然后，按同样的方法把次高位置成1，并且经过比较确定这个1是否保留。
这样逐位比较下去一直到最低位为止。
12为什么高于8位的D/A转换器与8为微型计算机的接口必须采用双缓冲方式？
这种双缓冲工作与DAC0832的双缓冲工作在接口上有什么不同？
答：
在要求分辨率较高的场合，采用的D／A转换器常常大于8位。
而常用的微机多采用8位数据线。
此时若采用单缓冲的工作方式，将高位和低位分为两个地址的数据锁存器，则在向它送数据时，由于高位和低位送数据的时间差，将引起输出电压产生"毛刺"。
为保证D／A转换器的高位数据与低位数据同时送入，通常采用双缓冲的工作方式，将高位与低位的数据分别送入各自的输入寄存器，然后再将它们同时送输入DAC寄存器中，使输出发生变化。
高于8位的D/A转换器与8位数据线的CPU相连时，将高8位数据输入线与CPU的数据总线相连，而低4位的数据输入线与高8位输入线中的高4位并连。
采用双缓冲工作模式。
而DAC0832的双缓冲方式是先使输入寄存器接收资料，再控制输入寄存器的输出资料到DAC寄存器，即分两次锁存输入资料。
13串行A/D转换器有什么特点？
答：
与同位数并行A/D转换器精度一样，但大大降低了成本，节约微型计算机I/O口。
25DAC0832与CPU有几种连接方式？
他们在硬件接口及软件程序设计方面有何不同？
答：
单缓冲,双缓冲,直通，
（1）单缓冲
程序：
MOVDPTR,#7FFFH
MOVA,#data
MOVX@DPTR,A
（2）双缓冲
程序：
START：
MOVDPTR，#0FDFFH；建立D/A转换器地址指针
MOVA，#nnH；待转换的数字量送A
MOVX@DPTR，A；输出D/A转换数字量
INCDPH；求第二级地址
MOVX@DPTR，A；完成D/A转换
（3）直通
ILE接＋5V，CS、WR1、WR2、XFER均接地。
26试用DAC0832设计一个单缓冲的D/A转换器，画出接口电路，编写程序。
27试用8255A的B口和DAC0832设计一个8位D/A装换接口电路，并编写程序。
2829303334略
31A/D转换器的结束信号（设为EOC）有什么作用？
根据该信号在I/O控制中的连接方式，A/D转换有几种控制方式？
他们各在接口电路和程序设计上有什么特点？
32设某12位A/D转换器的输入电压为0-5V，求出当输入模拟量为下列值输出的数字量
1.25V：
0100000000002V：
0110011001102.5V：
100000000000
3.75V:
1100000000004V:
1100110011005V:
111111111111
33.33.某A/D转换电路如图示
（1）。
写出A/D转换器的地址。
（2）。
该电路采用什么控制方式？
画出该种转换的程序流程。
（3）。
用8051单片机汇编语言写出完成上述转换的程序。
解：
（1）A/D转换的启动地址是7A00H读转换是否结束的地址7A00HA/D转换读数据的地址是7B00H.
8255端口A地址是7800H8255端口B地址是7900H8255端口C地址是7A00H,8255控制口地址是7B00H8255的PB口设定为输入，读取A/D转换值，
PC4---PC7为输出，作为A/D转换的启动信号（启动脉冲）。
PC0---PC3为输入，可以读取EOC,查询是否转换结束，PC3=1转换结束，PC3=0，正在转换。
（2）该电路采用查询方式读数据。
35设被测温度变化范围为0℃—1200℃，如果要求误差不超过0.4℃，应用分辨率为多少位的A/D转换器？
（设ADC的分辨率和精度一样）
"解：
假设采用n位的A/D转换器，则A/D的分辨率为
，则基于温度的分辨率应该满足
因n只能是整数，取n=12
应选用分辨率为12位的A/D转换器
36高于8位的A/D转换器与8位I/O的微型计算机及16位I/O的微型计算机接口有什么区别？
试以AD574A为例加以说明。
37编程
第三章
1、键盘为什么防止抖动?
在计算机控制系统中如何实现防抖？
为了使CPU对一次按键动作只确认一次，从而保证系统正常工作，所以必须防止抖动？
硬件防抖有滤波防抖电路和双稳态防抖电路，还可以采用软件防抖法，即软件延迟。
2、在工业过程控制中，，键盘有几种?
它们各有什么特点和用途?
答：
从功能上分：
数字键和功能键（数字键用于数字的输入；功能键用于功能转换）
从结构上分：
非编码键盘通过软件识别按键；编码键盘通过硬件识别按键
3、试说明非编码键盘扫描原理及键值计算方法。
答：
扫描原理：
通常采用软件的方法，逐行逐列检查键盘状态，当发现有键按下时，用计算
或查表的方式得到该键的键值。
扫描方法又分为程控扫描法、中断扫描法和定时扫描法。
键值计算方法：
判断有无键按下，去除键抖动，判断是哪一个键按下，以求出闭合键的键值，
确定键值
4、编码键盘和非编码键盘有什么区别？
在接口电路和软件设计的区别？
编码键盘能自动识别按下的键并产生相应的代码，以并行或串行方式发送给CPU。
它使用方便，接口简单，响应速度快，但需要专门的硬件电路。
非编码键盘通过软件来确定按键并计算键值。
5、在计算机控制系统中，为什么有时采用复用键？
复用键是如何实现的？
为了节省按键的数量，所以采用复用键。
可以采用设置上下档开关的措施来构成复用键。
6、什么叫重建？
计算机如何处理重键？
一次按键产生多次击键的效果，这叫做重键。
为排除重键的影响，编制程序时，可以将键的释放作为按键的结束，等键释放电平后再转去执行相应的功能。
8、多位LED显示器显示方法有几种？
它们各有什么特点？
常用的显示方法有两种：
一种为动态显示，一种为静态显示。
动态显示利用人的视觉暂留产生，优点是使用硬件少，因而价格低，线路简单。
但占用的机时长。
静态显示占用机时少，显示可靠，但是使用元件多，线路复杂。
9、硬件译码和软件译码各有何优缺点？
软件译码优点是电路简单，但显示速度有所下降。
硬件译码既能节省计算机的时间，而且程序设计简单。
11：
在LED显示中，硬件译码和软件译码的根本区别是什么？
如何实现？
答：
软件译码优点是电路简单，但显示速度有所下降。
硬件译码既能节省计算机的时间，而且程序设计简单。
12、薄膜式开关的优点？
色彩亮丽；文字说明一目了然；形意图案使用方便；键体美观；透明视窗。
30、某显示电路如图3.37所示，试回答下列问题：
（1）说明图中数码管应选用哪一种类型的数码管？
（2）该电路属于哪一种显示方法？
（3）图中74LS47的作用是什么？
（4）设Y1,Y2的地址分别为60H和63H，要显示的数据分别存放在DATABUF1和
DATABUF2两个内存单元中，试设计出完整接口电路并编写一个完成上述显示的子程序。
答：
（1）共阳极。
（2）静态显示。
（3）74LS47译码锁存（集电极开路输出）。
（3）
32.采用AT89C2051单片机，同时用廉价的74LS164和74LS138作为扩展芯片，设计一个动态显示电路，如图3.65所示。
（3）
第四章
1、工业控制系统中常用的报警方式有几种？
举例说明各自的应用场合？
有声、光、语言报警方式。
例子自己想
2、说明硬件报警和软件报警的实现方法，并比较其优缺点？
硬件报警：
报警要求不通过程序比较得到，直接由传感器产生。
软件报警：
将参数经传感器、变送器、模/数转换器送到计算机，再与规定的上下限比较，根据比较结果进行处理。
实际上硬件报警是在软件报警基础上的简化，即将警报信号提前至传感器那一步骤，而不是需要送到计算机比较后才得出。
128
3、光电隔离器有什么作用？
将被控系统与微型计算机控制系统通过光电效应连成系统，实现控制；并且可以屏蔽电磁干扰等一些不利因素，提高控制精度。
总之，有耦合、隔离和开关的作用。
4、固态继电器控制和继电器控制有什么区别？
在继电器控制中，采用电磁吸合的方式，而固态继电器是带光电隔离的无触点开关。
6、说明PWM调速系统的工作原理？
通过改变电机电枢电压接通时间与通电周期的比值（即占空比）来控制电机速度。
这种方法成为PWM。
在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度降低。
只要按一定规律改变通断电时间，电机转速即可得到控制。
20.某电机控制系统如图4.54
（1）说明图中光电隔离器4N25的作用。
（2）说明图中电机控制原理
（3）画出电机控制程序流程图
（4）根据流程图编写电机控制程序
解：
（１）4N25起到隔离电机对单片机系统的干扰
（2）ＰＡ口设置占空比，ＰＣ７输入电机的启停设置信号，ＰＣ０输出控制电机的转动
25.某三相步进电机控制电路如图4.53所示，
（1）说明图中光电隔离器4N25的作用。
（2）说明图中R1，R2，R3以及V1，V2，V3的作用。
（3）画出三相步进电机所有各种方式通电顺序图。
（4）假设用此电机带动一个滚动丝杠，每转动一周（正向）相对位移为4mm，试编写一
移动8mm三相单三拍控制程序。
解：
（１）4N25起到隔离电机对单片机系统的干扰
（2）R1，R2，R3是限流作用，V1，V2，V3保护放大器
（3）略
（4）移动8mm,滚珠丝杠需转动2周7200。
参照P156程序
第七章
1.工业控制程序有什么特点？
答：
（1）可用程序代替硬件电路，完成多种运算
（2）能自动修正误差
（3）能对被测参数对象进行较复杂的计算和处理（4）不仅能对被测参数进行测量和处理，而且可以进行逻辑判断（5）微型计算机数据处理系统不但精度高，而且稳定可靠，不受外界干扰。
2.工业控制程序常用的语言有几种？
它们分别应用在什么场合？
答：
汇编语言、C语言、工业控制组态软件。
汇编多用于单片机系统，用于智能化仪器或小型控制系统；C语言主要用于工业PC的大型控制系统中；工业控制组态软件用于大型工业控制系统中。
3.数字滤波与模拟滤波相比有什么优点？
答：
数字滤波克服了模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比，有以下几个优点：
（1）数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好，不存在阻抗匹配的问题；
（2）数字滤波可以对频率很低（如0.01Hz）的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷；
（3）数字滤波器可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。
4.常用的数字滤波方法有几种？
各有什么优缺点？
答：
常用的数字滤波方法有7种。
（1）程序判断滤波法：
是根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现得最大偏差。
（2）中值滤波法：
它对于去掉偶然因素引起的波动或采样器不稳定而造成的误差所引起的脉动干扰比较有效。
（3）算术平均值滤波法：
它适用于一般的具有随机干扰信号的滤波。
它特别适合于信号本身在某一数值范围附近作上下波动的情况。
（4）加权平均值滤波：
可以提高滤波效果
（5）滑动平均值滤波法：
采样时间短，可以提高检测速度
（6）惯性滤波法：
适用于慢速随机变量的滤波
（7）复合数字滤波：
比单纯的平均值滤波的效果要好
5.在程序判断滤波方法中，
如何确定？
其值越大越好吗？
答：
△y是相邻两次采样值所允许的最大偏差，通常可根据经验数据获得，必要时，也可由实验得出。
△y太大，各种干扰信号将“趁虚而入”，是系统误差增大；△y太小，又会使某些有用信号被“拒之门外”，使计算机采样效率变低。
因此，门限值△y的选取时非常重要的。
6.算术平均值滤波、加权平均值滤波以及滑动平均滤波三者的区别是什么？
答：
算术平均值法适用于对压力、流量等周期脉动信号的平滑，这种信号的特点是往往在某一数值范围附近作上、下波动，有一个平均值。
这种算法对信号的平滑程度取决于平均次数N，当N较大时平滑度高，但灵敏度低；当N较小时，平滑度低，但灵敏度高，应该视具体情况选取N值。
对于一般流量，通常取N=12；若为压力，则取N=4。
在算术平均滤波中，N次采样值在结果中所占的比重是均等的，即每次采样值具有相同的加权因子1/N。
但有时为了提高滤波效果，往往对不同时刻的采样值赋以不同的加权因子。
这种方法称为加权平均滤波法，也称滑动平均或加权递推平均。
其算法为
其中。
加权因子选取可视具体情况决定，一般采样值愈靠后，赋予的比重越大，这样可增加新的采样值在平均值中的比例，系统对正常变化的灵敏性也可提高，当然对干扰的灵敏性也稍大了些。
滑动平均值滤波法，依次存放N次采样值，每采进一个新数据，就将最早采集的那个数据丢掉，然后求包含新值在内的N个数据的算术平均值或加权平均值。
7.标度变换在工程上有什么意义？
在什么情况下使用标度变换程序？
答：
意义：
减少硬件设备，降低成本，便于人工检测和管理
情况：
在多回路检测系统中，各回路参数信号不一样，需要各种量程放大器的情况下使用尺度变换程序。
8.在微型计算机控制系统中，系统误差是如何产生的？
怎样自动校正系统误差？
答：
系统误差是指在相同条件下，经过多次测量，误差的数值（包括大小、符号）保持恒定，或按某种已知的规律变化的误差。
在电路的输入部分加一个多路开关，系统在刚通电或每隔一段时间时，自动进行一次校准，测出这时的输入值x0，然后把开关接标准电压Vr，测出这时的输入值Xi，设测量信号的x与y的关系式线性关系即y=a1+a0，由此的纠正公式y=Vr（x-x0）/（x1-x0）
9.全自动校准与人工校准有什么区别？
它们分别应用在什么场合？
答：
全自动校准由系统自动完成不需要人的介入，只适用于基准参数是电信号的场合，他不能校正由传感器引入的误差，而人工校准就可以。
全自动校准适用于对电路器件没有高要求电路。
10.为什么要采用量程自动转换技术？
答：
由于传感器所提供的的信号变化范围很宽，特别在多回路检测系统中，当各回路的参数信号不一样时，必须提供各种两成的放的放大器，才能保证送到计算机的信号一直在0-5v。
在模拟系统中，为了放大不同的信号，需要使用不同倍数的放大器。
而在电动单位组合仪表中，常常使用各种类型的变送器、差压变送器、位移变送器等。
但是这种变送器的造价比较贵，系统也复杂。
随着微型机的应用，为了减少硬件设备，已经研制出可编程逻辑放大器，可实现量程自动转化。
11.线性插值法有什么优缺点？
使用中分段是否越多越好？
答：
（1）优点：
是代数插值法中最简单的形式，处理非线性函数运用最多的方法；对于多数工程而言，基本满足要求，比查表法省事；缺点：
当函数曲率或斜率变化较大时，有误差产生；而减小误差有需要把基点分的很细，这样就占用内存；应用非等距插值法时，点的选取麻烦，光滑度不高。
（2）不是越多越好，分段多误差虽会降低，但占用内存，增长时间，开销变大，得不偿失，所以分段数应合理选择。
二．练习题
22.某梯度炉温度变化范围为0℃~1600℃，经温度变送器输出电压范围轻为1~5v，再经ADC0809转换，ADC0809的输入范围为0~5v，，试计算当采样数值为9BH时，所对应的的梯度炉温度是多少？
解：
由于测量下限0℃对应温度变送器输出电压为1V，而ADC0809的输入范围为0~5V，故测量下限0℃对应ADC0809的A/D转换值是256*（1.0/5.0）取整，由于256*（1.0/5.0）=51.2，取N0=51，故利用如下公式进行标度变换。
其中N0=51，Nm=255，Am=1600
当采样数值为9BH时，其十进制数是155，代入公式得
Ax=815.7
故当采样数值为99H时对应的梯度炉温度是815.7°C。
23简述PGA102集成可编程逻辑放大器的原理
解：
随着计算机的应用，为了减少硬件设备，可以使用可编程增益放大器（PGA:
ProgrammableGainAmplifier）。
它是一种通用性很强的放大器，其放大倍数可以根据需要用程序进行控制。
采用这种放大器，可通过程序调节放大倍数，使A/D转换器满量程信号达到均一化，因而大大提高测量精度。
所谓量程自动转换就是根据需要对所处理的信号利用可编程增益放大器进行倍数的自动调节，以满足后续电路和系统的要求。
可编程增益放大器有两种——组合PGA和集成PGA。
第八章
1.、在PID调节中，系数K,……等各有什么作用？
他们对调节品质有什么影响？
答：
系数Kp为比例系数，提高系数Kp可以减小偏差，但永远不会使偏差减小到零，而且无止境的提高系数Kp最终将导致系统不稳定。
比例调节可以保证系统的快速性。
系数Ki为积分常数，Ki越大积分作用越弱，积分调节器的突出优点是，只要被调量存在误差，其输出的调节作用便随时间不断加强，直到偏差为零。
积分调节可以消除静差，提高控制精度。
系数Kd为微分常数，kd越大，微分作用越强。
微分调节主要用来加快系统的响应速度，减小超调，克服震荡，消除系统惯性的影响。
2、在PID调节其中，积分项有什么作用？
常规PID，积分分离与变速积分3中算法有什么区别和联系？
答：
积分项用于消除静差。
在常规PID调节中，由于系统的执行机构线性范围受到限制，当偏差较大时，会产生很大的超调量，使系统不停的震荡。
为消除这一现象，积分分离法在控制量开始跟踪时，取消积分作用，直到被跳量接近给定值时，才产生积分作用。
而变速积分则是改变积分项的累加速度，使其与偏差大小相对应，偏差大时，积分作用弱，偏差小时，积分作用增强。
变速积分和积分分离的控制方法很类似，但调节方式不同。
积分分离对积分项采取“开关”控制，而变速积分则是线性控制。
3、在数字PID中，采样周期是如何确定的？
它与哪些因素有关？
对调节品质有何影响？
答：
一种是计算法，一种是经验法。
因素：
扰动频率的高低；对象的动态特性；执行机构的类型；控制回路数；控制质量。
T太小，偏差信号也过小，计算机会失去调节作用；T过大，会引起误差。
4、位置型PID和增量型PID有什么区别？
他们各有什么优缺点？
答：
位置型需要历次的偏差信号，而增量型只需一个增量信号即可。
位置型计算繁琐，保存E占用很多内存，控制不方便。
增量型误动作小，易于实现手动/自动的无扰动切换，不产生积分失控。
但是缺点在于积分截断效应大，溢出影响大。
5、在自动调节系统中，正、反作用如何判定？
在计算机中如何实现？
答：
输出量与被测量变化一致则为正，否之为反。
计算机中两种方法：
一是改变偏差的公式实现，二是在PID运算之后，先将结果求补，再送到D/A转换器中转换，进而输出。
6、积分饱和现象是如何产生的？
如何消除？
答：
是由于积分项不断累加引起的。
消除方法有遇限削积分法，有效偏差法等。
7、是否需要添加手动后援，为什么？
答：
需要。
因为这是系统安全可靠运行的重要保障。
18..已知模拟调节器的传递函数为
试写出相应数字控制器的位置型和增量型控制算式，设采样周期T=0.2s。
解：
则
把T=0.2S代入得
增量型
位置型
19.已知某连续控制器的传递函数为：
，
（1）分别写出
，
相对应的增量型PID算法的输出表达式
（2）在
，
时
的值为多少
解：
（1）
当
（2分）
两边进行拉氏逆变换：
（3分）
，
（2分）
（2分）
当
两边进行拉氏逆变换：
把T=1S代入得
升级会员 