组成:物理层、数据链路层和应用层。物理层采用
FSK(FrequencyShiftKeying)技术在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信号，频率信号采用Bell202国际标准;数据传输速率为1200bps,逻辑“0”的信号频率为2200Hz，逻辑“1”的信号传输频率为1200Hz。
数据链路层用于按HART通信协议规则建立HART信息格式。其信息构成包括开头码、显示终端与现场设备地址、字节数、现场设备状态与通信状态、数据、奇偶校验等。其数据字节结构为1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个终止位。应用层的作用在于使HART指令付诸实现，即把通信状态转换成相应的信息。它规定了一系列命令;按命令方式工作。它有3类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备理解、执行的命令;第二类称为一般行为命令，它所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令，以便在某些设备中实现特殊功能，这类命既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这3类命令。HART支持点对点主从应答方式和多点广播方式。按应答应方式工作时的数据更新速率为2～3次/ｓ,按广播方式工作时的数据更新速率为3～4次/ｓ,它还可支持两个通信主设备。总线上可挂设备数多达15个，每个现场设备可有256个变量，每个信息最大可包含4个变量。最大传输距离3000m，HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用
这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术，来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本安防爆要求。
2.6 RS-485
尽管ＲＳ-485不能称为现场总线，但是作为现场总线的鼻祖，还有许多设备继续沿用这种通讯协议。采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势，仍有一定的生命力。以RS-485为基础的OPTO-22命令集等也在许多系统中得到了广泛的应用。
3现场总线的技术特点
现场总线在技术上主要具有以下特点：
3.1 系统的开放性
开放系统是指通信协议公开，不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户，用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。
3.2 互可操作性与互用性
互可操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。
3.3 现场设备的智能化与功能自治性
现场总线设备能处理各种参数、运行状态信息及故障信息，能在部件、甚至网络故障的情况下独立工作，大大提高了整个控制系统的可靠性和容错能力。
3.4 系统结构的高度分散性
由于现场设备本身可完成自动控制的基本功能，控制站功能分散在现场仪表中，通过现场仪表就可以构成控制回路，实现了彻底的分散控制，从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了系统的可靠性、自治性和灵活性。
3.5 对现场环境的适应性
作为工厂网络底层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足本安防爆要求等。
1.4 现场总线控制系统与其他控制系统的比较
在计算机自动控制系统急速发展的今天，特别是考虑到现场总线已经普遍地渗透到自动控制的各个领域的现实，现场总线必将成为电工自动控制领域主要的发展方向之一。现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域；并且国外大公司已经在大力拓展中国市场，发展我国的现场总线产品已经刻不容缓。现场总线对自动化技术的影响意义深远。当今可以认为现场总线是提高自动化系统整体水平的基础技术，对国民经济影响重大。因此，要在自动化领域中推广应用和发展现场总线。
现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等。
自动化控制系统就是通信网络把众多的带有通信接口的控制设备、检测元件、执行器件与主计算机连接起来，由计算机进行智能化管理，实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度的新型生产过程控制系统。
从目前国内外自动化控制系统所应用的现场总线来看，主要有PROFIBUS、MODBUS、LONWORKS、FF、HART、CAN等现场总线。以上系统基本上都是采用单一的现场总线技术，即整个自动化控制系统中只采用一种现场总线，整个系统构造比较单一。
现场总线已不仅仅是一个新技术领域或新技术问题，在研究它的同时，我们发现它已经改变了我们的观念；如何去看待现场总线，要比研究它的技术细节更为重要。
①现场总线是一个巨大的商业机会
一项权威报告声称现场总线的应用将使控制系统的成本下降67％；巨大的商业利益直接导致产生一个巨大的市场，并且促使传统市场萎缩，从而引发技术进步。这些对于我们行业来说都很重要，因为我们正处在新旧市场交替的关口。
②.现场总线是一场技术革命
现场总线带来了观念的变化，我们以往开发新产品，往往只注意产品本身的性能指标，对于新产品与其它相关产品的关联就考虑比较少一点。这样对于电工行业这样一个比较保守的行业来说，新产品就不那么容易地被用户接收。
而现场总线产品却恰恰相反，它是一个由用户利益驱动的市场，用户对新产品应用的积极性比生产商更高。然而，现场总线新产品的开发也与传统产品不同；它是从系统构成的技术角度来看问题，它注重的是系统整体性能的提高，不强求局部最优，而是整体的配合。这种配合在主控计算机软件运行下能使控制系统应用新的理论来发挥最大的效能；这一点是传统产品很难做到的。现场总线的“负跨越（指在技术水平提高的同时，掌握和应用这项新技术的难度却降低了）”的特性使它的推广更加容易。
4.1 模拟仪表控制系统
模拟仪表控制系统于六七十年代占主导地位。其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。
4.2 集中式数字控制系统
集中式数字控制系统于七八十年代占主导地位。采用单片机、PLC、SLC或微机作为控制器，控制器内部传输的是数字信号，克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。它的优点是容易根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制时机的选择上可以统一调度和安排；不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性。
4.3 集散控制系统（DCS）
集散控制系统（DCS）于八九十年代占主导地位。其核心思想是集中管理、分散控制，有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷；不足的是，不同厂家的DCS系统之间以及DCS与上层Intranet、Internet信息网络之间难以实现网络互连和信息共享，因此DCS从这个角度出发实质是一种封闭专用的、不具可互操作性的分布式控制系统而且DCS造价十分昂贵。在这种情况下，用户对网络控制系统提出了开放化和降低成本的迫切要求。
4.4 现场总线控制系统（FCS）
现场总线控制系统（FCS）作为新一代控制系统，利用现场总线开放且具有可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
5现场总线技术的优势
5.1现场总线的优点
由于现场总线的以上特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护，都体现出优越性。
5.1.1节省硬件数量与投资
由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设备的减少，还可减少控制室的占地面积。
5.1.2节省安装费用
现场总线系统的接线十分简单，由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料，可节约安装费用60以上。
5.1.3节省维护开销
由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。
5.1.4用户具有高度的系统集成主动权
用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某一品牌的产品被“框死”了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。
5.1.5提高了系统的准确性与可靠性
由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强:减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。
现场总线系统的优越性很多，主要突出它的哪一种优点：
①我们认为首先要突出现场总线降低系统投资成本和减少运行费用的优点。这一点很重要，有了这一基本思想，在进行总线类型的选择和网络设计时，就会有明确的方向。
但是，现场总线的这项优点能否发挥，与应用者是否合理地使用现场总线、充分发挥它的潜能有关。
②不同类型的现场总线组合更有利于降低成本
位式总线的能力很有限，用位式总线作为大型系统的信息传输主体是不可能的。但是它在成本，速度等方面的优势又是其它高层次总线无法替代的。因此它常常与其它总线混合使用。
用户可能会担心，用了多种现场总线，会使整个系统的操作、管理变得复杂。实际现在一些通用的人-机界面软件，都支持多种现场总线，因此到人-机界面这一层，不同总线的区别对使用者来说是不大的。
③现场总线的本质是信息处理现场化
一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线和智能仪表后，可以从现场得到更多的诊断、维护和管理信息。现场总线系统的信息量大大增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力、减少多余信息的传递。另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。
如果仅仅把现场总线理解为省掉了几根电缆，是没有理解到它的实质。信息处理的现场化才是智能化仪表和现场总线所追求的目标，也是现场总线不同与其它计算机通信技术的标志。
④网络的设计
一般控制系统也有网络设计问题，网络设计的重点是从物理形态上考虑通信网络和输入、输出线缆网络的布置。
前面提到许多现场总线的网络形态是线形的，每一组网段上的节点数是有限制的。由于网段上的节点数较少，因此除考虑网络的物理布置之外，还要考虑减少信息在网络上的往返传递。
减少信息的往返传递是现场总线系统中网络设计和系统组态的一条重要原则。减少信息往返常常可带来改善系统响应时间的好处。因此，网络设计时应优
先将相互间信息交换量大的节点，放在同一条支路里。例如多回路调节中，一个调节回路的节点应尽量放置在同一条支路里。
⑤系统组态傻瓜化
现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有许多功能类同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题。
考虑这个问题的原则是，尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块。
目前现场总线系统的组态是比较复杂的，需要组态的参数多，各参数之间的关系比较复杂，如果不是对现场总线非常熟悉，很难将系统设置到最佳状态。显然，广大用户对这种状态不满意。现场总线系统的制造商也正在努力，以使系统组态逐步傻瓜化。
现场总线的发展很快，我国在现场总线的开发和应用方面都紧跟了世界潮流，其发展速度超出预料。我们希望政府和企业应拿出更多的资金，投入这一领域，这是大有希望的事业。
5.2基于现场总线的自动化监控及信息集成系统主要优点
5.2.1增强了现场级信息集成能力
现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更好的满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络，它不单纯取代4-20mA 信号，还可实现设备状态、故障、参数信息传送。系统除完成远程控制，还可完成远程参数化工作。
5.2.2开放式、互操作性、互换性、可集成性
不同厂家产品只要使用同一总线标准，就具有互操作性、互换性，因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，市场上将有许多面向行业特点的监控系统。
5.2.3系统可靠性高、可维护性好
基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的I/O连线，对于大规模I/O系统来说，减少了由接线点造成的不可靠因素。同时，系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作，也增强了系统的可维护性。
5.2.4降低了系统及工程成本
对大范围、大规模I/O的分布式系统来说，省去了大量的电缆、I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程成本。
现场总线作为自动化领域的一次革命，它的意义和产生的效益是非常巨大的。积极开展各种现场总线技术的研究和应用，特别是加强对于一些已有成功经验的现场总线在智能化控制系统中的开发与应用，对于开电气设备制造厂家来说可以避免很多弯路和资源浪费，是适合我国国情的一个实用的发展途径。
智能化控制系统采用多现场总线技术，全中文操作界面，具有很高的通用性和灵活性以及较低的成本，使其具有非常高性能价格比，可以使用户方便、灵活地构成一个实用可靠的智能化控制系统，其优良的可扩展性使其能够适应通信技术发展的潮流，满足不同用户的需要。
6现场总线的发展趋势
6.1现场总线的发展不会被计算机通信技术取代
在现场总线技术诞生的初期，它的主要功能是将当时的可编程逻辑控制器以一种较简洁的方式连接起来。随着计算机技术引入PLC，计算机通信技术被引入现场总线；PLC功能的增强对现场总线提出了更高的要求，计算机通信技术的引入大大增强了现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。
在分散型控制系统的发展历程中，较早地在站间通信中采用了局域网技术。随着电子技术的发展，许多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场。
在过程控制领域，曾经采用过许多通信协议。随着商用计算机领域的局域通信逐步被以太网垄断，过程控制领域中上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网。由于因特网的快速发展，人们通过因特网访问控制系统，进行远程诊断、维护和服务的愿望越来越强烈，因此TCP／IP协议也进入过程控制领域。实际上我们现在就可以看到通过因特网访问现场仪表的事例。
这里我们看到了两种趋势，第一是现场有越来越多的信息需要往上送，第二是计算机通信技术越来越向下延伸。人们不禁要问：包括Internet技术内的现代计算机通信技术是否会最终延伸到现场，并取代现场总线?
我们认为现代计算机通信技术有能力延伸到现场，现场总线技术中也会不断地融入计算机通信技术，但是计算机通信技术不会取代现场总线。因为现场总线与一般计算机通信在功能、要求和结构上有所不同。
6.1.1现场总线与一般计算机通信在功能上的不同
计算机通信的基本功能是可靠地传递信息。现场总线的功能是：①经济、安全、可靠地传递信息；②正确使用所传信息；③及时处理所传信息。经济性要求
现场总线在传递信息的同时，解决现场装置的供电问题，并要求传输介质较廉价。安全性要求现场总线解决防爆问题。可靠性要求现场总线解决环境适应性问题，包括电磁环境适应性（传输时不要干扰别人，也不要被别人干扰）、气候环境适应性（要耐温、防水、防尘）、机械环境适应性（要耐冲击、耐振动）。
正确使用信息要求不同制造商生产的装置能相互理解所传信息，这就是现场总线的可互操作性要求。及时处理信息要求现场装置不要将信息过多地在网络上往返传递，要尽可能地就地处理信息。及时处理信息的要求主要是针对高层次现场总线和智能仪表的，但是这条要求最集中地体现了现场总线技术发展趋势---信息处理现场化。
对计算机通信的主要要求是快。对现场总线不仅要求传输速度快，在过程控制领域还要求响应快，即实时性要求。这样“快”就有三种含义。
（1）传输速度快：指单位时间内传输的信息要多，通常用波特率来衡量。这条要求与普通计算机通信是一致的。
（2）响应时间短：指突然发生意外事件时，仪表将该事件传输到网络上或执行器接收到该信息马上执行所需的时间。这个时间是由4个方面决定的：①仪表或执行器控制中断的能力；②信息在通信协议的应用层与物理层之间的传输时间；③等待网络空闲的时间；避免信息在网络上碰撞的时间。由于这个时间对大多数通信协议是一个随机数，因此大部分通信协议不给这个参数。过程控制系统通常并不要求这个时间达到最短，但它要求最大值是预先可知的，并小于一定值。
（3）巡回时间短：指系统与所有通信对象都至少完成一次通信所需的时间。这个时间一般可由系统组态来调整。对那些单纯靠优先级解决实时性的抢先式通信系统，当高优先级事件发生比较频繁时，低优先级事件会长时间得不到响应；对这类通信协议，巡回时间是随机量，预先不可知。过程控制系统希望最长巡回时间是预先可知的，并小于一定值。
响应时间和巡回时间反映了实时性，而实时性与通信协议有很密切的关系。现场总线采用两种技术来实现实时性。
一种是简化技术。将网络形式简化成线形（实际上已经不成其为“网”了）；将通信模型简化为只有一、二层；将节点的信息简化到只有几比特。经过以上简化，节点的访问就非常快了。这也可以通过极大地提高通信传递速度来缩短节点访问时间，这时虽然理论上某些现场总线的节点访问时间还有某种不确定性，但是反复发生不确定事件的概率很低，可以在一些非关键部位使用这种现场总线。节点访问快了，就可以简化系统的管理；这时采用主-从方式轮询访问，只要限制网络轮询的规模，就可以将响应控制在指定的时间内。采用这种技术可大大降低总线的成本，大多数位式开关量现场总线采用这种技术。
另一种是采用网络管理和数据链路调度技术来实现实时性，这是一种很复杂的技术。一般认为，分时式实时系统的响应具有可预知性，但资源利用率低；抢先式实时系统资源利用率高，但往往响应具有不可预知性。现在的现场总线往往采用两者结合的方式进行管理和调度，以达到某种平衡。
随着多媒体计算机通信系统的不断发展，语音和图象的实时传输对网络的响应时间提出了新的要求。多媒体传输对实时性的要求是几十ms，过程控制对系统的实时性要求是几ms到十ms。多媒体对实时性的要求是“软”的，即只要大部分时间满足要求就行了，偶然几次不及时响应是没关系的。过程控制对实时性的要求是“硬”的，因为它往往涉及安全，必须在任何时间都及时响应，不允许有不确定性。
改善现场总线的实时性，减少响应时间的不确定性是现场总线的重要发展趋势。
计算机通信系统的结构是网络状的，从一点到另外一点的通信路径可以是不固定的。
大部分现场总线的结构是线状的，虽然现场总线的拓扑结构可以是总线型、星型、环行、回路型等；但在大多数现场总线中，从一点到另外一点的通信路径是比较固定的。
线状结构的优点是：①解决网络供电比较容易；②解决本安防爆比较容易；
③使通信协议中可以舍去与路径有关的几层，有利于改善实时性。
很显然，在线状结构时一条现场总线支路的电源负载是确定的，沿总线电源电压的变化也是可以预料的。在网状结构中一定会出现多电源供电情况，各电源的负载平衡，以及网络中各节点处的电压下降，都比较难以预料。
我们目前的本安防爆主导理论还是认为，电缆的分布电感、电容是随着电缆的长度增加的，因此由于电磁感应产生的火花能量，也是随着电缆的长度而增加。在这种情况下，要解决网状结构的本安防爆问题是很难的。
本安防爆理论的现状对现场总线的推广应用限制极大。因为它限制电缆的长度和总线上负载的数量。现场总线的主要优点在这些限制下，大部分都消失了。因此现场总线要求本安防爆理论要有所发展，目前各国都在对现场总线本质安全概念理论加强研究，争取有所突破。克服本安防爆对现场总线的限制是现场总线在应用理论上的发展趋势。
现场总线的线状结构的优点在前面说明了，它的主要缺点是当一条总线支路的电缆断了，这条支路就瘫痪了。对于网状结构，断了一、二条支路，信息还能够通过其它路径传递；系统的性能会下降，但不会瘫痪。这个问题是现场总线至今未被用在最关键场合的主要原因之一，也是现场总线制造商们近期要研究解决的问题之一。
上述情况说明现场总线并不只是一项通信技术，它是通信技术、仪表智能化技术及自动控制技术的结合产物。虽然并不是所有的现场总线都满足了上述要求，但这些要求是用于过程控制的现场总线所追求的目标。虽然我们已经看到一些直接通过因特网访问现场仪表的例子，但这都是一些对控制和实时性没有严格要求的检测系统。我们认为计算机通信技术不会取代现场总线。
6.2国内现场总线的发展趋势
国内现场总线的发展趋势是：①多种现场总线在国内展开激烈竞争，竞争的重点是应用工程；②国内自己开发的现场总线产品开始投入市场；③国内各行业的现场总线应用工程迅速发展。
现场总线技术传入中国已经好几年了，前几年我们主要是了解学习和宣传，然后开始开发和应用。由于中国经济正处于起飞阶段，市场潜力巨大，各种现场总线的主要支撑企业都看好中国市场，他们在中国展开了激烈的竞争。竞争的集中体现是在国内引起现场总线协议的争论。争论的焦点是哪种现场总线更好。
我们认为，这种争论在初期对宣传现场总线是有好处的，它促使更多的人了解现场总线，为今后现场总线的推广做了很好的准备。但是要想通过这种争论来搞清楚到底哪种现场总线更好，那是不可能的。
对于目前的争论，我们的看法是：
《微机原理与接口技术》综合实验论文
《微机原理与接口技术》综合实验论文 可编程8253定时/计数器 的工作原理、使用方法及应用实例 年级：xxxxxx 姓名：xxxxxx 学号：xxxxxxx ·xxxx年xx月·
可编程8253定时/计数器 的工作原理、使用方法及应用实例 【摘要】 可编程的计数器/定时器是为了方便计算机系统的设计和应用而研制的，很容易和系统总线连接。它综合了软件定时和硬件定时的双重优点，定时时间很容易地通过软件设置和改变，定时过程通过硬件实现，当定时时间到时，可输出时间信号，由于计数器/定时器一般具有连续工作的功能，所以可以输出速率波，并具有分频功能。因此它可以满足各种不同的定时和计数要求，在各种计算机系统的设计中得到了广泛的应用。 【关键字】 定时器，计数器，记数初值，软件定时，硬件定时 【引言】 在计算机系统中往往需要一些时钟，以便实现定时控制或延迟控制。如定时扫描，定时中断，定时检测，定时刷新，系统日历时钟以及喇叭发生的声源等。对外部事件进行记录，也是各种微机应用所常用的，因此往往需要一些计数器。而定时功能通常是通过记数来实现的，当计数器的输入脉冲为固定频率的信号时，计数器就有了定时功能，因此一般定时器和计数器融为一体。8253定时/计数器就具有这样的功能。 【工作原理】 实现定时的方法可分为软件定时和硬件定时两种。软件定时就是让机器执行一个程序段，这个程序段本身并没有具体的执行目的，但由于执行每一条指令都需要一定的时间，则执行一个已定的程序段就需要一个固定的时间。软件定时的优点是不需要增加硬件设备，且定时时间改变灵活，只要改变子程序的执行时间
即可。 硬件定时又分为不可编程硬件定时和可编程硬件定时。对不可编程的硬件定时方法，可采用如定时器555外接定时部件构成。这种定时的优点是电路一般比较简单，定时期间不占用CPU资源。可编程的计数器是为了方便计算机系统的设计和应用而研制的，很容易和系统总线连接。 8253的记数初值是决定记数次序的，根据输出信号的不同，计算方法可分为两种情况。 当输出信号为连续的周期波时：假设计数器输入信号CLK的频率为F（CLK），要求OUT端输出信号的频率为F（OUT），则记数初值N的计算公式为： N=F（CLK）/F（OUT） 当计数器工作在一次性有效的定时方式时：如希望的定时时间为T，则记数初值N的计算公式为： N=F（CLK）*T 【实验内容】 8253A的A0、A1接系统地址总线A0、A1，故8253A 有四个端口地址，。8253A 的片选地址为48H~ 4FH。因此，本实验仪中的8253A四个端口地址为48H、49H、4AH、4BH，分别对应通道0、通道1、通道2和控制字。采用8253A通道0，工作在方式3(方波发生器方式)，输入时钟CLK0 为1MHZ，输出OUTO 要求为1KHZ 的方波，并要求用接在GATE0引脚上的导线是接地("0"电平)或甩空("1"电平)来观察GATE对计数器的控制作用，用示波器观察输出波形。当我们改变记数初值是再观察波形的变化。 【8253功能介绍】 8253是可编程的计数器/定时器,其内部有三个独立的16位计数器/定时器通道,每个计数器通道均可按6种不同的方式工作,并且都可以按二进制或十进制计数。其CLK0～CLK2是计数器0～2的时钟脉冲输入端, GATE0～GATE2是门控脉冲输入端, OUT0～OUT2是输出端及内部结构见下图。
微机原理与接口技术知识点复习总结汇编
第一章计算机基础知识 本章的主要内容为不同进位计数制计数方法、不同进位制数之间相互转换的方法、数和字符在计算机中的表示方法、简单的算术运算以及计算机系统的组成。下边将本章的知识点作了归类，图1为本章的知识要点图，图1.2为计算机系统组成的示意图。 本章知识要点 数制 二进制数(B) 八进制数(Q) 十六进制数(H) 十进制数(D) B) 码制 带符号数编码 奇偶校验码 字符编码 原码 反码 补码 ASCII码 BCD码 压缩BCD码 非压缩BCD码计算机系统组成 计算机系统组成硬件 主机 外部设备 中央处理器(CPU) 半导体存储器 控制器 运算器 ROM RAM 输入设备 输出设备 软件 系统软件 应用软件 操作系统：如DOS、Windows、Unix、Linux等 其他系统软件 用户应用软件 其他应用软件 各种计算机语言处理软件：如汇编、解释、编译等软件
第二章8086微处理器 本章要从应用角度上理解8086CPU的内部组成、编程结构、引脚信号功能、最小工作模式的系统配置、8086的存储器组织、基本时序等概念。下面这一章知识的结构图。 本章知识要点 Intel 8086微处理器 时钟发生器（8284） 地址锁存器（74LS373、8282） 存储器组织 存储器逻辑分段 存储器分体 三总线(DB、AB、CB) 时序 时钟周期(T状态) 基本读总线周期 系统配置 （最小模式） 8086CPU 数据收发器(8286、74LS245) 逻辑地址物理地址 奇地址存储体（BHE） 偶地址存储体（A0） 总线周期指令周期 基本写总线周期 中断响应时序 内部组成 执行单元EU（AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI、标志寄存器） 总线接口单元BIU（CS、DS、SS、ES、IP） 地址/数据 控制 负责地址BHE/S7、ALE 引脚功能（最小模式）地址/状态 数据允许和收发DEN、DT/R 负责读写RD、WR、M/IO 负责中断INTR、NMI、INTA 负责总线HOLD、HLDA 协调CLK、READY、TEST 模式选择MN/MX=5V
微机原理及应用 第2章 习题及答案
CH02 8086／8088指令系统 习题与思考题 1．假定DS=2000H，ES=2100H，SS=1500H，SI=00A0H，BX=0100H，BP=0010H，数据变量VAL的偏移地址为0050H，请指出下列指令源操作数是什么寻址方式？源操作数在哪里？如在存储器中请写出其物理地址是多少？ （1）MOV AX，0ABH （2）MOV AX，[100H] （3）MOV AX，VAL （4）MOV BX，[SI] （5）MOV AL，VAL[BX] （6）MOV CL，[BX][SI] （7）MOV VAL[SI]，BX （8）MOV [BP][SI]，100 解答： （1）MOV AX，0ABH 寻址方式：立即寻址；源操作数在数据线上；物理地址：无 （2）MOV AX，[100H] 寻址方式：直接寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+100H＝2000H*16+100H＝20100H （3）MOV AX，VAL 寻址方式：直接寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+VAL＝2000H*16+0050H＝20050H （4）MOV BX，[SI] 寻址方式：寄存器间接寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+SI＝2000H*16+00A0H＝200A0H （5）MOV AL，VAL[BX] 寻址方式：变址寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+VAL+BX＝2000H*16+0050H+0100＝20150H （6）MOV CL，[BX][SI] 寻址方式：基址加变址寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+BX+SI＝ 2000H*16+0100H+00A0H ＝201A0H （7）MOV VAL[SI]，BX 寻址方式：寄存器寻址；源操作数在寄存器中；物理地址：无 （8）MOV [BP][SI]，100 寻址方式：立即寻址；源操作数在；物理地址：无 ．设有关寄存器及存储单元的内容如下：2． DS=2000H，BX=0100H，AX=1200H，SI=0002H，[20100H]=12H，[20101H]=34H，[20102H]=56H，[20103]=78H，[21200]=2AH，[21201H]=4CH，[21202H]=0B7H，[21203H]=65H。
微机原理期末考试试卷(有答案)
丽水学院《微机原理》考试试卷 班级：___________ 姓名：___________学号：____________ 题号一二三四五六总分得分 得分 一、判断题（每题1分，共10分） 1、十六位微型机的含义是：这种机器能同时处理十六位二进制数。（√） 2、微机的字长愈长，计算精度愈高，指令处理功能愈强。（√） 3、MOV指令要影响标志位。（×） 4、JMP SHORT NEXT称为近转移。（×） 5、8086与8088在软件上不一定完全兼容。（×） 6、端口是位于主机与外设之间的总称。（） 7、DMA是一种不需要CPU介入的高速数据传送。（） 8、8253中的计数可以通过初始化设置成加计数或减计数。（） 9、内部中断的优先权总是高于外部中断。（） 10、两片8259A级连后可管理16级中断。（） 得分 二、选择题（每题1分，共20分） 1、属于数据寄存器组的寄存器是_____C___。 A．AX，BX，CX，DS B.SP，DX，BP，IP C. AX，BX，CX，DX D.AL，DI，SI，AH 2、在8086和8088汇编语言中，一个字能表示的有符号数的范围是_____B___。 A．-32768≤n≤32768 B.-32768≤n≤32767 C.-65535≤n≤65535 D.-65536≤N≤65535 3、某数存于内存数据段中，已知该数据段的段地址为2000H，而数据所在单元的偏移地址为0120H，该数的在内存的物理地址为__B______。 A．02120H B.20120H C.21200H D.03200H 4、在8086/8088微机系统中，将AL内容送到I/O接口中，使用的指令是 ___D_____。 A．IN AL，端口地址 B.MOV AL，端口地址 C.OUT AL，端口地址 D.OUT 端口地址，AL 5、与十进制数58.75等值的十六进制数是__B______。 A．A3.CH B.3A.CH C.3A.23H D.C.3AH 6、将十六进制数FF.1转换成十进制数是__C______。 A．255.625 B.2501625 C.255.0625 D.250.0625 7、十进制负数-38的八位二进制补码是____D____。
微机原理及应用试题库(附答案)
《微机原理及应用》试题库 1. 8086和8088的引脚信号中， D 为地址锁存允许信号引脚。 A．CLK B．INTR C．NMI D．ALE 2. 下面的哪项是有效标识符： B A . 4LOOP： B. DELAYIS： C. MAIN A/B： D. GAMA$1： 3. 如图所示的三态输出电路，当 A 时，V B≈V DD。 A. E(ENABLE)=1, A=1 B. E(ENABLE)=1, A=0 C. E(ENABLE)=0, A=1 D. E(ENABLE)=0, A=0 4. 设(SS)=2000H，(SP)=0100H，(AX)=2107H，则执行指令PUSH AX 后，存放数据21H的物理地址是 D 。 A. 20102H B. 20101H C. 200FEH D. 200FFH 5. 汇编语言中，为了便于对变量的访问, 它常常以变量名的形式出现在程序中, 可以认为它是存放数据存储单元的 A 。 A．符号地址B．物理地址C．偏移地址D．逻辑地址 6. 下列四个寄存器中，不能用来作为间接寻址方式的寄存器是 A 。 A. CX B. BX C. BP D. DI (C)7. 执行下列程序段： MOV AX，0 MOV BX，1 MOV CX，100 AA：ADD AX，BX INC BX LOOP AA HLT 执行后的结果：(AX)= ，(BX)= 。 A. 5050，99 B. 2500，100 C. 5050，101 D. 2550，102 8. 假设V1和V2是用DW定义的变量，下列指令中正确的是 A 。 A．MOV V1, 20H B．MOV V1, V2 C．MOV AL, V1 D．MOV 2000H, V2 9. – 49D的二进制补码为 A 。
微型计算机系统原理及应用结课论文
微型计算机系统原理及应用 结课论文
基于微机原理的彩灯控制器的设计 摘要：彩灯的发展也在日新月异，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。本设计以 8088、8255芯片为中心，利用开关实现对各种花色的控制，输出采用 8个共阳极二极管显示花色。本电路设计的彩灯控制器不但能实现基本的0—7的依次显示，奇数灯依次显示和偶数灯依次显示，而且还能根据各开关的状态来控制增加或减少彩灯显示的花样，还能控制彩灯工作/暂停。 关键词：彩灯，8088、8255芯片，阳极二极管，奇数灯，偶数灯 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。
本设计通过对彩灯的设计，训练对电气、电子技术等内容的应用能力，掌握对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。单片机的控制电路的设计是彩灯应用的一个瓶颈。课程设计主要培养学生综合运用所学的知识与技能分析与解决问题的能力，并巩固和扩大学生的课堂知识。通过毕业设计学会查阅、使用各种专业资料和网上资源，并以严肃认真、深入研究的工作作风完成设计任务，逐步向工程技术员转变,培养毕业生独立完成任务的能力，体现和检验综合设计能力，大力提高毕业生的技术水平，培养新一代既有理论、又有动手能力的实用性人才，以适应国际建设和发展的需要。了解彩灯线路的基本理论，掌握单片机编程的基本设计方法和分析方法，对能够熟练地进行彩灯应用电路的设计与制作是十分必要和重要的。 一、彩灯控制器设计要求与设计方案 1.1 彩灯控制器的方案选择与比较 本课程设计所设计的彩灯控制器的主要功能有：0—7依次显示、奇数灯依次显示、偶数灯依次显示、向右递增显示、向中递推显示、间隔闪烁、向外发散显示等功能。输出采用8个共阳极二极管显示。本电路设计的彩灯控制器不但能实现基本的显示，而且还能手动来增
微机原理知识点汇总
微机原理知识点汇总
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微机原理复习总结 第1章基础知识 ?计算机中的数制 ?BCD码 与二进制数11001011B等值的压缩型BCD码是11001011B。 F 第2章微型计算机概论 ?计算机硬件体系的基本结构 计算机硬件体系结构基本上还是经典的冯·诺依曼结构，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分组成。 ?计算机工作原理 1.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分组成。 2.数据和指令以二进制代码形式不加区分地存放在存储器重，地址码也以二进制形式;计算机自动区 分指令和数据。 3.编号程序事先存入存储器。 ?微型计算机系统 是以微型计算机为核心，再配以相应的外围设备、电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算机系统。 ?微型计算机总线系统 数据总线 DB（双向）、控制总线CB（双向）、地址总线AB（单向）； ?8086CPU结构 包括总线接口部分BIU和执行部分EU BIU负责CPU与存储器,，输入/输出设备之间的数据传送，包括取指令、存储器读写、和I/O读写等操作。 EU部分负责指令的执行。 ?存储器的物理地址和逻辑地址 物理地址＝段地址后加4个0（B）＋偏移地址＝段地址×10（十六进制）＋偏移地址 逻辑段： 1). 可开始于任何地方只要满足最低位为0H即可 2). 非物理划分 3). 两段可以覆盖 1、8086为16位CPU，说明（A ） A. 8086 CPU内有16条数据线 B. 8086 CPU内有16个寄存器 C. 8086 CPU内有16条地址线 D. 8086 CPU内有16条控制线 解析：8086有16根数据线，20根地址线； 2、指令指针寄存器IP的作用是（A ） A. 保存将要执行的下一条指令所在的位置 B. 保存CPU要访问的内存单元地址 C. 保存运算器运算结果内容 D. 保存正在执行的一条指令 3、8086 CPU中，由逻辑地址形成存储器物理地址的方法是（B ） A. 段基址+偏移地址 B. 段基址左移4位+偏移地址 C. 段基址*16H+偏移地址 D. 段基址*10+偏移地址 4、8086系统中，若某存储器单元的物理地址为2ABCDH，且该存储单元所在的段基址为2A12H，则该
微机原理期末考试试卷(有答案)
微机原理期末考试试卷 (有答案) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
《微机原理》考试试卷 一、判断题（每题1分，共10分） 1、十六位微型机的含义是：这种机器能同时处理十六位二进制数。（√） 2、微机的字长愈长，计算精度愈高，指令处理功能愈强。（√） 3、MOV指令要影响标志位。（×） 4、JMP SHORT NEXT称为近转移。（×） 5、8086与8088在软件上不一定完全兼容。（×） 6、端口是位于主机与外设之间的总称。（） 7、DMA是一种不需要CPU介入的高速数据传送。（） 8、8253中的计数可以通过初始化设置成加计数或减计数。（） 9、内部中断的优先权总是高于外部中断。（） 10、两片8259A级连后可管理16级中断。（） 二、选择题（每题1分，共20分） 1、属于数据寄存器组的寄存器是_____C___。 A．AX，BX，CX，DS B.SP，DX，BP，IP C. AX，BX，CX，DX D.AL，DI，SI，AH 2、在8086和8088汇编语言中，一个字能表示的有符号数的范围是 _____B___。 A．-32768≤n≤32768 B.-32768≤n≤32767 C.-65535≤n≤65535 D.-65536≤N≤65535 3、某数存于内存数据段中，已知该数据段的段地址为2000H，而数据所在单元的偏移地址为0120H，该数的在内存的物理地址为__B______。 A．02120H B.20120H C.21200H D.03200H 4、在8086/8088微机系统中，将AL内容送到I/O接口中，使用的指令是 ___D_____。
《微机原理及应用》期末考试复习参考
《微机原理及应用》期末考试复习参考资料 一、微机原理与应用模拟试题Ⅰ 一、填空题（每空1分，共25分） 1、指令由和组成。 2、I/O接口是微机系统的一种部件，它被设置在与之间。 3、已知[X]补=（11110011）B，则真值X= 。 4、IF是标志；SP称为；CS称为。 5、段地址为A382H，偏移地址为1234H，则对应的物理地址为。 6、8086CPU由和两部分组成。 7、CPU的基本时间计量单位称为周期。 8、SP总是指向堆栈的。 9、指令MOV AX，[BP+200]读取的是段的存储单元。 10、由8个二进制位组成的基本数据表示单元称为。 11、访存空间的是指CPU所能访问的。 12、某存储器芯片的存储容量为32K×8，则该芯片有个存储单元。 13、PENTIUM的工作模式有、、。 14、指令由、和操作数字段组成。 15、8086CPU指令系统中，用20条地址线寻址I/O端口，其端口地址范围 为。 16、电可擦除的可编程只读存储器的英文简写为。 17、逻辑地址由段基值和___ ___组成。 二、判断题（每小题1.5分，共15分，在每小题 后面的括号中认为正确的画“√”，错误的画 “×”） 1、堆栈是处在CPU内部的一个部件。（）
2、8086的状态标志位有9个。（） 3、IP是EU中的寄存器。（） 4、IP中存放的是正在执行的指令的偏移地址。（） 5、全地址译码法是指存储器芯片上的所有地址均参加译码。（） 6、EPROM是电可擦除的PROM。（） 7、中断是指CPU执行程序过程被意外暂停。（） 8、EEPROM中存储的数据不会因掉电而丢失。（） 9、SRAM是不用刷新的RAM。（） 10、总线周期是指CPU通过总线访问一次内存或外设的时间。（） 三、单项选择题（每题1.5分，共15分） 1）。 (A) SP (B) IP (C)BP (D)CS 2、源变址寄存器是（）。 (A) SI (B)DI (C)SP (D)DX 3、下面4个标志中属于控制标志的是（）。 (A) CF (B)DF (C)SF (D)ZF 4、LEA BX，BUFF 指令的功能是（）。 (A)将存储单元BUFF的地址送给BX。 (B)将存储单元BUFF的数据送给BX。 (C)将存储单元BUFF的偏移地址送给BX。 (D)将存储单元BUFF的段地址送给BX。 5、DOS功能调用的子功能号存放在（）寄存器中。 (A) AH (B)AL (C)DH (D)DL 6、采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在（）间建立直接的数据通道。 (A) CPU与外设 (B)主存与外设 (C)外设与外设 (D)CPU与主存 7、设SP=1110H，执行 PUSH AX 指令后，SP的内容为（）。 (A) SP=1112H (B)SP=110EH (C)SP=1111H (D)SP=110FH 8、语句DAI DB 2 DUP（3，5，7）汇编后，与该语句功能等同的语句是（）。 (A) DAI DB 3，5，7 (B)DAI DB 2，3，5，7 (C)DAI DB 3，5，7，2 (D)DAI DB 3，5，7，3，5，7 9、给定AL=80H，CL=02H，则SAR AL ，CL指令执行后的结果是（）。 (A) AL=40H (B)AL=20H (C)AL=0C0H (D)AL=0E0H 10、对于输入端口，应具有下面何种功能（）。 (A)应具备数据缓冲功能。 (B)应具备数据锁存功能。 (C)应同时具备数据缓冲功能和数据锁存功能。 (D)具备缓冲功能和数据锁存功能中的任一种。 四、名词解释题（每题5分，共25分）
微机原理论文
微机原理与接口技术论文浅谈微机原理的应用 学院：物理与电子工程学院 班级： 09通信6班 专业：通信工程 学号： 姓名：
浅谈微机原理 引言 自1981年美国IBM公司推出了第一代微型计算机IBM-PC/XT以来，以微处理器为核心的微型计算机便以其执行结果精确、处理速度快捷、小型、廉价、可靠性高、灵活性大等特点迅速进入社会各个领域，且技术不断更新、产品不断换代，先后经历了80286、80386、80486乃至当前的80586 (Pentium)微处理器芯片阶段, 并从单纯的计算工具发展成为能够处理数字、符号、文字、语言、图形、图像、音频和视频等多种信息在内的强大多媒体工具。如今的微型计算机产品无论从运算速度、多媒体功能、软硬件支持性以及易用性方面都比早期产品有了很大的飞跃，便携式计算机更是以小巧、轻便、无线联网等优势受到了越来越多的移动办公人士的喜爱，一直保持着高速发展的态势。 1微型计算机的发展历史 第一台微型计算机—— 1974年，罗伯茨用8080微处理器装配了一种专供业余爱好者试验用的计算机“牛郎星”（Altair）。 第一台真正的微型计算机——1976年，乔布斯和沃兹尼克设计成功了他们的第一台微型计算机，装在一个木盒子里，它有一块较大的电路板，8KB的存储器，能发声，且可以显示高分辨率图形。1977年，沃兹尼克设计了世界上第一台真正的个人计算机——Apple Ⅱ，并“追认”他们在“家酿计算机俱乐部”展示的那台机器为Apple Ⅰ。1978年初，他们又为AppleⅡ增加了磁盘驱动器。从微型计算机的档次来划分，它的发展阶段又可以分为以下几个阶段：第一代微机——第一代PC机以IBM公司的IBM PC/XT机为代表，CPU是8088，诞生于1981年，如图1-3所示。后来出现了许多兼容机。
微机原理期末考试考试卷及答案
的数据线为16位，地址线为20位，I/O口使用16位地址线。 2.在某进制的运算中7×3=33，则7×5=＿55。 3.用8位二进制数表示整数时，十进制数(-128)的补码为＿＿。原码为无，反码为无。3．8086内部寄存器长度为16位，通用寄存器有8个，段寄存器有4个。 4．8086偶存储体的选片信号是A0，奇存储体的选片信号是BHE 。 5．MOV AX，[BX+SI]的源操作数是基址变址寻址方式，目的操作数是寄存器寻址方式。6．8086可以指向堆栈的指针寄存器有bp和sp。 7．程序中段定义结束的伪指令是ENDS，子程序定义结束的伪指令是ENDP。 8．EEPROM的擦除方法为点擦除. 9.下列指令段经汇编后，DATA所代表的偏移地址为＿100 CH＿＿。 & ORG 1000H STROE DB 12 DUP() DATA DB 05H，06H，07H，08H 1. 8086/8088在不考虑段跨越情况下，DI寄存器给出的偏移地址位于＿C＿＿。 A. 仅DS段 B. DS或SS段 C. DS或ES段 D. DS或CS段 2. 下列指令中格式错误的是___A___。 A. SHL AL，CX B. XCHG AL，BL C. MOV BX，[SI] D. AND AX，BX 3. 设(20010H)=3FH，(20011H)=B2H，执行下列指令段后，BX=____B__。 MOV AX，2000H " MOV DS，AX MOV BX，[0010H] A. B2B2H B. B23FH C. 3F3FH D. 3FB2H 4. 若SP=0124H，SS=3300H，在执行INT 60H这条指令后，堆栈栈顶的物理地址为___D___。 A. 3311CH B. 33120H C. 33122H D. 3311EH 5. 下列指令中格式错误的是＿C＿＿。 A. MOV AX，357AH[BX][DI] B. OUT DX，AL C. LEA AX，50H[BX][BP] D. RCR BX，1 6. 下列指令中允许寻址范围最大的是＿D＿＿。 A. JNZ NEXT B. LOOP NEXT ￥ C. JMP SHORT PTR NEXT D. CALL NEAR PTR NEXT 7. 8086/8088不属于BIU部分的寄存器是__D____。 A. IP B. ES C. DS D. SP 8088最大模式比最小模式在结构上至少应增加___B_。 A. 中断优先级控制器 B. 总线控制器 C. 数据驱动器 D. 地址锁存器 9. 8086在存取存贮器中以偶地址为起始地址的字时，M/IO、BHE、A0的状态分别是____D__。 A. 0,0,1 B. 1,0,1 C. 1,1,0 D. 1,0,0 10. 一个半导体存贮芯片的引脚有 A13～A0，D3～D0，WE，OE，CS，VCC，GND等，该芯片存贮容量为____C__。 A. 8K×8 B. 8K×4 C. 16K×4 D. 16K×8 !
《微机原理及应用》期末考试复习参考资料
《微机原理及应用》期末考试 复习参考资料 一、微机原理与应用模拟试题Ⅰ 一、填空题（每空1分，共25分） 1、指令由和组成。 2、I/O接口是微机系统的一种部件，它被设置在与之间。 3、已知[X]补=（11110011）B，则真值X= 。 4、IF是标志；SP称为；CS称为。 5、段地址为A382H，偏移地址为1234H，则对应的物理地址为。 6、8086CPU由和两部分组成。 7、CPU的基本时间计量单位称为周期。 8、SP总是指向堆栈的。 9、指令MOV AX，[BP+200]读取的是段的存储单元。 10、由8个二进制位组成的基本数据表示单元称为。 11、访存空间的是指CPU所能访问的。 12、某存储器芯片的存储容量为32K×8，则该芯片有个存储单元。 13、PENTIUM的工作模式有、、。 14、指令由、和操作数字段组成。 15、8086CPU指令系统中，用20条地址线寻址I/O端口，其端口地址范围 为。 16、电可擦除的可编程只读存储器的英文简写为。 17、逻辑地址由段基值和___ ___组成。 二、判断题（每小题1.5分，共15分，在每小题 后面的括号中认为正确的画“√”，错误的画“×”） 1、堆栈是处在CPU内部的一个部件。（） 2、8086的状态标志位有9个。（） 3、IP是EU中的寄存器。（）
4、IP中存放的是正在执行的指令的偏移地址。（） 5、全地址译码法是指存储器芯片上的所有地址均参加译码。（） 6、EPROM是电可擦除的PROM。（） 7、中断是指CPU执行程序过程被意外暂停。（） 8、EEPROM中存储的数据不会因掉电而丢失。（） 9、SRAM是不用刷新的RAM。（） 10、总线周期是指CPU通过总线访问一次内存或外设的时间。（） 三、单项选择题（每题1.5分，共15分） 1）。 (A) SP (B) IP (C)BP (D)CS 2、源变址寄存器是（）。 (A) SI (B)DI (C)SP (D)DX 3、下面4个标志中属于控制标志的是（）。 (A) CF (B)DF (C)SF (D)ZF 4、LEA BX，BUFF 指令的功能是（）。 (A)将存储单元BUFF的地址送给BX。 (B)将存储单元BUFF的数据送给BX。 (C)将存储单元BUFF的偏移地址送给BX。 (D)将存储单元BUFF的段地址送给BX。 5、DOS功能调用的子功能号存放在（）寄存器中。 (A) AH (B)AL (C)DH (D)DL 6、采用DMA方式的I/O系统中，其基本思想是在（）间建立直接的数据通道。 (A) CPU与外设(B)主存与外设(C)外设与外设(D)CPU与主存 7、设SP=1110H，执行PUSH AX 指令后，SP的内容为（）。 (A) SP=1112H (B)SP=110EH (C)SP=1111H (D)SP=110FH 8、语句DAI DB 2 DUP（3，5，7）汇编后，与该语句功能等同的语句是（）。 (A) DAI DB 3，5，7 (B)DAI DB 2，3，5，7 (C)DAI DB 3，5，7，2 (D)DAI DB 3，5，7，3，5，7 9、给定AL=80H，CL=02H，则SAR AL ，CL指令执行后的结果是（）。 (A) AL=40H (B)AL=20H (C)AL=0C0H (D)AL=0E0H 10、对于输入端口，应具有下面何种功能（）。 (A)应具备数据缓冲功能。 (B)应具备数据锁存功能。 (C)应同时具备数据缓冲功能和数据锁存功能。 (D)具备缓冲功能和数据锁存功能中的任一种。 四、名词解释题（每题5分，共25分）
科技创新论文6篇
科技创新论文6篇 科技创新论文6篇 创新是指以现有的知识和物质，在特定的环境中，改进或创造新的事物，并能获得一定有益效果的行为.WTT整理的科技创新论文，供参考！ 产业科技创新建设的战略研究 摘要：文章在综合借鉴全球各类创新中心提法的基础上，阐述了产业科技创新中心的概念和特征，辨析了产业科技创新中心和科技创新中心的异同，对美国硅谷、台湾新竹、印度班加罗尔、日本筑波等世界知名产业科技创新中心的发展路径进行了归纳，凝练出它们共同的做法和举措，并通过梳理这些产业科技创新中心的建设经验，对江苏建设具有全球影响力的产业科技创新中心进行了顶层设计，着眼于培育新的经济增长点和抢占未来发展制高点的战略目标，系统提出了获取世界级科技成果、培育世界级创新型企业、打造世界级科技园区、集聚世界级领军人才四个战略路径，为江苏突破在全球产业链中的低端技术锁定、价值锁定和市场锁定，形成更多国际产业先发引领优势提供重要的决策支撑. 关键词：产业科技；创新中心；创新发展；创新驱动
当前，世界范围内正在孕育新一轮科技革命和产业变革，全球化竞争呈现出新的发展态势，主要发达国家和创新型国家相继出台重大举措，加快推动产业科技创新.江苏是我国的制造业大省和科教大省，制造业规模全国第一，约占全球的3%，高校数量全国第一，区域创新能力连续七年居于全国首位.面对新的趋势变化和现实挑战，江苏要把握好当前的机遇，发挥科教与人才、企业与产业的优势，通过建设“具有全球影响力的产业科技创新中心”，推动产业向中高端迈进的步伐，牢牢掌握新一轮全球创新竞争的战略主动权，为发展全局赢得新的更大空间. 一、产业科技创新中心的概念和特征 1.产业科技创新中心的概念 目前，理论界和实业界对“具有全球影响力的产业科技创新中心”的概念还没有明确界定，但相关提法却有不少，如联合国的“全球创新中心”、美国《有线》杂志的“全球高技术中心”和我国杜德斌教授的“国际产业研发中心”等.其中，联合国在《全球人类发展报告（2001年）》中公布了美国硅谷、法国巴黎、英国伦敦、印度班加罗尔等46个“全球创新中心”，他们都具备较强综合经济实力、丰富的科教资源、集聚的高新技术产业、影响力大的企业群体、较广泛的对外经济联系、开放性和包容性的创新文化氛围等特征；美国《有线》
微机原理与接口技术 知识点总结
《微机原理与接口技术》复习参考资料 教师：万显荣 复习资料说明： 1、标有红色星号“ ”的内容为重点内容 3、本资料末尾附有“《微机原理与接口技术》综合练习题与答案错误修正”和“《微机原理与接口技术》综合练习题与答案中不作要求的部分”，请注意查看。 第一章概述 一、计算机中的数制 1、无符号数的表示方法： （1）十进制计数的表示法 特点：以十为底，逢十进一； 共有0-9十个数字符号。 （2）二进制计数表示方法： 特点：以2为底，逢2进位； 只有0和1两个符号。 （3）十六进制数的表示法： 特点：以16为底，逢16进位； 有0--9及A—F（表示10~15）共16个数字符号。 2、各种数制之间的转换 （1）非十进制数到十进制数的转换 按相应进位计数制的权表达式展开，再按十进制求和。（见书本1.2.3，1.2.4）（2）十进制数制转换为二进制数制 ●十进制→二进制的转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整。 ●十进制→十六进制的转换： 整数部分：除16取余； 小数部分：乘16取整。 以小数点为起点求得整数和小数的各个位。 （3）二进制与十六进制数之间的转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 3、无符号数二进制的运算（见教材P5） 4、二进制数的逻辑运算 特点：按位运算，无进借位 （1）与运算 只有A、B变量皆为1时，与运算的结果就是1 （2）或运算 A、B变量中，只要有一个为1，或运算的结果就是1 （3）非运算 （4）异或运算 A、B两个变量只要不同，异或运算的结果就是1 二、计算机中的码制（重点 ） 1、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数X的原码记作[X]原，反码记作[X]反，补码记作[X]补。
微机原理期末考试试卷(有答案)
微机原理期末考试试卷(有答案)
INC DI LOOP AGAIN 也可用指令___A____完成同样的功能。 A．REP MOVSB B.REP LODSB C.REP STOSB D.REPE SCASB 11、动态存贮器刷新，下面哪种说法正确________。 A．刷新可在CPU执行程序过程中进行 B.刷新在外电路控制下，定时刷新，但刷新时，信息不读出 C.在正常存贮器读操作时也会发生刷新，可防止刷新影响读出信息，故读操 作时，应关闭电路工作。 D.刷新过程一定伴随着信息输出，无法控制，故刷新时不要进行读出操作。 12、用4K×8的存贮芯片，构成64K×8的存贮器，需使用多少4K×8的存贮芯片，正确答案为________。 A．128片 B.16片 C.8片 D.32片 13、对内存单元进行写操作后，该单元的内容________。 A．变反 B.不变 C.随机 D.被修改 14、在DMA方式下，CPU与总线的关系是________。 A．只能控制地址总线 B.相互成隔离状态 C.只能控制数据线 D.相互成短接状态 15、在PC/XT机中键盘的中断类型码是09H，则键盘中断矢量存储在________。 A．36H～39H B.24H～27H C.18H～21H D.18H～1BH 16、已知某系统共带三台外设，即X、Y、Z，每台外设都能发出中断，它们的中 断优先级为X>Y>Z，当前在执行Z中断服务程序时，X，Y同时发出中断请求， 若此时IF=0，问CPU响应哪台外设请求________。 A．X设备 B.Y设备 C.无响应X，后响应Y D.都不响应 17、8255A芯片中各端口的位数是________。 A．8位 B.26位 C.12位 D.4位 18、8255A的________一般用作控制或状态信息传输。 A．端口A B.端口B C.端口C D.端口C的上半部分 19、若以8253某通道的CLK时钟脉冲信号为基础，对其实行N分频后输出，通 道工作方式应设置为________。 A．方式0 B.方式2 C.方式3 D.方式4 20、8253有________个独立的计数器。 A．2 B.3 C.4 D.6 得分 三、填空题（每空1分，共20分） 1、IBM-PC机中的内存是按段存放信息的，一个段最大存贮空间为___64K_____ 字节。 2、下列字符表示成相应的ASCII码是多少？ 回车___0AH_____；数字’0’ ___36H_____。 3、假设（DS）=0B000H，（BX）=080AH，（0B080AH）=05AEH，（0B080CH） =4000H，当执行指令“LES DS，[BX]”后，（DI）=____05AEH____，（ES）
微机原理及应用 第4章 习题及答案
CH04 存储系统 习题与思考题 1．存储器的哪一部分用来存储程序指令及像常数和查找表一类的固定不变的信息？哪一部分用来存储经常改变的数据？ 解答：只读存储器ROM；随机存储器RAM。 2．术语“非易失性存储器”是什么意思？PROM和EPROM分别代表什么意思？ 解答：“非易失性存储器”是指当停电后信息会丢失；PROM--可编程序的只读存储器PROM(Programmable ROM)，EPROM--可擦除的可编程的只读存储器EPROM(Erasible Programmable ROM)。 3．微型计算机中常用的存储器有哪些？它们各有何特点？分别适用于哪些场合？ 解答： 双极型半导体存储器 随机存储器(RAM) MOS存储器（静态、动态） 主存储器可编程只读存储器PROM 可擦除可编程只读存储器EPROM，EEPROM 只读存储器(ROM)掩膜型只读存储器MROM 快擦型存储器 存储器磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器 辅助存储器磁带存储器 光盘存储器 缓冲存储器 4．现代计算机中的存储器系统采用了哪三级分级结构，主要用于解决存储器中存在的哪些问题？ 解答：目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器，由这三者构成一个统一的存储系统。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容量，而位成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。三级结构主要用于解决速度、容量和成本的问题。 5．试比较静态RAM和动态RAM的优缺点，并说明有何种方法可解决掉电时动态RAM中信息的保护。 解答：静态RAM----存储一位信息的单元电路可以用双极型器件构成，也可用MOS器件构成。双极型器件构成的电路存取速度快，但工艺复杂，集成度低，功耗大，一般较少使用这种电路，而采用MOS器件构成的电路。静态RAM的单元电路通常是由6个MOS 管子组成的双稳态触发器电路，可以用来存储信息“0”或者“1”，只要不掉电，“0” 或“1”状态能一直保持，除非重新通过写操作写入新的数据。同样对存储器单元信息的读出过程也是非破坏性的，读出操作后，所保存的信息不变。使用静态RAM的优点是访问速度快，访问周期达20~40ns。静态RAM工作稳定，不需要进行刷新，外部电
计算机毕业论文微型计算机原理及应用一
微型计算机原理及应用(一) 解释题 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（CPU），叫做微处理器。微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而 构成的计算机裸机，叫做微型计算机。微型计算机系统【解答】 微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。即由微型计算机、 配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等）， 再配以足够的软件而构成的系统。单板机【解答】将微处理器、RAM、ROM以及I/O接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、LED 显示器等）和固化在ROM中的监控程序等，安装在一块印刷电路 板上构成的微型计算机系统称为单板机。运算器【解答】运算器 是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由ALU （Arithmetic and Logic Unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、 标志寄存器等组成。地址总线【解答】地址总线是CPU对内存或 外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。地址 总线的条数多少决定了CPU的寻址能力。数据总线【解答】数据 总线是CPU与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。它决定了CPU一次并行传送二进制信息的位数，反映出CPU 的“字长”这个重要性能指标。控制总线【解答】控制总线是在CPU与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应 用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、RAM、ROM、I/O接口电路、定时器/计数器，有的还包括A/D、D/A转换 器等。其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。1-3 按 图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。【解答】ADD AL,12H指令的取指过程：IP的值（002H）送
微机原理与接口技术知识点总结材料整理
《微机原理与接口技术》复习参考资料 第一章概述 一、计算机中的数制 1、无符号数的表示方法： （1）十进制计数的表示法 特点：以十为底，逢十进一； 共有0-9十个数字符号。 （2）二进制计数表示方法： 特点：以2为底，逢2进位； 只有0和1两个符号。 （3）十六进制数的表示法： 特点：以16为底，逢16进位； 有0--9及A—F（表示10~15）共16个数字符号。 2、各种数制之间的转换 （1）非十进制数到十进制数的转换 按相应进位计数制的权表达式展开，再按十进制求和。（见书本1.2.3，1.2.4）（2）十进制数制转换为二进制数制 ●十进制→二进制的转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整。 ●十进制→十六进制的转换： 整数部分：除16取余； 小数部分：乘16取整。 以小数点为起点求得整数和小数的各个位。 （3）二进制与十六进制数之间的转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 3、无符号数二进制的运算（见教材P5） 4、二进制数的逻辑运算 特点：按位运算，无进借位 （1）与运算 只有A、B变量皆为1时，与运算的结果就是1 （2）或运算 A、B变量中，只要有一个为1，或运算的结果就是1 （3）非运算 （4）异或运算 A、B两个变量只要不同，异或运算的结果就是1 二、计算机中的码制 1、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数X的原码记作[X]原，反码记作[X]反，补码记作[X]补。
注意：对正数，三种表示法均相同。 它们的差别在于对负数的表示。 （1）原码 定义： 符号位：0表示正，1表示负； 数值位：真值的绝对值。 注意：数0的原码不唯一 （2）反码 定义： 若X>0 ，则[X]反=[X]原 若X<0，则[X]反= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求反 注意：数0的反码也不唯一 （3）补码 定义： 若X>0，则[X]补= [X]反= [X]原 若X<0，则[X]补= [X]反+1 注意：机器字长为8时，数0的补码唯一，同为00000000 2、8位二进制的表示围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、特殊数10000000 ●该数在原码中定义为：-0 ●在反码中定义为：-127 ●在补码中定义为：-128 ●对无符号数：(10000000)２= 128 三、信息的编码 1、十进制数的二进制数编码 用4位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法：压缩BCD码和非压缩BCD码。（1）压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，0000~1001表示0~9，一个字节表示两位十进制数。 （2）非压缩BCD码用一个字节表示一位十进制数，高4位总是0000，低4位的0000~1001表示0~9 2、字符的编码 计算机采用7位二进制代码对字符进行编码 （1）数字0~9的编码是0110000~0111001，它们的高3位均是011，后4位正好与其对应的二进制代码（BCD码）相符。