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《计算机控制技术》自学指导书 作业 1. 简答题 (1) 计算机与外设交换数据的种类及传送方式? (2) 什么叫输入/输出通道?它是由哪些部分组成的？ (3) 一个典型的顺序控制系统由哪几部分组成? (4) 试比较逐点比较法和数字积分法的优缺点？ (5) 什么叫积分饱和现象？应如何防止? (6) 模拟量输入/输出通道由那些单元组成? (7) 何谓采样？采样值为什么要进行数字化处理? (8) 计算机与外设交换数据的种类及传送方式? (9) 接口扩展包括哪些内容?各有什么优缺点？ (10) 计算机控制系统的分类有哪些? 2. 设计题 (1) 针对一个 8 位数据总线、16 位地址总线的 CPU，使用 8205 地址译码器扩 展 16 个 I/O 接口与 24K 存储器,图示并写地址范围。 O1 O7 (2) 有一个 8 位满量程 10V 的逐次逼近 A/D 转换器，若从输入端接入 3.2V 的 模拟电压，试用列表与图示的方法表示转换的过程。 3．分析题 a （1）炉温 DDC 系统的结构图如图 1 所示。温度信号经热电偶变成毫伏级的电 压信号后，经温度变送器放大并转换成电流信号，再经电阻网络转换成电压信 号送入 A/D 转换器；单片机构成的数字控制器的输出送 D/A 转换器转化成模 拟电压，经功率放大器放大后送到晶闸管调压器，触发晶闸管并改变其导通角 的大小，从而控制电阻炉的加温电压。结合该系统说明此计算机控制系统设计 的步骤。 给 X-Y ? 记录仪 电位差计 1 定 值 IN0  ADC 0809  电阻炉  2 热电偶  温度 变送器 电阻 IN1 网络  8035 单 片 机  晶闸管 晶闸管 调压器 功率 放大器 DAC 0832  图 1 炉温 DDC 系统结构 b （1）论述计算机控制系统中电磁干扰的种类以及抗干扰的措施。 （2）归纳总结计算机控制系统的设计步骤。 4．插补题 a （1）已知第一象限直线 OA，起点 O(0、0)，终点 A(5、8)。试用数字积分器插 补法实现这条直线并图示。（累加器位数 n=4） ∩ （2）设加工第一象限逆圆弧 AB ，已知起点 A （5、0），终点 B （0、5）。试用 逐点比较法圆弧插补计算并作出走步轨迹图。 b （1）设加工第一象限逆圆弧 AB ，已知起点 A （6、0），终点 B （0、6）。试用 逐点比较法圆弧插补计算并作出走步轨迹图。 （2）已知第一象限直线 OA，起点 O(0、0)，终点 A(6、7)。试用数字积分器插 补法实现这条直线并做出走步轨迹图（累加器位数 n=4）。 答案 （1）计算机与外设交换数据的种类:数字量、模拟量和开关量。传 送方式有三种：①程序查询方式；②中断控制方式；③直接存贮器存取(DMA) 方式。 （2）在微型计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道称为输入输出通道输入输出通道的组成 模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量通道和数字量输出通道组成。 （3）一个典型的顺序控制系统是由七部分组成：系统控制器、输入电路、输 入接口、输出电路、输出接口、检测机构和显示与报警电路 等。 （4）逐点比较法原理简单、编程容易，最大误差是一个脉冲当量，只要脉冲当量取得足够 小，就能满足加工精度的要求。特别适用插补平面直线和圆弧。数字积分法具有通 用性强、灵活性大的优点。易于实现多坐标空间直线或圆弧的插补计算。缺点是插补误差稍 大。 （5）对于变化缓慢的被控对象，在阶跃信号的作用下，偏差不会在几个采样周期内消除掉， 积分项的作用可能使输出值超过正常值的范围，该现象称为积分饱和可采用积分分离的方法进行防止：当阶跃信号加入，被调量开始跟踪时，先取消积分作用；当 被调量接近给定值时，再加入积分作用。 （6）模拟量输入通道一般由信号处理装置、多路转换器、采样保持、 和 A/D 转换器等组成。模拟量输出通道主要由 D/A 转换器和输出保持器组成。 （7）把时间连续的信号变成一连串不连续的脉冲时间序列的过程为采样过程。采样 信号是时间上离散而幅值上连续的信号，该信号不能直接进入微型计算机。必须经量化后成 为数字信号，才能为微型计算机接受 （8）计算机与外设交换数据的种类:数字量、模拟量和开关量。传 送方式有三种：①程序查询方式②中断控制方式③直接存贮器存取(DMA) 方式 （9）接口扩展包括硬件电路的扩展和软件程序的扩充。大量采用硬件电路，可以简 化程序设计，提高系统运行的速度，缺点是使成本增加，还因元件数的增加而降低了可靠性 程度。若用软件代替硬件电路，可以大大发挥软件程序的灵活性等特点，缺点是大 量使用软件会使系统速度下降。 （10）①数据采集系统