計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第二章習(xí)題答案整理及詳解(2013.04.26修改版SK)

1、第2章習(xí)題參考答案1什么是接口、接口技術(shù)和過程通道?接口是計(jì)算機(jī)與外設(shè)交換信息的橋梁，包括輸入接口和輸出接口 接口技術(shù)是研究計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間如何減緩信息的技術(shù)。過程通道是計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)過程之間的信息傳送和轉(zhuǎn)換的連接通道2采用74LS244和74LS273與PC/ISA總線工業(yè)控制機(jī)接口，設(shè)計(jì)8 路數(shù)字量（開關(guān)量）輸入接口和8路數(shù)字量（開關(guān)量）輸出接口，請(qǐng) 畫出接口電路原理圖，并分別編寫數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出程序。答:數(shù)字量輸入接口-1A11Y1D0-1A21Y2D1-1A31Y3D2彳 1A41Y4D3-1A51Y5D4-1A61Y6D5-1A71Y7D6-1A81Y8D774LS2442G

2、 1G-1PC總 線CS*IOR(*RD)_設(shè)片選端口地址為portMOV DX,portMOV DPTR,PORT MOVX A,DPTRIN AL,DX數(shù)字量輸出接口DOD1D2D3D4PC總線D5D6D7WR)CSIOWD1D2Q1Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7D8Q80-1輸出卜信號(hào)RESETMOV AL,DATAMOV A,DATAMOV DX , portMOV DPTR,PORTOUT DX,ALMOVX DPTR,A3用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809與8051單片機(jī)實(shí)現(xiàn)8路模擬量采集。 請(qǐng)畫出接口原理圖，并設(shè)計(jì)出 8路模擬量的數(shù)據(jù)采集程序。答:程序:ORG0000

3、HMOVR0, #30H;數(shù)據(jù)區(qū)起始地址存在R0MOVR6, #08H;通道數(shù)送R6MOVIE , #84H;開中斷SETBIT1;外中斷請(qǐng)求信號(hào)為下跳沿觸發(fā)方式MOVR1 , #0F0H;送端口地址到R1NEXT : MOVX R1 ,A;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP:SJMP LOOPINCR0INCR1DJNZR6, NEXT;8路米樣未接受，則轉(zhuǎn) NEXTCLREX1;8路米樣結(jié)束，關(guān)中斷END中斷服務(wù)程序：ORG0003H;外中斷1的入口地址AJMP1000H;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序入口地址ORG1000HMOVXA, R1;讀入A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)MOVR0, A;將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)RETI;中斷

4、返回ORG0000HMOVR1 , #30HMOVR2, #0F0HA1: MOV DPTR, R2MOVX DPTR, ALOOP: JNB P3.2 , LOOP MOVX A, DPTR MOV R1 , A INC R2INC R1CJNE R2, 0F7H, A1END4用12位A/D轉(zhuǎn)換器AD574與PC/ISA總線工業(yè)控制機(jī)接口，實(shí)現(xiàn) 模擬量采集。請(qǐng)畫出接口電路原理圖，并設(shè)計(jì)出A/D轉(zhuǎn)換程序。答:TYlSA.12/8>E/C>CESTS丁 +12Vieqiq10V-2OTnRfflM RHOUT BIPOFF-12VTDGNDA/D轉(zhuǎn)換的程序如下:MOVDX,1FF0

5、HOUTDX,ALPUSHAXPUSHBXPUSHCXSTI;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP1 : JMP LOOP1CLIPOPCXPOPBXPOPAXLEADI, BUFMOVCL, 4SHRAX, CL;置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指針;得到轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)據(jù)MOV DI, AX;將得到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)END中斷服務(wù)程序：MOVDX,1FF2H;讀咼8位數(shù)據(jù)INAL,DXMOVAH,ALMOVDX,1FF3H;讀低4位數(shù)據(jù)INAL,DXRETORG 0000HMOV DPTR , #1FF0H；外設(shè)地址為16位只能用 DPTRMOVX DPTR,A；訪問外設(shè)只能用累加器APUSH APUSH BPUSH C

6、ORG 0013H ;外部中斷1入口地址LJMP PINT1SETB IT1SETB EX1LOOP1: SJMP LOOP1CLRPOP CPOP BPOP A；低4位送A；感覺很麻煩的樣子MOV A,R1RR ARR ARR ARR AMOVR0 , ADECR1MOVA, R1ANLA, 0FHRLARLARLARLAORLA, R0INCR1MOVR1 , ADECR1MOVA , R1ANLA , 0F0HRRARRARRARRAMOVR1 , AEND;高 8 位送 A;屏蔽高 4 位;合并低 8 位;處理好后覆蓋原低 4 位中斷服務(wù)程序：MOVR1 , #30HMOVXA, DP

7、TRMOVR1，AINCR1INCDPTRMOVXA, DPTRMOVR1，ARETI;先設(shè)置個(gè)內(nèi)存起始單元;讀取 AD574 低 4 位要改變引腳 A0 的電平5請(qǐng)分別畫出一路有源I/V變換電路和一路無源I/V變換電路圖，并 分別說明各元器件的作用。答：V=R2*IR1無源I/V變換電路無源I/V變換主要是利用無源器件電阻來實(shí)現(xiàn)，并加以濾波和輸出限幅等保護(hù)措 施。輸入 0- 10 mA,輸出為 0 -5 V , R仁 10QQ , R2=50QQ輸入 4 -20 mA,輸出為 1 - 5 V, R仁 10CQ , R2=250有源I/V變換電路有源I/V變換主要是利用有源器件運(yùn)算放大器、電阻

8、來實(shí)現(xiàn)。輸入 0 10 mA，輸出 0 5 V: R仁20CQ , R3=100隱,R4=150kQ輸入 4 20 mA，輸出 1 5 V: R仁20CQ , R3=100kQ , R4=25kQ6什么是采樣過程、量化、孔徑時(shí)間?答：采樣過程：按一定的時(shí)間間隔T,把時(shí)間上連續(xù)和幅值上也連續(xù)的模擬信號(hào) 轉(zhuǎn)變成在時(shí)刻0, T,2TkT的一連串脈沖輸出信號(hào)的過程稱為采樣過程。量化：采用一組數(shù)碼來逼近離散模擬信號(hào)的幅值，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?？讖綍r(shí)間：在模擬輸入通道中，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量總需要 一定的時(shí)間，完成一次 A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間成為孔徑時(shí)間。7采樣保持器的作用是什么？是否所有的

9、模擬量輸入通道中都需要 采樣保持器？為什么？答：為了提高模擬量輸入信號(hào)的頻率范圍，以適應(yīng)某些隨時(shí)間變化較快的信號(hào) 的要求，可采用帶有保持電路的采樣器，即采樣保持器（為了防止在A/D轉(zhuǎn)換之前信號(hào)就發(fā)生了變化，致使 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果出錯(cuò)，因而采用采樣保持器來使 得信號(hào)維持一段時(shí)間）。并不是所有的模擬量輸入通道都需要采樣保持器的， 因?yàn)椴蓸颖３制魇菫榱朔乐乖?A/D轉(zhuǎn)換之前信號(hào)就發(fā)生了變化，致使 A/D轉(zhuǎn)換 的結(jié)果出錯(cuò)，所以只要 A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)間比信號(hào)變化的時(shí)間短就不需要。8位8位A/D轉(zhuǎn)換器，孔徑時(shí)間為100uso如果要求轉(zhuǎn)換誤差在 A/D轉(zhuǎn)換精度（0.4%）內(nèi)，求允許轉(zhuǎn)換的正弦波模擬信號(hào)的最大頻

10、 率是多少？答：f0.42 二 10010"6102s=6.4 HzP419試 8255A、AD574、LF398、CD4051 和 PC/ISA 總線工業(yè)控制機(jī)接 口，試設(shè)計(jì)出8路模擬量采集系統(tǒng)，請(qǐng)畫出接口電路原理圖，并編寫 相應(yīng)的8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序。+5VPA7PA3PA2PA1PA0PB78255APB012/8* VLSTSDB11BIPOFFDB10DB9DB8:PEFINDB7PEFOUTDB010VIN100100i+12100KQ-12V-15VVDD VEEXINHX0C:BX7AVSSVOV7程序流程圖如下:8路模擬量數(shù)據(jù)采集程序如下:AD574A PROC

11、NEARCLDLEA DI,BUFMOV BL,00000000B;令 CE , CS, R/C, INH=0,初始化MOV CX,8ADC:MOV DX,2C2H ; C 口地址MOV AL,BLOUT DX,AL; 選擇多路開關(guān) X0, STS=0, LF398采樣NOPNOPOR AL,01000000B; 令 CE=1,啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 A/DOUT DX,AL ;AND AL,10111111B; 令CE=0,形成啟動(dòng)脈沖OUT DX,AL ；MOV DX,2C0H; A 口地址PULLING : IN AL,DX ； 測(cè)試STS，看轉(zhuǎn)換是否結(jié)束TEST AL,80HJNZ PULLING

12、;轉(zhuǎn)換期間 STS= 1, LF398 保持 MOV AL,BL ;OR AL,00010000B;轉(zhuǎn)換結(jié)束，令 R/C = 1,準(zhǔn)備讀 MOV DX,2C2H;OUT DX,ALOR AL,01000000B;令 CE, R/C = 1,開始讀MOV DX,2C0H ; 讀 A 口高 4 位IN AL,DXAND AL,0FHMOV AH,AL ;高4位存在AHINC DX;讀B 口低8位IN AL,DX ;低8位存在ALSTOSW;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)INC BL ;更換通道LOOP ADCMOV AL,00111000B; CE=0 , CS, R/C, INH=1,芯片復(fù)位 MOV DX,2C2H

13、OUT DX,ALRETAD574A ENDP10.采用DAC0832和PC/ISA總線工業(yè)控制機(jī)接口。請(qǐng)畫出接口電 路原理圖，并編寫DA轉(zhuǎn)換程序。答：+5VV0ISA總線若DAC0832 CS的口地址為BASE，貝U 7FH轉(zhuǎn)換為模擬電壓的接口程序?yàn)?DAOUT : MOV DX,BASEMOV AL,7FHOUT DX,ALRET單極性公式：VoUT1Vref2nD為輸入數(shù)字量，VREF為參考基準(zhǔn)電壓11.采用DAC1210和PC/ISA總線工業(yè)控制機(jī)接口，請(qǐng)畫出接口電 路原理圖，并編寫D/A轉(zhuǎn)換程序。（雙極性電壓輸出電路）答:接口電路原理圖如下圖所示:DODID2D3 D4D5 D6 D

14、7 IOW* YOA0-O 1 012 345 67B 91 1 n n I 1 I I I n I I n T1 DDDDDDDDDDD DDAC1210WR2*cs+XFER*KFBI0UT1IOUT2VCCVDGND設(shè)端口地址譯碼器譯出 Y0*地址為基地址7FF0H ;則D/A高8位地址為7FF1H，低8位地址為7FF0H假設(shè)待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)為2FEHD/A轉(zhuǎn)換程序：MOVDX，7FF1HMOVAL，2F0H;送高8位數(shù)據(jù)OUTDX，ALMOVDX，7FF0HMOVAL，E0H;送低4位數(shù)據(jù)OUTDX，AL；12位數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換RET輸出電壓VOUT與輸入數(shù)字量D之間的關(guān)系：VOUT 叫（*）1

15、3采用DAC0832、運(yùn)算放大器、CD4051等元器件與PC/ISA總線 工業(yè)控制機(jī)接口，設(shè)計(jì)8路模擬量輸出系統(tǒng)，請(qǐng)畫出接口電路原理圖， 并編寫8路模擬量輸出程序。答:+12V8路模擬量輸出程序:MOVBX,OFFSET dataMOVCX,8MOVDX,7FF8H送DAC0832地址L1 : MOVAL,BXOUTDX,AL啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換XORDX,8000H置CD4051片選信號(hào)OUTDX,AL向第一通道輸出轉(zhuǎn)換值CALLDELAY延時(shí)XORDX,8000H置DAC0832片選信號(hào)INCDXINCBXLOOPL114基于RS-485串行總線的主從分布式測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式是怎樣 的？答:基于RS-485總線可構(gòu)成下圖所示的主從分布式測(cè)控系統(tǒng)，其中可編程控制 器（PLC）、智能調(diào)節(jié)器、智能遠(yuǎn)程I/O模塊的等裝置大都具有 RS-485總線， 可作為測(cè)控系統(tǒng)的從站，實(shí)現(xiàn)控制功能；PC或IPC作為系主站，并配有RS-232/485轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)定的監(jiān)控與管理。15.什么是串模干擾和共模干擾？如何抑制？答：所謂串模干擾是指疊加在被測(cè)信號(hào)上的干擾噪聲。 抑制方法：濾波器、雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器、前置放大或者隔離屏蔽等