第二章 输入输出接口技术和输入输出通道
1.
何谓I/O接口在计算机控制系统中为什么要有I/O接口电路
答：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。
2.
一个微处理机（CPU）采用程序控制查询方式时，管理50个键盘显示中断，要求将各
终端打入的任一字符在显示器上立即显示出来。已知CPU查询每个终端并完成每一字符的接收和处理时间需200μs，若程序员以每秒打10个字符的速度同时连续打入字符，问CPU是否能按要求，可靠的管理全部50个终端又问CPU最多能管理多少个这种终端 答：1000ms/(200us*10)=500, 能可靠的管理全部50个终端
3.
在本章第二节，查询式I/O方式应用举例中，假设X、Y、Z三轴服务子程序的执行时
间分别为100μs、150μs、120μs，主程序执行时间（执行查询指令等）为80μs，试估算不造成控制失误三轴所能达到的最高速度是多少（速度以脉冲/s计算） 答：2702
4.
某微机实时控制系统有1#、2#、3#三个外围设备。由一个CPU进行管理，已知各外围设备的最短响应时间和服务时间分别是：
C1=5ms S1=300μs C2=8ms S2= C3=1ms S3=400μs
问若采用查询方式是否能可靠管理这三个外围设备为什么若不行的话，试提出改进方答：不行。可采用中断嵌套的方式解决。
6. 计算机与外围设备交换信息有哪几种控制方式它们各有什么优缺点》
答：见教材
7. 某8086 最大模式系统中，需扩展8255A 、8253和DAC0832芯片各一片。采用74LS138 译码器，若已指定给各芯片的地址范围是： 8255A E0H、E2H、E4H、E6H、 8253 E1H 、E3H、E5H、E7H、 DAC0832 F0H
试设计接口扩展的译码电路（除74LS138 外, 可增加必要的其他逻辑电路芯片。
A1 A2 /Y0 A7 A6 A5 1 1 A0 A1 8255 /CS A0 A1 8253 /CS A0 A1 DAC0832 /CS A0 A1 G /G2A /G2B G /G2A /G2B /Y1/Y0 /Y/Y4 0 A1 A2 A0 A1 8255A /CS A0 A1 8255A /CS A0 A1 8255A /CS A0 A1 8255A /CS 74LS138 A4 A3 A0 C B A A1 A2 A1 ≥1 A2 A7 A6 A5 A4 A3 A2 /Y4 /Y5 /Y6 /Y7 A0 A1 74LS138 C B A A0 A1 A0 A1 8某8088最大模式系统中，需扩展8255A 四片，指定各芯片的地址范围分别是90~93H、94~97H、98~9BH、9C~9FH, 采用74LS译码器，试设计接口地址译码电路。 解：
9．模拟输入通道中为什么要加采样保持器采样保持器的组成及要求是什么
答：为了保证A/D 转换精度，就要在A/D 转换之前加上采样保持电路，使得在A/D 转换期间保持输入模拟信号不变。
10要求：
（1）将下图中CPU 换为89C51单片机，不改变地址线的连接方式，画出电路图； （2）确定8 个通道的端口地址；
（3）编写程序，对第8 通道的模拟量进行转换，把转换结果存在30H 存储器中。
D0 D7G1 EOC VCC 八路VREF(+)模拟D0 D0 D7G1 EOC VCC 八路VREF(+)模拟 D0 /RD D7
/RD /GD7 11.有4位AD转换器，满刻度为5V，现在输入模拟电压，请说明逐次逼近转换原理。并分析采用逐次逼近法逼近的转换过程。
解： 先通过置数逻辑电路将SAR中最高位置1，其余全0，井DA转换成模拟电压U0与输入模拟电压Ui在电压比较器下进行比较，若Ui≥U0,则保留最高位1，否则清除最高位为0；其次置次高位为1，延续上述过程，直至确定最低位的状态。 量化单位为q=5v/24= 本题目中图表转换如下：
步骤 SAR 8 4 1 2 1 0 1 1 2 1 0 0 0 0 U0 Ui,U0大该位去小 留 保留 保留 3 4 结果 图略。
1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 去 保留 偏差 12、什么叫做I/O 接口的独立编址方式
答：将存储器的地址空间和I/O 接口地址空间分开设置，互不影响。 13、在进行数据采集时为什么要满足采样定理
答：满足采样定理，就可以通过理想的低通滤波器，由采样信号 完全恢复出原始信号
第三章 数字控制器的模拟化设计
1. 数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点
答：（1）数字调节器能实现复杂控制规律的控制（2）计算机具有分时控制能力，可实现多回路控制（3）数字调节器具有灵活性，使用简单方便，可改善调节品质，提高产品的产量和质量。（4）除实现PID数字控制外，还能实现监控、数据采集、数字显示等其他功能。
2. 为什么说增量型PID控制器调节比位置型PID调节效果更 好 二者的区别是什么
答：(1)计算机只输出控制增量，即执行机构位置的变化部分，因而误动作影响小；(2)在i时刻的输出ui，只需用到此时刻的偏差，以及前一时刻，前两时刻的偏差ei-1，ei-2
和前一次的输出值ui-1，这大大节约了内存和计算时间；(3)在进行手动-自动切换时，控制量冲击小，能够较平滑地过渡。
3. 按一定性能指标要求对某控制系统综合校正后求得其应加的串联-校正装置为 解： (s2?as)U(s)?E(s)
即s2U(s)?4sU(s)?8E(s)s2U(s)?asU(s)?E(s) 化成微分方程
d2u(t)dt2?adu(t)dt?e(t) d2u(t)u(k)?2u(k?1)?u(k?dt2?2)T2；
du(t)u(k)?u(k?1)dt?T ?u(k)?2u(k?1)?u(k?2)T2?au(k)?u(k?1)T?e(k) 2?aT1T2u(k)?1?aTu(k?1)?1?aTu(k?2)?1?aTe(k)
4．已知某连续控制器的传递函数为
D(S)?1?T1s1?T
2s试用差分变换法（后向差分），求该装置的递推输出序列。（设输入为e(t)，输出为u(t)）解：由D(S)?U(s)1?TE(s)?1s1?T 2s得(1?T2s)U(s)?(1?T1s)E(s)
U(s)?T2sU(s)?E(s)?T1sE(s)
u(t)?Tdu(t)de(t2dt?e(t)?T)1dt 当t?kT
u(kT)?Tdu(t)(t)2dtt?kT?e(kT)?Tde1dtt?kT
近似为：
u(k)?Tu(k)?u(k?1)e(k)?e(k2T?e(k)?T?1)1T u(k)?T2T?Tu(k?1)?T?T1e(k)?T1?Te(k?1)
2T?T2T25. 已知某连续控制器的传递函数为
D(s)??2ns2?2?2
n?s??n试用双线性变换法求出相应的数字控制的脉冲传递函数 ，其中 。T?1s
微型计算机控制技术答案(赖寿宏)
