微型计算机控制系统习题总结精华
微机计算机控制技术课后于海生(第2版)习题详解答案

1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:(1)实时数据采集:对被控量的瞬时值进行检测,并输入给计算机。
(2)实时决策:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制:根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
6.操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何?它们之间有何区别和联系?(1)操作指导控制系统:在操作指导控制系统中,计算机的输出不直接作用于生产对象,属于开环控制结构。
计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理,计算出各控制量应有的较合适或最优的数值,供操作员参考,这时计算机就起到了操作指导的作用。
其原理框图如图1.2所示。
(2)直接数字控制系统(DDC系统):DDC系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测,经输入通道送给微机,微机将检测结果与设定值进行比较,再进行控制运算,然后通过输出通道控制执行机构,使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统,是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。
(3)计算机监督控制系统(SCC系统):SCC系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况,因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制,系统不能运行在最佳状态,而SCC系统不仅可以进行给定值控制,并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。
SCC系统的原理框图如图1.4所示。
SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。
2.数字量过程通道由哪些部分组成?各部分的作用是什么?数字量过程通道包括数字量输入通道和数字量输出通道。
数字量输入通道主要由输入缓冲器、输入调理电路、输入地址译码电路、并行接口电路和定时计数电路等组成。
数字量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、输出口地址译码电路等组成。
其中:输入调理电路转换滤波、保护、消除触点抖动,以及进行信号隔离等5.模拟量输入通道由哪些部分组成?各部分的作用是什么?模拟量输入通道一般由I/V变换、多路转换器、采样保持器、A/D转换器、接口及控制逻辑电路组成。
微型计算机控制技术课后习题答案

第一章计算机控制系统概述习题及参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:(1)实时数据采集:对被控量的瞬时值进展检测,并输入给计算机。
(2)实时控制决策:对采集到的表征被控参数的状态量进展分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制输出:根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么?(1)实时:所谓“实时〞,是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的,即计算机对输入信息以足够快的速度进展处理,并在一定的时间内作出反响并进展控制,超出了这个时间就会失去控制时机,控制也就失去了意义。
(2)“在线〞方式:在计算机控制系统中,如果生产过程设备直接及计算机连接,生产过程直承受计算机的控制,就叫做“联机〞方式或“在线〞方式。
(3)“离线〞方式:假设生产过程设备不直接及计算机相连接,其工作不直承受计算机的控制,而是通过中间记录介质,靠人进展联系并作相应操作的方式,那么叫做“脱机〞方式或“离线〞方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几局部组成?各局部的作用是什么?由四局部组成。
(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个局部发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进展实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进展各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进展监视,使之处于最优工作状态;对事故进展预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。
(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进展信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进展控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
(3)外部设备:这是实现微机和外界进展信息交换的设备,简称外设,包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。
微型计算机控制技术课后习题答案

第一章计算机控制系统概述习题及参考答案1.计算机控制系统的控制过程是怎样的?计算机控制系统的控制过程可归纳为以下三个步骤:(1)实时数据采集:对被控量的瞬时值进行检测,并输入给计算机。
(2)实时决策:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律,决定下一步的控制过程。
(3)实时控制:根据决策,适时地对执行机构发出控制信号,完成控制任务。
2.实时、在线方式和离线方式的含义是什么?(1)实时:所谓“实时”,是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的,即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理,并在一定的时间内作出反应并进行控制,超出了这个时间就会失去控制时机,控制也就失去了意义。
(2)“在线”方式:在计算机控制系统中,如果生产过程设备直接与计算机连接,生产过程直接受计算机的控制,就叫做“联机”方式或“在线”方式。
(3)“离线”方式:若生产过程设备不直接与计算机相连接,其工作不直接受计算机的控制,而是通过中间记录介质,靠人进行联系并作相应操作的方式,则叫做“脱机”方式或“离线”方式。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成?各部分的作用是什么?由四部分组成。
图1.1微机控制系统组成框图(1)主机:这是微型计算机控制系统的核心,通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令,同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。
主机的主要功能是控制整个生产过程,按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作,根据运算结果作出控制决策;对生产过程进行监督,使之处于最优工作状态;对事故进行预测和报警;编制生产技术报告,打印制表等等。
(2)输入输出通道:这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。
过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。
过程输出通道把微机输出的控制命令和数据,转换成可以对生产对象进行控制的信号。
过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。
微型计算机控制技术一二章复习资料及部分答案

微型计算机控制技术一二章复习资料及部分答案第一、二章复习题一、多项选择题1.gpib的电气特性要求总线信号采用负逻辑,下列(d)电平为逻辑“0”状态。
a、-10vb.-2vc。
0.5vd。
3v2.gpib的电气特性要求总线信号采用负逻辑,下列(c)电平为逻辑“1”状态。
a.10vb.3vc.0.5vd.2v3.在以下链接中,不属于数字输入通道的是(d)A.调节电路B.锁存器C.解码器d.i/v转换电路4.在确定a/d变换器的精度时,通常要求它的精度应(a)与其相连的传感器精度。
a、高于B.低于C.等于D.不确定5监控系统中的SCC计算机计算(B)并将其发送至模拟调节器或DDC计算机。
a、最佳控制值B.最佳给定值C.最小拍数D.最佳测量值6.rs-232c的电气特性要求总线信号采用负逻辑,下列(d)电平为逻辑“0”状态。
a.-10vb.-2vc.1vd.10v7.量化精度约为(c)A.1%b.0.5%c.0.4%D.0.2%8的8位A/D转换器计算机参与控制的最典型形式是(b)a.操作指导控制b.直接数字控制c.监督控制d.现场总线控制9.一个12位的a/d转换器,其量化精度约为(d)a、 0.01%b.0.1%c.0.4%d.0.02%10。
可以采取的抑制共模干扰的措施有(c)a.增大共模电压b.最大共模增益c.提高共模抑制比d.提高滤波器1.属于内部总线的是(ab)a、地址总线B.数据总线C.PCI总线B总线2.输出信号属于模拟信号的装置是(b)a.感应开关b.行程开关c.角度编码器d.压力变送器3.一个10位的a/d转换器,其量化精度约为(d)a.1%.b.0.4%.c.0.2%d.0.1%4.使用差分放大器作为信号前置放大器是抑制(d)干扰的有效方法。
a、串行模式b.cpuc.电源d.共模5.属于外部总线的是(a)a、 RS-232C串行总线B.标准总线C.ISA总线D.控制总线11.输出信号属于数字信号的设备为(D)。
计算机控制系统课后答案

计算机控制系统课后答案1. 概述计算机控制系统是指利用计算机进行控制的系统,它采用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的任务。
本文将回答计算机控制系统课后习题,以帮助读者加深对该课程的理解。
2. 习题答案2.1 什么是计算机控制系统?计算机控制系统是指利用计算机硬件和软件的协同作用,对被控对象进行监测、测量、判断以及控制操作的系统。
其核心是计算机的控制程序,通过对输入信号的处理和对输出信号的控制,实现对被控对象的精准控制。
2.2 计算机控制系统的组成计算机控制系统主要由以下几个组成部分构成:•输入设备:用于采集被控对象的状态信息,将其转化为数字信号输入到计算机中。
•输出设备:将计算机产生的控制信号转化为可被被控对象接受的信号。
•中央处理单元(CPU):负责执行控制程序,对输入信号进行处理和判断,并产生相应的控制信号。
•存储器:用于存储控制程序和控制数据。
•总线:用于传输控制信号和数据,连接CPU、存储器和输入输出设备。
2.3 计算机控制系统的特点•精确性:计算机控制系统能够对被控对象进行精确的控制,实时调整控制参数,确保控制过程的稳定性和准确性。
•灵活性:通过编写不同的控制程序,可以实现对不同对象的控制,具有很高的灵活性。
•可靠性:计算机控制系统具有自主诊断和故障处理能力,当出现故障时,能够自动检测、定位和修复错误,提高了系统的可靠性。
•扩展性:计算机控制系统可以根据需要增加或替换硬件设备,增加系统的功能和性能。
•可维护性:计算机控制系统通常使用模块化设计,方便对系统进行维护和升级。
2.4 计算机控制系统的应用领域计算机控制系统广泛应用于工业自动化领域,例如:•工业生产线控制:计算机控制系统可以对生产线上的各个环节进行监控和控制,提高生产效率和产品质量。
•交通信号控制:计算机控制系统可以对交通信号灯进行精确控制,实现交通流量的调度和优化。
•智能家居系统:计算机控制系统可以对家庭设备进行智能控制,实现远程操控和自动化管理。
微型计算机控制技术复习题答案

微型计算机控制技术复习题答案1.微型计算机控制系统有哪些?Pg4答:操作指导控制系统,直接数字控制系统,计算机监督系统,嵌入式系统,物联网系统,现场总线控制系统。
2.常用的工业控制机有几种?它们各有什么作用?Pg11答:单片微型计算机:是工业控制和智能化系统中应用最多的一种模式。
一般用于扩展接口,如A/D,D/A转换接口,LED、LCD显示接口扩展,再开发一些应用软件,便可以用于工业控制。
可编程逻辑控制器:目前从单机自动化到工厂自动化,从柔性制造系统、机器人,到工业局域网都有用到。
现场可编程门阵列:可以实现动态配置,在线系统重构及硬件软化,软件硬化等功能。
工业PC机,完成STD总线工业控制机的检测,控制,使程序设计变得更加简单,各种报表程序打印、数据处理曲线、工业控制流程图,PID柱形图像处理程序等。
3.A/D和D/A转换器在微型计算机控制系统中有什么作用?答:A/D的作用主要是把传感器检测到的模拟电信号转换为数字电信号,方便用于单片机中进行处理。
D/A的作用,在单片机处理完毕的数字量,有时需要转换为模拟信号输出,D/A的作用正是用于把数字信号转换为模拟信号。
4.LED数码管的显示方法有哪两种?各有什么特点?Pg81多位LED有两种显示方法:动态显示和静态显示。
动态显示使用的硬件少,价格低,线路简单,但是占用机时长。
静态显示使用元件多,线路复杂,但是显示占用机时少,显示可靠。
5.在人机接口技术中,键盘设计需解决的问题有哪些?如何实现防抖?Pg55答:按键的确认,中键与连击的处理,按键防抖动技术。
防抖可以用两种方法1.硬件防抖:滤波防抖电路,双稳态防抖电路2.软件防抖6.算术平均滤波的具体方案是怎样?该滤波方法主要适用于什么情况?Pg248答:算术平均值滤波是要寻找一个Y(k),使该值与各采样值间误差的平方和为最小,即:,求得其中-第k次N个采样值的算术平均值;-第i次采样值;N-采样次数。
由此可见:算术平均值滤波的实质就是把一个采样周期内的N次采样值相加,然后把所得的数除以采样次数N,得到周期的采样值。
微型计算机控制技术答案

计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。
它是工业控制机构生产过程的大部分组成,工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机,它包括硬件和软件部分,生产过程包括被控对象,测量变送,执行机构,电气开关等。
2. 计算机控制系统的典型形式有哪些?各有什么优缺点?计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。
优点:结构简单,控制灵活和安全,缺点是由人工操作,速度受到限制,不能控制多个对象。
(2)直接数字控制系统(DDC),实时性好,可靠性高和适应性强。
(3)监督控制系统(SSC),是生产过程始终处于最优工况。
(4)分型控制系统(DCS),分散控制,集中操作,分级管理。
(5)现场总线控制系统(FCS),降低成本,提高可靠性,可实现真正的开放式互连系统结构3. 实时,在线方式和离线方式的含义是什么?实时是指信号的输入,计算和输出都要在一定的时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制,超出这个时间就失去控制时机,控制也就失去意义。
在线方式:在计算机控制系统中,生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的方式。
离线方式:生产过程不和计算机相连且不受计算机控制,而是靠人进行联系并作相应操作的方式。
4. 工业控制机有哪几部分组成?工业控制机包括硬件和软件两部分。
硬件包括:主机(CPU、RAM、ROM)板,人--机接口,外部总线和内部总线,系统支持板,磁盘系统通信接口,输入、输出通道。
软件包括系统软件、支持软件和应用软件。
5. 什么是总线,内部总线和外部总线?总线是一组信号线的集合,它定义了各引线的信号、电机、机械特性,使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系,进行信息传送和通信。
内部总线:就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线,它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽,但按功能仍要分为数据总线DB,地址总线AB,控制总线CB,电源总线PB。
外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行通信的连接。
微型计算机控制技术考试总结

第一章一、计算机控制系统概念:计算机本体(软件部分、硬件部分和网络结构)和受控对象两大部分以一定的控制目的组成的。
二、计算机控制系统组成:软件部分(系统软件、应用软件)、硬件部分和网络结构三、闭环负反馈系统:如上图1-1,该系统通过测量传感器对被控对象的被控参数(如温度、压力、流量速度等物理量)进行测量,再由变送单元将这些量变换成一定形式的电信号,反馈给控制器、控制器将反馈信号对应的工程量与系统给定的设定值工程量比较,如有误差,控制器自然产生控制信号来驱动执行机构进行工作,使被控参数的值与给定的值保持一致。
开环控制系统:它与闭环控制系统的区别在于他不需要控制对象的反馈信号。
他的控制是直接根据给定信号去控制被控对象工作的。
这种系统本质上不会自动消除有被控参数偏差给定值带来的误差,控制系统中产生的误差全部反映在被控参数上。
他与闭环控制系统相比,控制结构简单,但性能差,常用在一些特殊场合。
四、控制过程:1.实时数据采集2.实时计算3.实时控制 4.信息管理网络五、计算机控制系统分类:1.数据采集系统(DAS):作用:1.集中监视2.指导生产3.存储分析数据4.抽象工业对象模型2.直接数字控制系统(DDC):作用:1.取代模拟调节器2.通过软件实现各种算法3.监督控制系统(SCC):4.分布式控制系统(DCS):六、基于PC总线的工业控制机:基于PC总线(PCI和PC104)的工业控制机IPC是继STD 总线后被广泛在工业控制系统中使用的微型计算机控制系统。
特点:1.可靠性高2.实时响应处理能力强3.接口丰富 4.模块化结构七、计算机总线:是计算机模块间传递信息的通道,任何计算机系统的研制开发都要遵循总线规范。
总线:片总线:单片机系统:ABus(adress bus)DBus(data bus)CBus(control bus)内总线:系统总线或板级总线:STD PCI ISA PC104 USB外总线:通信总线RS232 RS485 IEEE488系统总线的指标:1.总线宽度:数据总线数量2.标准传输率(MB/s)3.信号线数量ABus+ DBus+ CBus4.负载能力八、工控机常用总线:1.STD 56信号线2MB/s2.ISA总线:16MB/s3.PCI总线133MB/s4.PC104总线104跟信号线16位处理器(8MB/s)B USB1.1 5MB/s USB2.0 48MB/s第二章基本输入输出接口一、I/O接口:是CPU与外设间的信息交换的桥梁1..I/O接口作用:1.实现和不同外设速度匹配2.改变数据传送方式3.改变信号的性质和电平1).单独编址:外设端口和存储器单元分别编址相互独立2).统一编址:外设端口会占用部分存储器空间二、I/O口扩展1.P0地址总线低8位P2地址总线高8位P3第三功能2.扩展P0口:分时使用地址信息和数据信息,输出口应当具有锁存的功能,输入口应具有缓冲的功能。
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1、计算机控制系统的基本框图,并说明各部分的工作。
2、计算机控制系统的典型形式有哪些?说明其优缺点。
①操作指导控制系统优缺点:结构简单,控制灵活安全,特别适用于未摸清控制规律的系统,常常被用于计算机控制系统研制的初级阶段,或用于试验新的数学模型和调试新的程序等,由于最终需要人工操作,故不适用于快速过程的控制。
②直接数字控制系统优缺点:DDC系统中的计算机参加闭环控制过程,它不仅能完全取代模拟调节器,实现多回路的PID调节,而且不需要改变硬件,只需要通过改变程序就能实现多种较复杂的控制规律,如串级控制、前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。
③监督计算机控制系统优缺点:SCC能进行最优控制、自适应控制等,并能完成某些管理工作。
SCC 出现故障时,下级仍可继续执行控制任务。
④分级计算机控制系统优缺点:功能分散,用多台计算机分别执行不同的控制功能,既能进行控制又能实现管理。
3、计算机监督系统SCC中,SCC计算机的作用?在SCC系统中计算机根据工艺参数和过程参量检测值,按照所设计的控制算法进行计算,计算出最佳设定值直接传送给常规模拟调节器或者DDC计算机,最后由模拟调节器或DDC计算机控制生产过程。
4、DDC系统的最大优点是什么?DDC最大的优点是从参数的采集、传输到控制等各个环节采用数字控制功能来实现。
5、计算机与外部的通信方式分为哪两种,区别是什么?各自的特点?并行通信和串行通信并行通信,传送速度快、信息率高。
并且,通常只要提供二条控制和状态先,称为握手信号线,就能完成CPU 和接口设备之间的协调、应答,实现异步传输。
不适合长距离、多数位的传送。
串行通信,数据按位进行传送的。
在传输过程中,每一位数据都占据一个固定的时间长度,一位一位的串行传送和接受。
6、串行通信从数据传输方向来分,分为哪两种?说明各自的特点?全双工和半双工方式全双工,有二根数据线,串行接口可以同时输入和输出数据,计算机可同时发送和接受数据。
传输效率高半双工,串行接口和外围设备间除公共地线外,只有一根数据传输线,某一时刻数据只能一个方向传送。
信息传输效率低些。
7、串行通信从数据格式来分,分为哪两种?说明各自的特点?同步通信和异步通信同步通信,将许多字符组成一个信息组,通常称为信息帧。
在每帧信息的开始加上同步字符,接着字符一个接一个地传输(在没有信息要传输时,要填上空字符)异步通信,每个字符在传输时,由一个“1”跳变到“0”的起始位开始,其后是5到8个信息位(也称字符位),信息位由低到高排列,即第一位为字符的最低位,最后一位为字符的最高位。
其后是克选择的奇偶校验位,最后为“1”的停止位,停止位为1位,211位或者2位。
如果传输完一个字符位后立即传输下一个字符,那么后一个字符的起始位就紧挨着前一个字符的停止位了。
字符传输前,输出线为“1”状态,称为标识态,传输一开始,输出线状态由“1”变为“0”状态,作为起始位。
传输完一个字符之后的间隔时间输出线又进入标识态。
8、I/O 信号的种类。
数据信息、状态信息、和控制信息类9、设置I/O 接口电路的必要性①解决主机CPU 和外围设备之间的时序配合和通信联络问题②解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题③解决CPU的负载能力和外围设备端口选择问题10、I/O控制方式分为哪几种?简述各自的特点?程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式DMA I/O方式是不经CPU,而在外设和存储器之间直接高速交换数据11、I/O接口与存储器的独立编址和统一编址方式?两者的区别?独立编址,将存储器地址空间和I/O接口地址空间分开设置,互不影响。
统一编址,不区分存储器地址空间和I/O接口地址空间,把所有的I/O接口的端口都当作是存储器的一个单元对待,每个接口芯片都安排一个或几个与存储器统一编号的地址号。
12、中断优先级的处理方式有哪几种?简述其特点。
①软件查询方式,使用软件查询时要借助于简单的硬件电路,先查询的设备优先权最高,最后查询的设备优先权最低。
②雏菊链法,在每个外围设备对应的接口上连接一个逻辑电路,这些逻辑电路构成一个链。
越靠近CPU的接口,优先级越高专用硬件方式③用中断控制器来进行中断优先级管理。
13、什么是最短响应时间?某台设备相邻两次请求服务的最短间隔时间。
14、DMA方式的含义?直接存储器存取方式,不经CPU,而在外设和存储器之间直接高速交换数据。
15、由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经什么器件转换?A/D转换器16、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,需要接入什么器件完成控制量的切换工作输出保持器、多路切换开关、低通滤波器、功放电路。
17、简要说明多路开关的主要特点和作用。
在多路数据传送过程中,能够根据需要将其中任意一路选出来的电路,叫做数据选择器,也称多路选择器或多路开关。
18、光电隔离器的作用是什么?以光为媒介传输电信号。
对输入、输出电信号有良好的隔离作用19、模拟量输入通道包括的基本部分?信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A/D 转换器、控制电路20、并行D/A 转换器的工作原理?解释T 型电阻网络的“按权展开,然后相加”。
数字量是由一位一位的数位构成的,每个数位都代表一定的权。
为了把数字量转换为模拟量,必须把每一位的代码按其权的大小转化成相应的模拟量,再把代表各位的模拟量想家,这样,得到的总得模拟量就与数字量成正比的模拟量,实现了D/A 转换T 型网络只用两种数值的电阻R 和2R 组成,该电路的特点是,任何一个节点的三个分支的等效电阻是相等的,该电路为线性网络,可以用叠加原理。
21、DAC0832的三种工作方式,其两种输出方式:单极性电压输出和双极性电压输出的区别,电路上连接方式的不同?写出相应的电压公式。
并分析两者的电压输出值和模拟量之间的关系。
22、D/A 的分辨率。
表示当输入数字量变化1时,输出模拟量变化的大小。
它反映了计算机数字量输出对执行部件控制的灵敏程度。
对于一个N 为的D/A 转换器其分辨率为 分辨率=满刻度值/N 2,其单位为V/步23、一个10位的A/D 转换器,若要求转换的精度为0.1%,孔径时间为10us,则被允许的正弦波模拟信号的最大频率为多少HZ ? 100*t 2f /D A πσ=,σ转换精读 D A /t 孔径时间 Hz s1610*10*10*21.0f 26≈=-π 24、孔径时间的定义?完成一次A/D 转化所需要的时间25、A/D 转换器的工作原理分为哪3种?简述各自的工作原理和特点。
①计数器式A/D 转换器由计数器、D/A 转换器、比较器组成。
计数器先清0,启动后对脉冲计数,计数器输出经D/A 转换器后输出的电压U 与模拟输入电压i U 进行比较,边计数边比较,当i U U =0时,比较器送出转换结束信号,停止计数,此时计数器的输出,即为被转换的模拟电压信号i U 所对应的数字量。
这种电路的特点是结构简单,价格便宜,但是转换过程是计一个数比较一次的,转换速度比较慢,目前已很少采用②双积分式A/D 转换器主要部件有积分器、比较器、计数器、标准电压源。
一开始,电路对输入的未知模拟量进行固定时间的积分,然后转接为对标准电压进行反向积分,反向积分到一定时间,便返回起始值。
可以看出,对标准电压进行反向积分的时间T 正比于输入模拟电压,输入模拟电压越大,反向积分所需时间越长。
因此,只要用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间,就可以得到输入模拟电压所对应的数字量,即实现了A/D 转换③逐次逼近式A/D 转换器由N 位逐次逼近寄存器SAR 、D/A 转换器、比较器、置数选择逻辑电路等部分组成。
通过置数选择逻辑电路置SAR 的最高位为“1”其余位为“0”经D/A 转换器转换成的模拟电压0U 与输入模拟电压i U 在电压比较强进行比较,若i U ≥0U .则保留最高位“1”。
若i U ≤0U 。
则清除最高位为“0”。
其次,置次高位为“1”,低位全为“0”。
按上述步骤进行转化、比较和判断,决定次高位应取“1”还是“0”。
重复上述过程,知道确定了SAR 的最低位应取“1”还是“0”未知。
此时SAR 的内容就是对应的输入模拟电压转换后的数字量。
主次逼近就是对半搜索过程。
26、A/D 转换器的绝对精度和相对精度定义?如何具体计算?绝对精读常用数字量的位数表示,如绝对精读为±1/2LSB,相对精读用相对于满量程的百分比表示。
如蛮量程为10V 的8位A/D 转换器,其绝对精读为1/2*10/82=±19.5mV,而8位A/D 的相对精读为1/2*100%≈0.39%27、EOC 是转换结束信号。
CPU 和AD 转换器之间进行数据传送的3种方式为什么?并简述其方式。
①程序查询方式,就是在启动A/D 转换器工作以后没程序不断读取A/D 转换器结束信号,若检测到结束信号有效,则认为完成一次转换,即可用输入指令读取转换后数据。
②中断方式,即把A/D 转换器送出的转换信号(有时可能要外加一个反向器)作为中断申请信号,送到CPU 或中断控制器的中断请求输入端。
③固定的延迟程序方式,用这种方式,要预先精确地知道完成一次A/D 转换需要的时间。
CPU 发出启动A/D 命令之后,执行一个固定的延迟程序,延迟时间正好等于或略大于完成一次A/D 转换所需的时间,延时到,即可读取数据。
28、常用的AD 转换的启动方式有哪两种?电平启动和脉冲启动29、10位AD 转换器的最低分辨率是多少?当基准电压为36V 时,最小转换电压为多少伏?1/102,q=36*1/102V30、复习书上的介绍的常用芯片及其有关的电路连接和程序片段ADC0808/080931、简述共模干扰和长线干扰?共模干扰是指同时加到计算机控制系统(如A/D 转换器)两个输入端上的公有的干扰电压,如,被控对象与主机之间往往有较长的距离,是通过过程通道将被测信号和主机连接起来的。
被测信号端与主机的底线之间存在一定的电位差,这是引入共模干扰的重要原因抑制共模干扰的措施:①采用共模抑制比高的、双端输入的运算放大器②采用光耦合器或隔离变压器把各种模拟负载和数字信号源隔离开来,也就是把模拟地和数字地断开③采用隔离放大器31、用后向差分法以及零阶保持器法求取1()1D(s)()Ts 1U s E s ==+的差分方程。
后向差分法:[])()1(u )(u )()()1()(T)1(-)()t ()()()()()()()()()(du )()(111)()()(1111..1.1111k e T T T k T T T k k e k u k u k u TT k u k u u k e k u k u T kt e kt u kt u T T t e t u dtt T s E s U s T s T s E s U s D ++-+==+---=+=+=+=++==整理得代入上式得替微分得用一阶后向差分近似代即离散上述微分方程的以采样周期化成微分方程:)有(由 零阶保持器法:)1()1()1()(u )Z 1()Z 1()()()()z 1()z 1()z 1)(1()1()1(]z 1111)[1(]11[)1()1(1)1(11e 1)(111111111//1/1/1/1/1/11/11/1111111--+-=--==--=----=----=+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-----------------------k e e k u e k e e k e k u k D e e e z Z e z e Z z T s s Z z s T s Z z s T s Z z D T T T T T T T T T T T T T T T T T T Ts 整理得所以33、信号的采样周期的确定,要注意哪些原则?①必须满足采样定理要求。