计算机控制技术学习指南案.docx

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计算机控制技术学习指南案

计算机控制技术-学习指南

一、单项选择题

1．二进制数011001011110的十六进制表示为（）

A．54EHB.65FH

C.54FHD.65EH

2．在一般微处理器中，包含在中央处理器（CPU）内的是（）

A．算术逻辑单元B.主内存

C．I/O单元D.数据总线

3．用存储器芯片2114（1024*4）组成4KB内存储器需要2114芯片（）片

A．2B.4

C.8D.16

4．计算机中使用总线结构的优点是（）

A．减少信息传送的数量B.提高信息传送速度

C．减少信息传送线的数量D.以上都是优点

5．在微计算机系统中，高速外设与内存储器进行批量数据传送时，应采用（）

A．无条件传送B.程序查询控制

C．中断控制D.直接存储其存取

6．状态信息是通过（）总线进行传送的

A．数据B.地址

C．控制D.外部

7．运算器的主要功能是（）

A．算术运算B.逻辑运算

C．算术和逻辑运算D.函数运算

8．8255A与外设间每个端口的数据线为（）

A．4位B.8位

C．16位D.32位

9．设X=-46，Y=117，则[X+Y]补和[X-Y]补分别等于（）

A．D2H和75HB.47H和5DH

C．2EH和71HD.47H和71H

10．8255A与外设间每个端口的数据线为（）

A．4位B.8位

C．16位D.32位

11．带符号的八位二进制补码的表示范围是（）

A．-127~+127B.-32768~+32768

C.-128~+127D.-32768~+32767

12．一台计算机实际上是执行由（）

A．用户编制的高级语言程序B.用户编制的汇编语言程序

C．系统程序D.由二进制码组成的机器指令

13．CPU被动，外设主动的接口方式为（）

A．无条件程控方式B.查询控制方式

C．中断控制方式D.A,B,C都不对

14．计算机中信息传递的三总线方式包括（）

A．片总线、内总线、外总线B.地址总线、数据总线、控制总线

C．片内总线、内总线、外总线D.内总线、数据总线、控制总线

15．完整的计算机系统应该包括（）

A．运算器、存储器和控制器B.主机和外设

C．主机和应用程序D.硬件系统和软件系统

二、判断题

1．无条件程控传送方式比有条件程控传送方式的数据传送速度快。

（）

2．在计算机中，CPU与DMA控制器都可以作为总线控制器件。

（）

3．在三种基本I/O同步控制方式中，从数据传输速度而言，以DMA方式最好，

中断控制次之，程序查询方式最差。

（）

4．ADC0809是逐次逼近型A/D转换芯片。

（）

5．异步串行通信中加入奇偶校验位具有纠错功能。

（）

6．微处理器中的运算器主要用于完成各种算术运算。

（）

7．一个输入接口中必须要有缓冲器。

（）

8．32位机即指该机CPU的数据线为32条。

（）

9．RS232标准比RS485标准传输数据的距离更远。

（）

10．微机中断系统包含内部中断和外部中断。

（）

11．对于不同的计算机，其CPU具有不同的机器指令。

（）

12．微机中断系统包含内部中断和外部中断。

（）

13．汇编语言就是机器语言（）。

14．中断方式传送最适用于高速外设与存储器之间交换成批数据的场合。

（）

15．在传输率相同的情况下，同步串行通信的字符信息传输率一定比异步串行通

信的高。

（）

二、分析计算题

1．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。

2．某炉温度变化范围为0~1500℃，要求分辨率为3℃，温度变送器输出范围为0~5V。

若A/D转换器的输入范围也为0~5V，则请在ADC0809和AD574A之间选择A/D转换器，要求写出计算过程。

选定A/D转换器后，通过变送器零点迁移而将信号零点迁移到600℃，此时系统对炉温变化的分辨率为多少？

3．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控制算式，设采样周期

。

4．若8237A的端口基地址为000H，要求通道0和通道1工作在单字节读传输方式，地址减1变化，无自动预置功能。

通道2和通道3工作在数据块传输方式，地址加1变化，有自动预置功能。

8237A的DACK为高电平有效，DREQ为低电平有效，用固定优先级方式启动8237A工作，试编写8237A的初始化程序。

5．模拟PID调节器的传递函数为

。

当采样周期相当短时，用求和代替积分、用后向差分代替微分，试从模拟PID推导出数字PID的位置型及增量型控制算法。

6．某热处理炉温度变化范围为0~1500℃，经温度变送器变换为1~5V电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0~5V。

当t=kT时，ADC0809的转换结果为80H，问此时的炉内温度为多少度？

7．可编程并行接口芯片8255A有哪几种工作方式？

每种工作方式有何特点？

8．试说明8255A的A口、B口和C口一般在使用上有什么区别？

9．简述8255A并行接口芯片的作用与特性。

10．什么是中断？

常见的中断源有哪几类？

CPU响应中断的条件是什么？

11．CPU的抗干扰技术有哪些？

12．什么叫异步通信？

什么叫同步通信？

画出异步串行通信的字符编码格式。

参考答案

一、单项选择题

1．D2．A3．C4．C5．D6．A7．C8．A9．B10．B

11．C12．D13．C14．B15．D

二、判断题

1．Y2．Y3．Y4．Y5．N6．N7．Y8．N9．N10．Y

11．Y12．Y13．N14．N15．N

三、分析计算题

1．解：

则

把T=0.2s代入得

位置型

增量型

2．解：

分辨率为

，分辨率也可定义为

则A/D转换器的字长

在ADC0809（8位）与AD574A（12位）间选择AD574A

通过零点迁移将信号迁移到

，则此时系统对炉温的变化分辨率为

3．解：

4．答：

初始化程序如下：

DMAEQU000H；8237A的基地址为00H

；输出主清除命令

OUTDMA+0DH，AL；发总清命令

；写入方式字：

单字节读传输，地址减1变化，无自动预置功能，选择通道0

MOVAL，01101000B；方式字

OUTDMA+0BH，AL；写入方式字

；写入方式字：

单字节读传输，地址减1变化，无自动预置功能，选择通道1

MOVAL，01101001B；方式字

OUTDMA+0BH，AL；写入方式字

；写入方式字：

数据块传输方式，地址加1变化，有自动预置功能，选择通道2

MOVAL，10010010B；方式字

OUTDMA+0BH，AL；写入方式字

；写入方式字：

数据块传输方式，地址加1变化，有自动预置功能，选择通道3

MOVAL，10010010B；方式字

OUTDMA+0BH，AL；写入方式字

；写入命令字：

DACK为高电平有效，DREQ为低电平有效，用固定优先级方式

MOVAL，11000000B；命令字

OUTDMA+08H，AL；写入8237A

5．解：

PID调节器的时域表达式为

把上式变换为差分方程，可作如下近似

式中，T为采样周期，k为采样序号。

由上述三式可得数字PID的位置型控制算法

在上式中令

，则得

将上述2式相减，即得数字PID的增量型控制算法

=Ae（k）+Be（k-1）+Ce（k-2）

其中：

A=Kp+KI+KD

B=-（Kp+2KD）

C=KD

其中，

为比例增益，

为积分系数，

为微分系数。

6．解：

或解：

对应的电压值为

7．答：

方式0：

没有固定的用于应答式传送的联络信号线，CPU可以采用无条件传送方式与8255A交换数据。

方式1：

有专用的中断请求和联络信号线，因此，方式1通常用于查询传送或中断传送方式。

方式2：

PA口为双向选通输入/输出或叫双向应答式输入/输出。

8．答：

在实际使用中，A口与B口常常作为独立的输入端口或输出端口，C口则配合A口和B口工作。

具体得说，C口常常通过控制命令分成两个4位端口，每个4位端口包含一个4位的输入缓冲器和1个4位的输出锁存器，它们分别用来为A口和B口输出控制信号和状态信号。

9．答：

8255A是可编程通用并行接口芯片，可通过程序设置其工作在方式0、方式1和方式2。

方式0为基本的输入/输出方式，可提供A口、B口两个8位并行通道和C口高4位、C口低4位两个4位并行通道，可分别设置4个通道工作在输入或输出状态。

方式1为选通输入/输出方式，A、B两个8位口工作在输入或输出状态，而C口的特定位则提供A口、B口数据传输所需的控制和状态信息。

方式2为双向数据传输方式，只适用于A口，通过A口可实现CPU与外设间的双向数据传输。

C口提供双向数据传输所需的控制和状态信息。

10．答：

中断是指CPU在正常执行程序时，由于内部/外部时间或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转而去执行请求CPU为其服务的服务程序，待该服务程序执行完毕，又能自动返回到被中断的程序继续执行的过程。

常见的中断源有：

一般的输入/输出设备请求中断；实时时钟请求中断；故障源；数据通道中断和软件中断。

CPU响应中断的条件：

若为非屏蔽中断请求，则CPU执行完现行指令后，就立即响应中断。

CPU若要响应可屏蔽中断请求，必须满足以下三个条件：

①无总线请求；②CPU允许中断；③CPU执行完现行指令。

11．答：

（1）复位

对于失控的CPU，最简单的方法是使其复位，程序自动从头开始执行。

复位方式有上电复位、人工复位和自动复位三种。

（2）掉电保护

（3）指令冗余

指令冗余是在程序的关键的地方人为地插入一些单字节空操作指令。

指令冗余会降低系统的效率，但确保了系统程序很快纳入程序轨道，避免程序混乱，况且适当的指令冗余并不会对系统的实时性和功能有明显的影响，故在程序设计中还是被广泛采用。

（4）软件陷阱

软件陷阱是在非程序区的特定地方设置一条引导指令（看作一个陷阱），程序正常工作时，是不会落入该引导指令的陷阱中。

当程序弹飞时，若落入引导指令的陷阱中，将由引导指令将弹飞的程序强行跳转到出错处理程序，由该程序段进行处理和程序恢复。

（5）Watchdog技术

看门狗，也称为程序运行监视系统，在硬件上，可把它看成是一个相对独立于CPU的可复位定时系统，在软件程序的各主要运行点处，设有向看门狗发复位信号的指令。

当系统运行时，看门狗与CPU同时工作。

程序正常运行时，会在规定的时间内由程序向看门狗发复位信号，使定时系统重新开始定时计数，没有输出信号发出；而当程序飞时，由于看门狗没有在规定的时间内得到复位信号，其输出端会发出信号以使CPU系统复位。

12．答：

异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。

同步通信是指在约定的数据通信速率下，发送方和接收方的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送数据和接收数据时具有完全一致的定时关系。

异步串行通信的字符编码格式：

图异步串行通信格式