微型计算机控制技术考试总结

第一章一、计算机控制系统概念：计算机本体（软件部分、硬件部分和网络结构）和受控对象两大部分以一定的控制目的组成的。二、计算机控制系统组成：软件部分（系统软件、应用软件）、硬件部分和网络结构三、闭环负反馈系统：如上图1-1，该系统通过测量传感器对被控对象的被控参数（如温度、压力、流量速度等物理量）进行测量，再由变送单元将这些量变换成一定形式的电信号，反馈给控制器、控制器将反馈信号对应的工程量与系统给定的设定值工程量比较，如有误差，控制器自然产生控制信号来驱动执行机构进行工作，使被控参数的值与给定的值保持一致。开环控制系统：它与闭环控制系统的区别在于他不需要控制对象的反馈信号。他的控制是直接根据给定信号去控制被控对象工作的。这种系统本质上不会自动消除有被控参数偏差给定值带来的误差，控制系统中产生的误差全部反映在被控参数上。他与闭环控制系统相比，控制结构简单，但性能差，常用在一些特殊场合。四、控制过程：1.实时数据采集2.实时计算3.实时控制4.信息管理网络五、计算机控制系统分类：1.数据采集系统（DAS）：作用：1.集中监视2.指导生产3.存储分析数据4.抽象工业对象模型2.直接数字控制系统（DDC）：作用：1.取代模拟调节器2.通过软件实现各种算法3.监督控制系统（SCC）：4.分布式控制系统（DCS）：六、基于PC总线的工业控制机：基于PC总线（PCI和PC104）的工业控制机IPC是继STD总线后被广泛在工业控制系统中使用的微型计算机控制系统。特点：1.可靠性高2.实时响应处理能力强3.接口丰富4.模块化结构七、计算机总线：是计算机模块间传递信息的通道，任何计算机系统的研制开发都要遵循总线规范。总线：片总线：单片机系统：ABus（adressbus）DBus（databus）CBus（controlbus）内总线：系统总线或板级总线：STDPCIISAPC104USB外总线：通信总线RS232RS485IEEE488系统总线的指标：1.总线宽度：数据总线数量2.标准传输率（MB/s）3.信号线数量ABus+DBus+CBus4.负载能力八、工控机常用总线：1.STD56信号线2MB/s2.ISA总线：16MB/s3.PCI总线133MB/s4.PC104总线104跟信号线16位处理器（8MB/s）5.USBUSB1.15MB/sUSB2.048MB/s第二章基本输入输出接口一、I/O接口：是CPU与外设间的信息交换的桥梁1..I/O接口作用：1.实现和不同外设速度匹配2.改变数据传送方式3.改变信号的性质和电平1）.单独编址：外设端口和存储器单元分别编址相互独立2）.统一编址：外设端口会占用部分存储器空间二、I/O口扩展1.P0地址总线低8位P2地址总线高8位P3第三功能2.扩展P0口：分时使用地址信息和数据信息，输出口应当具有锁存的功能，输入口应具有缓冲的功能。3.数据的输入和输出由单片机RD和WR控制三、P0口的扩展1.锁存器74LS377并行输出口端口地址P2.7——P2.0P0.7——P0.00XX…………..XXXXX8000H2.用三态门扩展8位并行输入口端口地址P2.7P2.6——P2.0P0.7——P0.0X0…..…………..XXXXX0BFFFH3）用74LS373扩展8位单行输入口端口地址P2.7P2.6P2.5….P2.0P0.7——P0.0XX0…………….XXXXX0DFFFH中断服务主程序：MOVDPTR#0DFFFHMOVA@DPTR8031与8155的接口CE接P2.1低电平选通P2.0高电平选择I/O口（0是选择为存储器）端口地址P2.7….P2.1P2.0P0.7——P0.00XX….01…..XXXA3A2A1选择A口为：0FDF9H选择B口为：0FDFAH选择C口为：0FDFBH定时低8位：0FDFCH定时高8位0FDFDH存储器：0FC00H——0FCFFH第二节人机交互设备与计算机接口1.独立式键盘：各个按键相互独立，每个按键各接一根I/O线*****工作方式：1.查询方式2.中断方式特点：1.电路搭建灵活，程序设计简单2.适用按键少或操作速度快的场合2.矩阵式键盘*****特点：适用于按键数比较多的场合编码键盘：采用硬件方法来得到按键编码常用的芯片:8279（并口）7279（串口）非编码键盘：单片机采用软件方法获得按键编码常用：81338255消抖：前沿抖动10ms窜键：把后释放的键作为有效按键1)非编码键盘工作原理和接口技术行线和输出口相连，列线与输入口相连列线电平状态取决于所按下按键行线电平状态基本原则：让所有行线输出低电平，判断行线电平有无变化，如果有变化则说明有键按下，否则无。具体按键识别：扫描法：逐行置底电平，其余各行置高电平，检查各列电平变化，如某列电平由高变低，则确定此列此行交叉点有按键按下2）.非编码键盘按键编码端口地址P2.7——P2.0P0.7——P0.01XX……….XXXA3A2A18000H命令状态口判断有键按下：CPU只要把全“1”送到8155的C口就可以在所有行线L5-L0上得TTL低电平，然后读取B口的列值就可以判断是否有按键按下。若无键按下，其值必为1FH；若有键按下，则列值必不为1FH。求键值：求键值必须先求关键字，求关键字必须知道行值和列值。1．求行序号：行序号和行值的关系可由键盘的分布看出，即CPU把被按键的行值右移到全“0”时得到的移位次数减1必为行序号。如，若被按按键的行值为02H，右移两次全0，故行序号为01H。2．关键字：把行序号移到高4位并和列值的低4位相加便可得到相应的关键字。3．求键值：被按按键的关键字在键值表中的序号定义为该按键的键值。因此，被按按键的键值必定为查表的次数减1.。4．被按按键的类型判别：在键值表中，数字键的键值必小于10H，功能键的键值大于获等于10H。第三节显示接口技术显示方式：1.静态显示：公共端接地或高电平，输入端接锁存器特点：1.显示亮度高2.接口编程容易3.占用口线资源多设8031内部RAM的20H和21H单元中有四位十六进制数（20H中为高两位），编出能在图7-31电路自左向右显示出来的程序。ORG1000HSDISPLAY:MOVA,20H;20H中送数ANLA,#0F0H;截取高四位MOVP1,A;送1#MC14495MOVA,20H;20H中数送ASWAPA;低4位送高4位ANLA,#0F0H;去掉低4位INCA,；A1A0指向2#MC14495MOVP1,A;送2#MC14495MOVA,21H;21H中数送AANLA,#0F0H;截取高4位ADDA,#02H;A1A0指向3#MC14495MOVP1,A;送3#MC14495MOVA,21H;21H中数送ASWAPA;低4位送高4位ANLA,#0F0H;去掉低4位ADDA,#03;A1A0指向4#MC14495MOVP1,A;送4#MC14495RETEND2.动态显示:优点：占用资源少（每位等待时间1ms）牺牲CPU时间缺点：亮度低第四节功率器件接口一、TTL、CMOS电路*（范围没有）TTL：由晶体管构成的逻辑电路特点：开关速度快，抗干扰能力，带负载能力CMOS：是MOS电路基础发展的一种互补对称场效应管集成电路，功率低，集成度高，工作电源范围宽TTL（输入）：“0”：0-0.4V“1”：2.4-5V（输出）：“0”：0-0.8“1”：2-5VCOMS（输入）：5V：（输入）：“0”：0-1.5V“1”：3.5-5V10V:（输入）“0”：0-3V“1”：7-10V（输出）“0”：0-0.05V“1”9.95-10VOC门：集电极开路输出的TTL电路二、发光二极管及光耦的驱动(可能出计算题)1.单片机对LED的驱动:If=5-15mAUs=0.2-0.4V确定RRUUUIsFccF（FU为电阻压降，Us为TTL电路压降）2.光电耦合器If一般取10-15mAUf=1.2-1.5V（电阻压降）Ucc:TTL电路压降FccFccIUUVR)(三、继电器的接口电路1.电磁式接口电路2.固态继电器（SSR）内部主要靠晶体管或可控硅驱动，无触点带负载：DC-SSRAC-SSR3.开关量输入四、直流电动机PWM的调速*（范围没有）1).直流电动机内部结构调整：1.延时法2.计数法第三章过程通道和数据采集系统（ADDA采样保持用途A/DD/A原理AD转换的几种方式ADC0809延时中断）一、过程通道组成和功能过程通道包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道要对工业现场实现某种自动控制，就必须对它的运行状态进行检测。模拟量输入通道和数字量（或称开关量）输入通道就是为此目的而设置的两种检测通道。过程通道是计算机与工业生产过程（控制对象）相互交换信息的桥梁二、信号的采样、量化和编码1．信号的采样香农采样定理：只要按照采样频率f2fmax进行采样，那么取出来的样品系类就足以代表f(t)。但在实际使用中，采样频率fs和连续信号最高频率之间的关系须满足fs(5~10)fmax。T采样周期采样宽度2．整量化：采样信号经整量化后成为数字信号的过程称为整量化过程。（小数归整的过程）3.编码：（常用双极性代码关系（针对双极性信号））1.符号-数值码2.偏移二进制码3.补码表示法第二节模拟量输入通道（AI）理想的多路开关：1.其开路电阻无穷大，而接通的导通电阻应为零2.切换速度快，噪声小，寿命长，工作可靠变送器：电压：0-10V4-20mA模拟量输入通道一般由信号处理、多路转换器、放大器、采样-保持器和A/D转换器组成多路转换口：机械触点式、电子式开关为了提高抗共模干扰能力，可用差动方式可编程序放大器：1.采用增益可调的仪表放大器2.放大器并联反馈电阻（可能出计算题）采样保持器：1.零阶保持器（恒值外推）电压跟随器起阻抗匹配的作用，减小输入阻抗2.一阶保持器（线性外推）：利用采样值f(nT)与f[(n-1)T]按线性外推规律保持脉冲序列f(t)的保持器工业现场开关量：开关或数字信号模拟量：流量、液位、温度、速度第三节A/D和D/A转换一、D/A转换原理和分类（可能出计算题，二进制转为电压）将输入的数字量转化为模拟量的部件DAC0832（8）AD7520（10）DAC1208（12）A/D转换原理（分类：逐次逼近式，双斜率积分式、并列式）1、逐次逼近式优点：精度高转换速度快缺点：抗干扰能力不强，会有较大的线性误差2、双斜率积分式：精度高，转换速度快3、并行式：转换速度最快AD与DA转换器的主要技术指标一、AD指标1.分辨率：能分辨的最小模拟量2.量程能测量的范围3.精度4.转换时间5.输出逻辑电平6.工作温度范围7.对基准电源的要求二、DA指标1.分辨率2.稳定时间3.输出电平4.输入编码第四节ADC接口技术一、8位ADC接口ADC转换方法：中断法、查询法、等待法（定时器延时一段时间然后再读数据）ADDA,ADDB,ADDC是三个采样地址输入端，选择输入通道ALE地址锁存选通信号ADC0809输出端有三态锁存器，可以直接接单片机转换开始后，EOC为低电平，结束后为高电平OE三态门控制端（1：允许0：不允许）P2.7P2.6P2.5P2.4….P0.7P0.6P0.5….P0.01000xxxxx8000HORG0100HMOVR7,#0FFHMOVA,#00DL:DJNER7,DLMOVDPTR,#8000HMOVA,@DPTRMOV@DPTR,AEND2.中断式EOC连接中断IN0：:7FF8HIN1:7FF9HIN7:7FFFHORG0000HORG0100HSJMPMainSS:MOVXA,@DPTRORG0013HMOV@R1,ASJMPSSINCR1,#31HMain:INCDPTR,#7FFSETBEAMOV@DPTR,ASETBEX1DJNZR4,loopSETBIT1CLREX1MOVR4,#8loop:RET1;中断MOVR1,#30HEND;回归MOVDPTR,#7FF8HMOVX@DPT