陌人不故
一填空题（每空2分，共30分）
1、按照系统功能划分，计算机控制系统可分为：（1）操作指导控制系统（2）直接数字控制系统（3）监督控制系统（4）集散控制系统（5）现场总线系统。
2、A/D转换的常用方法有：(1)计数器式A/D转换；(2) 逐次逼近型(3) 双积分式(4)V/F变换型A/D转换。
3、单片机检查判断A/D转换结束的方法有以下几种：（1）中断（2）查询方式 （3）软件延时方法。
4、常用的键位置判别方法有（1）扫描法和（2）线反转法两种。 5、根据位选线与段选线的接法，LED有两种显示方式：（1）静态和（2）动态方式。
6、实现直线插补和二次曲线插补的方法有多种，常见的有（1）数字脉冲插补法(又称MIT法 )（2）数字积分法(又称数字微分分析器，即DDA法)和（3）逐点比较 (又称富士通法或醉步法)等。
7、若一个有序表的数据项长度为n，如采用顺序查表法，平均查找次数约等于(1) n/2，而采用折半查找次数约为 (2)
次。
8、单片机应用系统的软件抗干扰技术有（1）软件滤波法（2）数据冗余技术（3）输入信号重复检测方法（4）输出端口数据刷新方法（5）指令冗余技术（6）程序拦截技术（7）软件“看门狗”技术（8）使用程序监视跟踪定时器（9）使用实时嵌入式操作系统RTOS几种。 9、PID控制器参数选择，是指选取合适的(1)KP(2) (3)
（4）采样周期T的值
10、典型的计算机控制系统有（1）基于PC总线的板卡与工控机组成的计算机控制系统（2）基于PLC的计算机控制系统（3）基于单片机的计算机控制系统（4）基于嵌入式系统的计算机控制系统等。
11、组态软件建立动画连接是指建立（1）变量和图形画面中的 （2）图形对象的连接关系。 12、PLC内部主要由（1）CPU模块（2）输入模块（3）输出模块（4）编程器组成。
13、工控软件类型有（1）操作系统（2）数据采集软件（3）组态软件（4）过程监督和控制软件和（5）单元监控软件。
14、嵌入式操作系统的品种较多，其中较为流行的主要有：（1）VxWorks、（2）Windows CE、（3）嵌入式Linux、（4）ucos—II等。 15、嵌入式处理器可以分成下面几类：（1）嵌入式微处理器（2）嵌入式微控制器（3）DSP （4）SOC。
二、简答题（每题4分，共40分） （1） 什么是集散控制系统DCS？
答：以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统
（2） 简述开关量(数字量)输入输出通道的功能及结构。
答：输入通道：接收外部的状态信号，这些信号是以逻辑“1”或逻辑“0”出现的，其信号的形式可以是电压、电流或开关的触点。将外部状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能接收的逻辑信号。
输出通道：专门控制输出数字量。
微型计算机 数据缓冲、地址译码、控制逻辑 输入缓冲器 输入调理 输出锁存器输出驱动工业现场设备
（3） 为什么要消除按键的机械抖动？消除按键的机械抖动的方法有哪几种？
答：保证在按键闭合稳定状态下读取键值。硬件消抖和软件消抖。 （4） 顺序控制系统有哪几种类型?
（5） 算术平均值滤波特点是什么？适合哪些控制系统？
答：特点寻找一个y，使该值与各采样值xi (i=1,2,3,?,N)间误差的平方各为最小。 （6） 数字控制器的设计有哪些方法？
（7） 在设计控制系统时如何选择控制算法？ (8) PLC的工作方式有哪些？各有什么作用？ 答：Run（运行）方式和STOP（停止）方式。 Run：通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。
Stop：CPU不执行用户程序，可用编程软件创建和编辑用户程序，设置可编程序控制器的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到可编程序控制器。 (9) 利用51单片机进行步进电机控制设计时主要任务有哪些？
答：主要任务是：1、判断旋转方向；2、按相序确定控制字；3、按顺序写入控制字；4、控制步数。
(10) 为什么在嵌入式控制系统通常采用实时操作系统？ 答：1、提高系统的可靠性。2、提高了开发效率。3、充分发挥了32位CPU的多任务潜力。
(11) 现场总线FCS控制系统有什么优点？
答：优点：一是系统内各设备的信号传输实现了全数字化，提高了信号传输的速度、精度和距离，使系统的可靠性提高；二是实现了控制功能的彻底分散，即把控制功能分散到各现场设备和仪表中，使现场设备和仪表成为具有综合功能的智能设备和仪表。 (12) LED的静态显示方式于动态显示方式有何区别？各有什么优缺点？
答：区别：I/O口线不一样，功耗不同，控制程序复杂性不同，显示高度不同。
静态显示方式具有显示 高度高，显示稳定，控制方便，但当显示的位数较多时，占用的I/O口线较多。
动态显示方式：需要的I/O口线少，功耗小，但控制程序较复杂，显示高度低。 (13) 数字程序控制有那几种方式?
答：逐点比较差补法和数字积分差补法 (14) 分块查找查找的基本原理是什么？
答:将一组关键字均匀地分成若干块，块间按大小排序，块内关键字不排序。 (15) 增量型PID控制算法相对位置型有哪些优点？
答：1、增量型式不需要累加误差ei ,u(k)的确定只与最近的几次误差采样值有关，计
算误差或计算精度对控制量的计算影响小。2、增量型算式算出的是控制量的增量。3、采用增量型算式，易于实现手动、自动的无扰切换。 (16) 计算机控制系统的调试过程有哪些？ (17) PLC的扫描工作方式有哪些步骤?
答：第一部分是上电处理；第二部分是自诊断处理；第三部分是通讯服务；第四部分
是程序扫描过程。
(18) 采用工业PC机的控制系统有什么优点？ (19) 嵌入式系统有哪些基本要素和特征？
答：基本要素：嵌入性、专用性与计算机系统。 特征：1、由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求 2、软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置 3、嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统 (20) 简述模拟量输入输出通道的功能及结构。 答：输入通道：主要功能是将随时间连续变化的模拟输入信号经检测、变换和预处理，最终变换为数字信号送入计算机。 输出通道：它将计算机输出的数字信号转换为连续的电压或电流信号，经功率放大后送到执行部件对生产过程或装置进行控制。 A/D 采传感器 传感器 模接器大放 生样拟口产保开电 过持关路器 程
三、综合应用题（每题15分，共30分）
1、设要加工一直线OP，其起点为坐标原点，终点为(8，10)。累加器相寄存器的位数为4位。试用数字积分法进行插补计算X轴数字积分器。请填写下表。（15分）
PC总线 累加 次数 0 1 2 3 4 5 6
x轴数字积分器 x函数值寄存器 8 8 8 8 8 8 8 x累加器 0 0+8=8 8+8=0 0+8=8 8+8=0 0+8=8 8+8=0 x 累加器溢出脉冲 0 0 1 0 1 0 1
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 0+8=8 8+8=0 0+8=8 8+8=0 0+8=8 8+8=0 0+8=8 8+8=0 0+8=8 8+8=0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
注：想知道怎样算的见书P68~P71
2、请写写出数字PID增量型控制算法算式并画出程序流程图。（15分） 解： 增量型算式：
数字PID增量型控制算法流程图
3、设给定的加工轨迹为第一象限的直线OP，起点为坐标原点，终点坐标点A(xe，ye)，其值为(6，4)，试进行插补计算，作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。（15分）
解：由题意知，Xe =6,Ye=4,F0=0,设定一个总计数器Nxy,则Nxy = 6+4=10。则插补计算过程如表1
表1：
走步轨迹图
注：计算方法P61~P63
4、如图所示，试用中断方式编写程序，对IN5通道上的数据进行采集，并将转换结果送入内部RAM20H单元。（15分）
8031ALEP0.7P0.0.地址锁存A2A1A0DCKQQADC0809CLKCBAD7IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7WRP2.7RDINT++.D0STARTALEOEEOC 图 ADC0809与8031的接线图
解 中断方式程序清单： 中断服务程序： ORG 0000H ORG MOV DPTR, #7FF5H LJMP MOVX @DPTR, A ORG SETB EA MOVX SETB EX1 MOV SETB IT1 RETI LOOP: SJMP LOOP END
0013H
1000H 1000H A, @DPTR 20H, A
