第一章1.微型计算机控制系统与连续控制系统的主要异同点是什么？答：将续控制系统屮的控制器用微型计算机来代替，就可以构成微型计算机系统。
控制系统屮引入微型计算机示，控制规律便可由程序实现，微型计算机执行相应的程序，实现对被控参数的控制。
在连续控制系统屮，系统的控制规律是由硬件电路实现的，改变控制规律就要改变硬件；而在微型计算机控制系统屮，控制规律是通过程序实现，改变控制规律只需改变程序。
在微型计算机控制系统屮，微型计算机的输入和输出部是数字信号，而变换发送单元送出的信号，以及大多数执行机构所能接收的信号，都是模拟信号。
因此，系统中需要有A/D 转换器和D/ A 转换器。
连续控制系统不断地测量，经过反馈及补偿后，对生产过程产生连续不断的控制。
微型计算机控制系统是采样控制系统。
微型计算机每隔一个采样周期T会对被控参数进行一次测量，根据一定控制规律算出控制量示，去控制生产过程。
在两次采样时刻之间，微型计算机对被控参数不进行测甌其输出控制量|j然也保持不变。
当用一台微型计算机控制多个参数时，微型计算机按巡冋测量控制方式丁作。
2•从微型计算机参与控制的方式上，微型计算机控制系统可分为哪几类？各有什么特点?答:可分为数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、监督算机控制系统（SCO、分散型控制系统（DCS）。
数据采集系统（DAS）:数据采集系统屮微型计算机通过模拟量、开关量输入通道进行数据采集，将采集到的数据进行分析处理，以实现生产过程中的集中监视及实现生产过程的操作指导。
该系统屮的微型计算机不肓接参与生产过程控制，不会对生产过稈产生肓接影响。
肓接数字控制系统（DDC）:微型计算机通过模拟量输入通道、数字量输入通道进行数据采集，然示按照一定的控制规律进行实时决策,最示通过模拟量输出通道、数字量输岀通道输出控制信号，实现对生产过程的肓接控制。
由于该系统中夺得微型计算机真接参与生产过程的控制，故要求微型计算机系统实时性好、可靠性高和环境适应性好。
监督计算机控制系统（SCO : SCC系统是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级微型计算机完成生产过程的育接数字控制；SSC级微型计算机则根据生产过程的工作状况和已定的数学模型，进行最优化分析计算，产生最优给定值，交由DDC级微型计算机执行。
分散型控制系统（DCS） : DCS系统利用多台微型计算机，采用分散控制、集屮操作、分级管理、分而|j治和综合协调的设计原则，把系统从上而下分为过程控制级、控制管理级、生产管理级等若干级，形成分布式控制。
3.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：微型计算机系统有硬件和软件纟R成。
其屮微型计算机控制系统硬件主要由主机（控制器）、过程输入输岀通道（设备）、操作设备、常规外部设备、通信设备、系统支持功能等纟R成。
纟R成如图所示：图1.1微机控制系统换件组成柜图1.主机由微处理器、内存贮器（RAM和ROM）和系统总线构成的主机是控制系统的核心。
2.过稈输入输出通道过程输入输出通道，是在微型计算机和生产过稈Z间起信息传递和变换作用的装置，它包括：模拟量输入通道（简称AT通道）、数字量输入通道（简称DI通道）、模拟量输出通道（简称A0通道）和开关量输出通道（简称DO通道）。
3.操作设备系统的操作设备是微型计算机控制系统屮人机交互的关键设备。
操作设备一般由LCD显示器（或其它显示器）、键盘、开关和指示灯等构成。
4.常规外部设备常规外部设备指键盘、终端、打印机、绘图机、U盘等一类微机输入输出设备。
5.通信设备通信设备用于完成微型计算机控制系统的信息交换。
6.系统支持功能系统支持功能主要包含以下几部分。
（1）监控定时器（2）电源掉电检测（3）保护重要数据的麻备存贮体（4）实时LI历钟（5）总线匹配（或端接）软件包含系统软件和应用软件两个部分。
软件的优劣关系到硬件功能的发挥和对生产过稈的控制品质和管理水平。
4・工业控制微型计算机与主要用于科学计算方面的微型计算机有何异同点?答：工业控制微型计算机与主要用于科学计算方而的信息处理机是两类不同用途的计算机。
二者部是以微型计算机为核心所构成的装置。
与信息处理计算机相比，一匸控机具有可靠性高、环境适应性强、可维护性好、硬件配置上的可装配性和可扩充性好、丰富的过程输入 /输岀能力、应用软件丰富等特点。
5.何谓微型计算机系统的实时性？如何保证微型计算机系统的实时性?答：所谓“实时”，是指信号的输入、计算和输出都是在一定时间范围内完成的，即计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内作出反应并进行控制，超出了这个时间就会失去控制时札控制也就失去了意义。
实时性指标涉及一系列时间延迟，如仪表延迟、输入延迟、运算处理延迟、输出延迟等。
另外，中断是微型计算机控制系统实现实时控制的一个十分重要的功能。
6.简述DDC和SCC系统的工作原理。
答：育接数字控制系统（DDC系统）：DDC（Direct Digital Contro 1）系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡冋检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然麻通过输岀通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。
DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程屮最普遍的一种应用形式。
其原理框图如下图所示。
计算机监督控制系统（SCC系统）：SCO （Supervisory Computer Contro 1）系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统屮计算机貝是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及白适应控制等。
英原理框图如下图所不。
7.进一步查阅资料，了解计算机控制系统的发展趋势。
答：大规模及超大规模集成电路的发展，提高了计算机的可靠性和性能价格比，从而使计算机控制系统的应用也越来越广泛。
为更好地适应生产力的发展，扩大生产规模，以满足对计算机控制系统提岀的越来越高的要求，目前计算机控制系统的发展趋势有以下几个方面：a.普及应用可编程序控制器 b.采用集散控制系统 c.研究和发展智能控制系统第二章1.在模拟量输入输出通道中，采样保持器起何作用？是否在所有的模拟量输入输出通道中都需要采样保持器？为什么？答：采样保持器的作用：A/D转换器完成一次A/D转换总需要一定的时间。
在进行A/D 转换时间内，希望输入信号不再变化，以免造成转换误差。
这样，就需要在A/D转换器Z前加入采样保持器。
不是在所有的模拟量输入输出通道屮都需要采样保持器。
当被测信号变化缓慢时，若A/D转换器转换时间足够短，则可以不加采样保持器。
2.A/D转换器的转换速度主要根据系统模拟量输入点数和输入模拟量的最高频率来选择。
现假设模拟量输入点数为8,最高信号频率分别为2kHz和10kHz,则A/D转换器的转换速度各为多少?答：当最高信号频率为2KHz时A/D转换器的转换速度至少为:当最高信号频率为lOKHz时A/D转换器的转换速度至少3.A/D转换器的分辨率和线性误差两技术指标含义上有何不同？答：分辨率是衡量A/D转换器分辨输入模拟量最小变化稈度的技术指标。
遍，采线性误差是指A/D 转换器的理想转换特性应该是线性的，但实际转换特性并非如此。
在满量稈输入范围内，偏移理想转换特性的最人误差沱义为线性误差。
4・设计一块PC 总线或其他总线的32路单输入12位A/D 转换模板。
A/D 转换器选AD574A, 所需的多路开关、运算放大器、采样保持器和其他器件自选，要考虑总线驱动。
转换结束 后用中断方式通知主机，系统分配给该模板的地址为2C8H 〜2CFH （或另行分配）。
1）设计该模板的硬件原理图。
2）设计数据采集程序，系统每隔一个采样周期T=2s,对32路输入巡回采样集到得数据送以BUFE 为首地址的内存缓冲区中。
3）计算出该模块的最高数据采集频率（各器件的有关参数可通过查阅手册得到）解：1）硬件原理图如下图所示:AD574 PROC NEARMOV CX, 32MOV BL, 00000000BLEA ST,BUF NEXTCII:MOV DX,212IIMOV AL, BLOUT DX, ALNOPNOPOR AL,O1OOOOOOBOUT DX, ALNOPAND AL, 1O111111BOUT DX, ALMOV DX,210II POLING:IN AL, DXTEST AL, 80HJNZ POLINGMOV AL, BLOR AL, OOO1OOOOBMOV DX,212HOUT DX, ALOR AL, O1OOOOOOHOUT DX, ALMOV DX,210IIIN AL, DXAND AL, OFHMOV AH, ALINC DXIN AL, DXMOV [SI], AXINC STINC SIINC BLLOOP NEXTCHMOV AL, OO111OOOBMOV DX,212HOUT DX, ALRETAD574 END3）AD574 速度：25u s; AD625 速度：40ns LF398 速度：10ns CD4051 速度：500 ns故该模块的最高数据采集频率为40K.5.设ADC0809与CPU的连接如图2-45所示。
要求用查询方式采样来自巩通道的输入信号, 采样100点，采样数据存入ADBUF缓冲区，试编程实现。
解：编程：OUT 84H, ALMOV Rl, #6411LOOP: DEC R1WAIT: IN AL, 70HTEST AL,01HJZ WATTIN R0, 6011DEC R0CJNE R1,#OOH, LOOP6•试设计一个数据采集电路，要求该电路能对8路模拟信号进行连续巡回检测，电压转换范围0〜10V,相对精度0. 05%,采样间隔为Is,按此要求画出巡回检测系统的电路原理图,并回答以下问题:1）在该电路屮A/D转换器至少应采用多少位的？2）该电路的A/D转换器转换完成，采用何种方式了解?3）编写启动A/D转换器及读取转换结果的程序段。
4）呦出实现8路巡冋采样的程序流程图。
解：电路图如下：1）7位2）STS, A/D转换器转换结束标志3）启动：OR AL, 01000000BOUT DX, ALNOP读转换结果：MOV DX,210HPOLING:IN AL, DXTEST AL, BOHJNZ POLINGMOV AL, BLOR AL, 00010000BMOV DX, 212HOUT DX, ALOR AL,O1OOOOOOHOUT DX, ALMOV DX,210IIIN AL, DXAND AL, OFHMOV AH, ALINC DXIN AL, DXMOV [SI], AX7.某热处理炉温度变化范围为0〜1350°C,经温度变送器变换为1〜5V电压送至ADC0809. 当T=kT时，ADC0809的转换结果为6AH,问此时的炉内温度为多少度？解：炉内温度8.编制一个能完成屮值加均值滤波的了稈序，设沪& 8个采样值排序后，取中问的四个采样值平均。