测控系统原理第3章习题解答

第第 3 3 章章 习题解答习题解答 1 为什么常见的中小型微机化测控系统大多采用单片机 答 单片机是指将计算机的基本部件集成在一块芯片上而构成的微型计算机 单片机的 优点是可靠性高 控制功能强 易扩展 体积小 用单片机开发各类微机化产品 周期短 成本低 在计算机和仪器仪表一体化设计中有着一般微机无法比拟的优势 正因为如此 目 前常见的微机化测控系统 特别是中型测控系统和便携式测控仪器大多采用单片机 2 指出图 3 1 6 中存贮器和 I O 接口寻址范围 答 P2 7P2 6P2 5P2 4P2 3P2 2P2 1P2 0 寻址范围 27640 00 00 0 0000H 1FFFH 6116 11 1 0 0 8000H 87FFH 6116 21 1 1 1 8800H 8FFFH 8155RAM0 0 0 00000H 00FFH 8155I O0 0 1 10100H 0105H 3 主机从 A D 读取转换结果有哪些方式 它们在硬件上和软件上有什么区别 答 主机从 A D 转换器读取转换结果数据的联络方式 可以是中断 查询或等待延时三 种方式 以 ADC0809 为例 这三种方式的硬件连接电路如下图所示 开关 K 打到 1 端为 查询方式 打到 2 端为等待延时方式 打到 3 端为中断方式 查询方式的程序为 等待延时方式的程序为 中断方式的程序为 4 图 3 2 4 所示 VFC 接口电路所能转换的模拟电压 Ux 的最大允许值是多少 答 由公式 3 2 1 可得 2 16 0 mS Nf V x x 因的最大计数值为 FFH 即 故模拟电压 Ux 的最大允许值为 1 T 12 16 2 12 16 16 0 max mS f Vx 5 仿照图 3 2 11 设计一个三路同步输出的 D A 转换接口电路并写出接口程序 答 6 说明图 3 2 13 的工作原理及其改进电路 答 图 3 2 13 的工作原理是 当单片机的 P1 0 为高电平时 继电器 J 通电 使开关 S 闭合 交流接触器 CJ 通电 进而使三相电机得电运行 上述电路的缺点是易引起强烈的干扰 一是继电器 J 的通断时触头产生电火花 二是接 触器 CJ 通断时产生很强的电弧 采用固体继电器代替通用型继电器 J 可消除接触器线圈 通断时 J 触点的电火花 但接触器 CJ 动作触点的电弧干扰依然存在 彻底消除电火花和电 弧的干扰 可以采用晶闸管组成的无触点开关 7 LED 显示接口与 LCD 显示接口有哪些相同点 有哪些不同点 试举例说明 答 相同点是 1 两种数字显示器都为 7 段 或 8 段 显示结构 因此也都有 7 个 或 8 个 段选端 并需接段驱动器 2 段驱动器所加段选码都要通过译码从要显示数字的 BCD 码 转换得到 译码方式也有硬件译码和软件译码两种 3 多位显示的方式都有静态和动态两 种方式 不同点是 LCD 数字显示器的公共电极与要显示的笔画电极之间不能加直流电压 只能 加频率为几十赫到数百赫的方波信号 因此 LCD 显示器的驱动接口需要提供该低频方波信 号 而且其显示接口的译码驱动电路与 LED 显示接口的译码驱动电路也不同 二者不能通用 8 LED 静态显示和动态显示在硬件和软件上有哪些主要区别 答 多位 LED 显示器有静态显示和动态显示两种形式 静态显示就是各位同时显示 为 此 各位 LED 数码管的位选端应连在一起固定接地 共阴极时 或接 5V 共阳极时 每位数 码管的段选端应分别接一个 8 位锁存器 驱动器 动态显示就是逐位轮流显示 为实现这种 显示方式 各位 LED 数码管的段选端应并接在一起 由同一个 8 位 I O 口或锁存器 驱动器 控制 而各位数码管的位选端分别由相应的 I O 口线或锁存器控制 动态 LED 显示程序与静态 LED 显示程序设计有所不同 在动态显示方式中 各个位的内 容是分时轮流输出的 要得到稳定的显示效果 必须不断重复执行显示程序 而在静态显示 方式中 各个位的内容是同时输出的 不需要不断重复执行同一内容的显示程序 仅仅在需 要更新显示内容时 CPU 才执行一次显示更新子程序 9 试设计一个用 8155 构成 4 4 键盘和 4 位 LED 显示的键盘 显示器接口电路 并编出 判键号程序 答 图 3 3 13 是 6 3 键盘和 6 位 LED 显示接口电路 图中 8155 的 PA0 PA5 作为键盘 的 6 列扫输出和 6 个 LED 的位选信号 PC0 PC2 查询键盘的 3 行输入 PB 口提供显示器的段 选码 将图中的 LED 减少 2 个 去掉 PA4 和 PA5 只由 PA0 PA3 作为键盘的 4 列扫输出和 4 个 LED 的位选信号 增加 PC3 由 PC0 PC3 查询键盘的 4 行输入 PB 口仍提供显示器的段选 码 这样就改成 4 4 键盘和 4 位 LED 显示的键盘 显示器接口电路了 判键号程序可参照图 3 3 12 的键盘扫描子程序做相应改动 程序清单略 10 何谓 RS 232C 的电平转换 答 RS 232C 的逻辑电平与一般微处理器的逻辑电平 TTL 电平 是不一致的 因此在 实际应用时 必须把微处理器的信号电平 TTL 电平 转换为 RS 一 232C 电平 或者对两者进 行逆转 这两种转换是用专用电平转换芯片实现的 MC14488 可将 TTL 电平转换为 RS 一 232C 电平 MC14489 可将 RS 一 232C 电平转换 TTL 电平 单片机的串行口通过电平转换芯片 所形成的 RS 232C 标准接口电路如下图所示 11 RS 232C 标准的接口信号有哪几类 说明常用的几根信号线的作用 答 RS 232C 标准接口上的信号线基本上可分为四类 数据信号 4 根 控制信号 12 根 定时信号 3 根 和地 2 根 常用的几根信号线是 TXD 发送数据 RXD 接收数据 RTS 请求发送 DSR 数 据装置就绪 和信号地 12 试将 RS 232C 与 RS 422 RS 423 连接方式和传输特性的主要差别 答 连接方式比较如下 传输特性的主要差别 RS 232CRS 422RS 423 最大电缆长度 15m600m1200m 最大数据率 20Kb s300Kb s10Mb s 14 IEEE 488 是什么总线 何谓 讲者 听者 控者 答 IEEE 488 标准是为可程控仪器仪表设计的 由美国 Hewlett Packard 公司拟制 因此又称为 HP IB 或 GP IB 总线 1975 年 IEEE 将其作为规范化的 IEEE 488 标准予以推荐 1977 年 IEC 予以认可 并将其作为国际标准 控者