微型计算机控制技术课后答案

习题一

1，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：CPU，接口电路及外部设备组成。

CPU，这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。

接口电路，微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。

外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备

2，微型计算机控制系统软件有什么作用？说出各部分软件的作用。

答：软件是指能够完成各种功能的计算机程序的总和。整个计算机系统的动作，都是在软件的指挥下协调进行的，因此说软件是微机系统的中枢神经。就功能来分，软件可分为系统软件、应用软件

1)系统软件：它是由计算机设计者提供的专门用来使用和管理计算机的程序。对用户来说，系统软件只是作为开发应用软件的工具，是不需要自己设计的。

2)应用软件:它是面向用户本身的程序，即指由用户根据要解决的实际问题而编写的各种程序。

3，常用工业控制机有几种？它们各有什么用途？

4，操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何？它们之间有何区别和联系？

答：(1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到了操作指导的作用。

(2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，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，然后通过输出通道控制执行机构，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中最普遍的一种应用形式。

(3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只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、最优控制以及自适应控制等SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。

5，说明嵌入式系统与一般微型计算机扩展系统的区别。

答：嵌入式计算机一般没有标准的硬件配置。嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器结构。软硬件协同设计采用统一的工具描述，可合理划分系统软硬件，分配系统功能，在性能、成本、功耗等方面进行权衡折衷，获取更优化的设计。嵌入式系统多为低功耗系统。简单地说，就是嵌入式系统和微型计算机的扩展标准不大一样。

6，PLC控制系统有什么特点？

答：（1）可靠性高。由于PLC大都采用单片微型计算机，因而集成度高，再加上相应的保护电路及自诊断功能，因而提高了系统的可靠性。

（2）编程容易。PLC的编程多采用继电器控制梯形图及命令语句，其数量比微型机指令要少得多，除中、高档PLC外，一般的小型PLC只有16条左右。由于梯形图形象而简单，因而编程容易掌握、使用方便，甚至不需要计算机专门知识，就可进行编程。

（3）组合灵活。由于PLC采用积木式结构，用户只需要简单地组合，便可灵活地改变控制系统的功能和规模，因此，可适用于任何控制系统。

（4）输入/输出功能模块齐全。PLC的最大优点之一，是针对不同的现场信号，均有相应的模块可与工业现场的器件直接连接，并通过总线与CPU主板连接。

（5）安装方便。与计算机系统相比，PLC的安装既不需要专门的机房，也不需要严格的屏蔽。使用时只需把检测器件与执行机构和PLC的I/O接口端子连接无误，便可正常工作。

（6）运行速度快。由于PLC的控制是由程序控制执行的，因而不论其可靠性还是运行速度，都是继电器逻辑控制无法相比的。

7，微型计算机控制系统与模拟控制系统相比有什么特点？

答：1)结构上。模拟和数字部件的混合系统。

2）含有模拟信号离散模拟、离散数字等多种信号。

3）需采用专门的理论来分析和设计。即模拟调节规律离散化设计法和直接设计法。

4）便于实现复杂的控制具有很大的灵活性和适应性。

5）可实现多回路分时控制。

6）控制的多功能性提高企业的自动化程度分级控制、集散控制、生产管理等。

8，什么是现场总线系统？它有什么特点？

答：现场总线控制系统FCS 的核心是现场总线

现场总线控制系统

①是一种数字通信协议，是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、全分散、双向传输、多分支结构的通信网络。

②是控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术三者的结合。

③具有现场通信网络、现场设备互连、互操作性、分散的功能模块、通信线供电、开放式互连网络等技术特点。

④保证控制系统可以适应目前工业界对数字通信和自动控制的需求，且使其与Internet网互连构成不同层次的复杂网络成为可能。代表了工业控制体系结构发展的一种方向。

9，未来控制系统发展趋势是什么？

答：1）大力推广应用成熟的先进技术

2）大力研究和发展智能控制系

3）嵌入式系统的应用将更加深入

10，为什么说嵌入式微控制器是智能化仪器和中、小型控制系统中应用最多的一种微型计算机？

答:嵌入式微控制器又称单片机。

1)为适应不同的应用需求，一个系列的单片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同的是存储器和外设的配置及封装。

2)和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积小，功耗和成本低、可靠性高。

3)微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。

11、什么叫嵌入式系统？嵌入式系统与一般的工业控制系统有什么区别？

答：嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

12、什么是物联网？为什么说“物联网给微型计算机控制技术”带来新的、更大的应用空间？

答：物联网=互联网+传感器

该系统通过射频自动识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器、环境传感器、图像感知器等信息设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。实际上它也是一种微型计算机控制系统，只不过更加庞大而已。