计算机控制作业答案解析VIP

第一章家庭作业教科书(第12页)问题2。计算机控制系统由哪些部分组成？请画出计算机控制系统的框图。答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟输入/输出接口、数字输入/输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口组成。实时、在线和离线模式的含义是什么？在计算机控制系统中，生产过程直接与计算机相连，由计算机控制的模式称为在线模式或在线模式。生产过程不直接与计算机相连，也不受计算机控制，而是依靠人的联系和做相应的操作。称为离线模式或离线模式。所谓实时是指信号的输入、计算和输出必须在一定的时间范围内完成。也就是说，计算机以足够快的速度控制输入信息。超过这个时间，控制的时机将会失去，控制将会失去它的意义。实时的概念离不开特定的过程。在线系统不一定是实时系统，但实时控制系统必须是在线系统。补充质询1。这两个USB端口的特点和区别是什么？通用索引、传输模式、USB设备、硬件接口。回答：两个通用串行总线的特点：(1)USB接口支持设备热插拔功能，采用菊花连接。(2)通用串行总线有2条电源线(5V)和2条数据线，采用差分信号传输，为连接到通用串行总线的设备提供5V电压/100毫安电流电源，可提供高达500毫安的电流。(3)一个USB控制器最多可连接127个外设，两个外设之间的距离(电缆长度)可达5米。两种USB :协议的区别是不同的，USB1.1的传输速率是12兆位/秒，USB2.0的传输速率是480兆位/秒。补充质询2。光驱、硬盘和软驱的总线形式。回答：(1)光盘：集成电路，ATA/ATAPI，SCSI，USB，内部并行总线。(2)硬盘：IDE、SATA、SCSI、内部并行总线。(3)软驱：包括内置和外置软驱。内置软驱使用专用的软驱接口，而外置软驱通常用于笔记本电脑，并使用通用串行总线接口。补充质询3。集成电路、串行接口和串行接口总线的特性？回答：(1)集成电路总线由数据线SDA和时钟线SCL组成，可以发送和接收数据。在CUP和受控集成电路之间，集成电路和集成电路都可以进行双向传输，最高传输速度为400Kbps。(2)SPI是环形总线结构和标准四线同步双向串行总线。在SCK的控制下，两个双向移位寄存器交换数据，可以同时发送和接收串行数据。(3)SCI是一个通用异步通信接口UART。SCI模块采用标准的非归零(NRZ)数据格式，可以实现多个处理器之间的数据通信，也可以通过与数据格式兼容的SCI端口与其他外设进行数据通信。第二章作业个人电脑总线PC机总线共有62条信号线，通过双排插槽连接，分为一个平面(组件平面)和一个平面b。pc机总线实际上是8088CPU核心电路总线的扩展和再驱动。PC机总线有8条数据线，20条地址线(地址空间为1MB)，总线时钟频率为4MHz，总线最大传输速率为4MB/s，最大负载能力为8，半同步工作模式。当与输入/输出设备交换数据时，中央处理器存在以下问题：1)速度不匹配。输入输出设备的速度通常比中央处理器的速度慢得多。由于类型不同，它们之间的速度差异很大，如硬盘和打印机。2)时序不匹配。每个输入输出设备都有自己的定时控制电路，它以自己的速度传输数据，不能与中央处理器的定时统一。3)信息格式不匹配。存储和处理信息的格式是不同的，如串行和并行、二进制、ASCII和BCD码。4)信息类型。不同类型的信号，数字和模拟，不同的处理。因此，输入输出设备一般不直接连接到微机内部，计算机连接到外部设备时存在的各种矛盾必须通过输入输出接口来解决。补充质询1。指出了RS-232、RS-485、USB等总线的特点。回答：(1) RS-232特点：全双工数据传输，单端输入输出，三线包括地线，传输和接收实现数据传输，传输速率20kb/s，传输距离限制为15m，单端驱动和接收电路，负逻辑高电平(-5-15v)，低电平(5-15v)，电源电压15v或12 v .(2) RS-485特点：半双工工作模式，差分信号传输，传输距离几十米到几千米，速率10兆位/秒，屏蔽双绞线传输。它可以连接32个设备。电平逻辑“1”由两条线(2-6V)之间的电压差表示；逻辑“0”表示两条线之间的电压差(-2 -26V)，外部电源电压通常为5v。(3) USB即插即用，菊花链连接，带2条电源线(5V)和2条数据线，两个外设之间的距离(电缆长度)可达5m，差分信号传输，127个设备可外接。补充质询2。简要描述计算机系统如何通过PCI端口控制外部设备，并指出地址范围。回答：输入信号时：首先，外围设备用作中断源(inta # inth #引脚是低电平有效中断请求线)来申请中断。当CLK上升沿到达时，系统对AD0AD31进行采样，向微处理器发送信号，并触发中断。然后，BE0配置输入/输出读和写。当FRAME为低电平时，传输数据存储地址。当FRAME为高电平且TRDY为低电平时，数据读取开始。当信号输出时，首先C/BEJ C/BE0配置存储器读取和I/0写入，然后当FRAME为高电平且IRDY为低电平时开始写入数据。输入/输出端口地址空间分为两部分。第一个246(000H-0FFH)专用系统板有1024个端口，用于输入/输出接口芯片，最后一个768(100H-3FFH)用于输入/输出接口扩展卡。补充质询3。简要总结了ISA、PCI和STD端口的特点。回答：ISA: 98条信号线，16位数据线宽度，24位地址线宽度，8MHz总线时钟，边沿触发中断源，16MB/S数据传输速度。PCI: 64位总线(3.3V)或32位总线(5V)，最高总线频率为33.3兆赫兹/66兆赫兹，数据传输速度为80兆字节/秒(最高传输速度为133兆字节/秒)，支持10个外设。标准：通用主板结构，56信号线，8/16位总线标准，8/16数据线，16/24地址线，22控制线。补充质询4 . 74ls 244及74ls273的司机是甚么？它们有什么不同的特点和应用？答：74ls244是一个三态门缓冲器，有8路单向传输，电流可达50mA。根据at89c51上拉电阻10K，5/10000=0.5毫安，74ls244可驱动多达100个输入/输出端口。74LS273是一个8通道单向锁存器，它不仅可以用作驱动器，还具有存储功能。电流可达25mA。补充问题5。图2-16中VD的功能是什么？把k连接到三极管e的极点有什么缺点？答1:因为继电器线圈是电感性的，为了克服三极管断开时继电器线圈的反电势，必须在线圈两端安装续流二极管D来保护三极管。(2)如果继电器线圈接在三极管的E极，电路形成负反馈，使线圈无法工作在最大导通电压状态；此外，电路形成的负反馈会影响传导速度。(3)如果继电器线圈连接到三极管的E极，反向冲击将影响基极电流。教科书(第74页)问题2。利用74ls244和74ls273与PC机/ISA总线工业控制器接口，设计了8个数字(开关量)输入接口和8个数字(开关量)输出接口。请画出接口电路原理图，分别编写数字输入和数字输出程序。答：74LS244作为开关量输入，一端接外部开关量信号输入，一端接电脑8位数据线，74LS273作为开关量输出，一端接电脑8位数据线，一端接开关量信号输出。芯片选择端口地址为端口1，输出芯片选择端口地址为端口2。输入程序：MOV DX，端口1在铝，DX输出程序：MOV铝，数据MOV DX，端口2输出DX，铝教科书(第74页)主题3。8位模拟采集通过8位模数转换器ADC0809与PC机/ISA总线工业控制器接口实现。请绘制接口原理图，设计8个模拟量的数据采集程序。程序：“DPTR；读取转换后的数字量MOV R0，A；片内随机存取存储器单元中的存储器DPTR公司；指向下一个模拟频道INC R0指向下一个数据存储单元这是一种不完整的地址解码方法。如果增加一个地址译码器，并且把P2.7/A15线改为高阶地址译码器的输出线，就可以形成完整的译码。图1中的P2.7/A15线用作整个AI0809芯片的芯片线选择。当P2.7/A15=0时，或非门打开，允许写信号通过，将单片机的负写脉冲转换为ADC0809所需的正脉冲，选择AI0809通道，开始转换。采样保持装置的功能是什么？所有模拟输入通道都需要采样保持吗？为什么？答：(1)保存待转换信号，以避免转换过程中一些随时间快速变化的信号发生变化，提高转换精度或模拟输入信号的频率范围。(2)并非所有模拟输入通道都需要采样保持。当被测信号变化缓慢时，如果模数转换器的转换时间足够短，就不能增加采样和保持。教科书(第75页)标题8。孔径时间为100微秒的8位模数转换器。如果转换误差要求为转换器精度的0.4%,那么允许转换的正弦模拟信号的最大频率是多少？回答：补充问题6。简述电干扰信号的来源和传播路径，并说明常见的抗干扰措施。(1)干扰源：外部干扰环境：主要受空间电或磁的影响，环境温度和湿度等气象条件也是外部干扰。内部干扰：由系统的结构布局和制造过程引入。有分布电容和分布电感引起的耦合感应、电磁场辐射感应和长线传输引起的波反射。多点接地引起的电位差干扰；设备中各种寄生振荡引起的干扰，以及热噪声、闪烁噪声、尖峰噪声等引起的干扰。甚至部件产生的噪音等。(2)干扰传播路径：干扰传播路径主要有三种：静电耦合、磁场耦合和共阻抗耦合。(3)。常见抗干扰措施：串行模式干扰的抑制输入低通滤波(滤除高频干扰)双积分模数转换(峰值串联模式干扰、工频干扰)隔离和预放大(电磁感应)阈值和频率特性等器件(使用高抗扰度逻辑器件并通过高阈值水平)双绞线(电磁感应)共模干扰的抑制变压器光电隔离屏蔽线漂浮在地面上。仪表放大器长线传输干扰的抑制端子电阻匹配：电阻=电阻注意平衡高低电平的抗干扰能力。初始电阻匹配：r=rp-r0。R0:门电路的输出是低启动的输出阻抗。双绞线：抗电磁干扰教科书(第75页)主题10。利用DAC0832和PC机/ISA总线工业控制器接口，设计了一个8通道模拟采集系统。请绘制接口电路原理图，并编写相应的8通道模拟数据采集程序。如果DAC0832的CS端口地址为BASE，则将7FH转换为模拟电压的接口程序为：MOV DX，基地MOV铝，7FH输出DX，铝浸水使柔软教科书(第75页)问题12。分别画出数模转换器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推导出输出电压与输入数字量的关系。解决方案：Vout1是单极性输出。如果D是输入数字量，Vref是参考电压，并且是一个N位数模转换器，则有：Vout2是一个双极性输出，可以通过以下公式得出：第三章作业补充质询1。试着描述一下步进电机的特性。答：1)步进电机参数：用频率、转矩、步距角、俯仰角、相电流等表示。2)步进电机输入脉冲并输出位移。错误不会累积。如果频率为学位。改变各相的导通顺序可以控制步进电机的方向。3)普通步进电机的精度为步进角度的35%。4)步进电机的转矩与其中的电流成正比，由于感应效应，转矩会随着转速的增加而减小。5)当步进电机以高于某一速度的速度运行时，如果电机的转矩小于负载转矩，将会引起失步或旋转，这不会烧坏电机，但会伴有汽笛声。补充2。尝试描述步进电机驱动器的类型和特征。答：步进电机驱动器类型：单电压驱动：简单又便宜。高低压驱动：简单实用，比单电压驱动性能有所提高，但高电压是固定的，不能考虑各种频率。恒流浪涌：采用高驱动电压控制相电流快速导通并保持恒定，在一定频率范围内转矩均匀，大大提高了工作频率，但也可能产生噪声，尤其是在一定频率范围内的振荡。d、调频调压：采用可调驱动电压，保证在一定频率范围内快速导通、相电流恒定、转矩均匀，大大提高了工作频率，不会产生噪声。E.细分电路驱动：细分电路或等分用于调整各相电流，将原步进细分为多步操作，减少脉冲等效，提高精度。第四章作业补充质询3。何时需要采用PID位置算法？何时需要采用PID增量算法？答：PID位置算法可以直接获得PID参数，便于调整。需要使用过去误差的所有累计值，计算工作量大；位置