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東 北 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院
   機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試 卷（作業(yè)考核 線下）  A  卷（共  5    頁）         
總分        題號(hào)        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
判斷題（正確的在括號(hào)中畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”）（每小題1分,共15分）
1．與工控機(jī)不同的是，商用計(jì)算機(jī)不支持遠(yuǎn)距離的信號(hào)采集或與現(xiàn)場(chǎng)的通信與控制。
2．計(jì)算機(jī)處理后的輸出信號(hào)是以數(shù)字量形式輸出，還必須轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的控制量，才能實(shí)現(xiàn)控制功能。
3．串行接口總線一般為單向傳送總線，信號(hào)從處理器（CPU）發(fā)出，送往總線上所連各部件。
4．可編程序控制器PLC雖然也是計(jì)算機(jī)，但不適合運(yùn)算量很大的數(shù)據(jù)處理操作。
5．PLC在程序執(zhí)行過程中，如遇到某種干擾使掃描失控或進(jìn)入死循環(huán)，須及時(shí)復(fù)位或重新上電才能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。
6．三菱PLC程序的運(yùn)行是按梯形圖語言的行依次從左至右，從上到下順序執(zhí)行。
7．由于單片機(jī)8031內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器，即便采用備用電池也不能不經(jīng)擴(kuò)展就獨(dú)立作為控制器使用。
8．MOV  R3,R1
9．MCS-51系列單片機(jī)的每個(gè)機(jī)器周期含12個(gè)時(shí)鐘周期。
10．傳感器輸出信號(hào)形式均為模擬信號(hào)，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
11．只有當(dāng)傳感器的輸入量為常量時(shí)，其輸入與輸出之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。
12．要改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，可以將電動(dòng)機(jī)的電源反接。
13．只要改變交流電機(jī)的供電頻率，即可改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
14．一般說來，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)越多，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)就越靈活。
15．滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)效率高、平穩(wěn)、精度高和便于消除傳動(dòng)間隙，但是它不能自鎖，因此不能用于升降傳動(dòng)。
二、選擇題（每小題2分，共20分）
1．機(jī)電一體化通常由五大要素構(gòu)成，即        、傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、執(zhí)行元件和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
① 機(jī)器人；② 電動(dòng)機(jī)；③ 動(dòng)力源；④ 接口單元
2．工業(yè)控制機(jī)與通用計(jì)算機(jī)的重要區(qū)別之一是：工控機(jī)采用          底板結(jié)構(gòu)。
① 大母板；② 帶固定壓條；③ 減振；④ 無源多槽
3．PLC的擴(kuò)展模塊與擴(kuò)展單元不同之處是：         由基本單元提供。
① 通訊線；② 電源；③ 控制指令；④ 公共端
4．PLC的開關(guān)量輸入通道加入了         ，可以有效的防止了干擾信號(hào)的進(jìn)入。
① R-C濾波器；② 光電耦合器；③ 電磁屏蔽；④ 冗余系統(tǒng)
5．三菱電機(jī)FX2N系列PLC每個(gè)點(diǎn)允許通過的最大電流為      （250VAC/DC24V）。
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
6．MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有（           ）字節(jié)RAM存儲(chǔ)器。
① 128B ；② 256B；③ 4KB；④ 8KB
7．指令SUBB  A，#4CH的源操作數(shù)的尋址方式是           。
① 直接尋址；② 立即尋址；③ 寄存器尋址；④ 寄存器間接尋址
8．傳感器的靈敏度是指?jìng)鞲衅鞯妮斎肱c輸出之間          的比值。
① 量；② 變化量；③ 靜態(tài)；④ 動(dòng)態(tài)
9．隨著控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖頻率的增加，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的        增加。
①轉(zhuǎn)向； ②轉(zhuǎn)速；③步距角； ④角位移
10．直流電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速方式有三種，即            。
① 調(diào)壓、調(diào)頻和調(diào)電阻；  ② 調(diào)壓、調(diào)頻和調(diào)磁通 ；
③ 調(diào)頻、調(diào)電阻和調(diào)磁通；④ 調(diào)壓、調(diào)電阻和調(diào)磁通

三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共30分）
1．何謂計(jì)算機(jī)的總線？





2．PLC有哪三種輸出方式，在應(yīng)用中如何選擇？








3．什么是尋址方式？MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)有幾種尋址方式？請(qǐng)說明。











4．試說明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理。








5．齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法有哪些？






6．在微機(jī)控制系統(tǒng)中，為什么要消除鍵盤的機(jī)械抖動(dòng)？有哪些方法？






四、程序分析題（每個(gè)空2分，共16分）
1．執(zhí)行如下程序，并畫出Y000的輸出波形。
   
     

2．執(zhí)行如下程序，并畫出T1和Y000的輸出波形。

3．設(shè)（20H）=60H，（60H）=20H，P1為輸入口，當(dāng)前輸入狀態(tài)為B7H，執(zhí)行程序段：
PROG:                MOV        R0，#20H
                                MOV        A，@R0
                                MOV        R1，A
MOV        B，@R1
MOV        @R0，P1
                                SJMP   $
結(jié)果為：（20H）=     ，B=     ，R1 =      
   

4．執(zhí)行程序段：       
PROG2:  CLR                C
                                MOV        A，#15H
                                ORL        A，#78H
                                ADD        A，#22H
                                MOV        B，A
                                RLC                A
        SJMP   $
結(jié)果為：A=         ，B=        

五、計(jì)算題（5分）
1．某四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子有60個(gè)齒，若采用四項(xiàng)八拍的通電控制方式，試計(jì)算其步距角。若要求輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到100rpm，需要輸出控制脈沖頻率為多少？








六、編程題（7分，7分。共14分）
1．1．用MCS-51匯編語言編寫程序段：將外部RAM中從0800H單元開始的16個(gè)無符號(hào)數(shù)相加，其和大于等于FFH時(shí)由P1.1輸出高電平點(diǎn)燃報(bào)警指示燈，和小于FFH時(shí)則轉(zhuǎn)SSL處，取平均值后送內(nèi)部RAM單元30H內(nèi)保存（小數(shù)部分舍去）。







2．有三個(gè)信號(hào)燈L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求啟動(dòng)鍵K1后，按順序依次延時(shí)2秒鐘點(diǎn)亮；在L3點(diǎn)亮后2秒鐘，三個(gè)信號(hào)燈全部熄滅；然后再按L1、L2、L3順序依次延時(shí)2秒鐘點(diǎn)亮，再熄滅；不斷循環(huán)往復(fù)。按停止時(shí)全部熄滅。用FX2N系列PLC控制，試設(shè)計(jì)PLC外部硬件電路接線，并編制控制軟件。
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   機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 試 卷（作業(yè)考核 線下）  A  卷（共  5    頁）         
總分        題號(hào)        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
判斷題（正確的在括號(hào)中畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”）（每小題1分,共15分）
1．與工控機(jī)不同的是，商用計(jì)算機(jī)不支持遠(yuǎn)距離的信號(hào)采集或與現(xiàn)場(chǎng)的通信與控制。
2．計(jì)算機(jī)處理后的輸出信號(hào)是以數(shù)字量形式輸出，還必須轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的控制量，才能實(shí)現(xiàn)控制功能。
3．串行接口總線一般為單向傳送總線，信號(hào)從處理器（CPU）發(fā)出，送往總線上所連各部件。
4．可編程序控制器PLC雖然也是計(jì)算機(jī)，但不適合運(yùn)算量很大的數(shù)據(jù)處理操作。
5．PLC在程序執(zhí)行過程中，如遇到某種干擾使掃描失控或進(jìn)入死循環(huán)，須及時(shí)復(fù)位或重新上電才能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。
6．三菱PLC程序的運(yùn)行是按梯形圖語言的行依次從左至右，從上到下順序執(zhí)行。
7．由于單片機(jī)8031內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器，即便采用備用電池也不能不經(jīng)擴(kuò)展就獨(dú)立作為控制器使用。
8．MOV  R3,R1
9．MCS-51系列單片機(jī)的每個(gè)機(jī)器周期含12個(gè)時(shí)鐘周期。
10．傳感器輸出信號(hào)形式均為模擬信號(hào)，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
11．只有當(dāng)傳感器的輸入量為常量時(shí)，其輸入與輸出之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。
12．要改變步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，可以將電動(dòng)機(jī)的電源反接。
13．只要改變交流電機(jī)的供電頻率，即可改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
14．一般說來，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的級(jí)數(shù)越多，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)就越靈活。
15．滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)效率高、平穩(wěn)、精度高和便于消除傳動(dòng)間隙，但是它不能自鎖，因此不能用于升降傳動(dòng)。
二、選擇題（每小題2分，共20分）
1．機(jī)電一體化通常由五大要素構(gòu)成，即        、傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、執(zhí)行元件和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
① 機(jī)器人；② 電動(dòng)機(jī)；③ 動(dòng)力源；④ 接口單元
2．工業(yè)控制機(jī)與通用計(jì)算機(jī)的重要區(qū)別之一是：工控機(jī)采用          底板結(jié)構(gòu)。
① 大母板；② 帶固定壓條；③ 減振；④ 無源多槽
3．PLC的擴(kuò)展模塊與擴(kuò)展單元不同之處是：         由基本單元提供。
① 通訊線；② 電源；③ 控制指令；④ 公共端
4．PLC的開關(guān)量輸入通道加入了         ，可以有效的防止了干擾信號(hào)的進(jìn)入。
① R-C濾波器；② 光電耦合器；③ 電磁屏蔽；④ 冗余系統(tǒng)
5．三菱電機(jī)FX2N系列PLC每個(gè)點(diǎn)允許通過的最大電流為      （250VAC/DC24V）。
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
6．MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有（           ）字節(jié)RAM存儲(chǔ)器。
① 128B ；② 256B；③ 4KB；④ 8KB
7．指令SUBB  A，#4CH的源操作數(shù)的尋址方式是           。
① 直接尋址；② 立即尋址；③ 寄存器尋址；④ 寄存器間接尋址
8．傳感器的靈敏度是指?jìng)鞲衅鞯妮斎肱c輸出之間          的比值。
① 量；② 變化量；③ 靜態(tài)；④ 動(dòng)態(tài)
9．隨著控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖頻率的增加，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的        增加。
①轉(zhuǎn)向； ②轉(zhuǎn)速；③步距角； ④角位移
10．直流電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速方式有三種，即            。
① 調(diào)壓、調(diào)頻和調(diào)電阻；  ② 調(diào)壓、調(diào)頻和調(diào)磁通 ；
③ 調(diào)頻、調(diào)電阻和調(diào)磁通；④ 調(diào)壓、調(diào)電阻和調(diào)磁通

三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共30分）
1．何謂計(jì)算機(jī)的總線？





2．PLC有哪三種輸出方式，在應(yīng)用中如何選擇？








3．什么是尋址方式？MCS-51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)有幾種尋址方式？請(qǐng)說明。











4．試說明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理。








5．齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法有哪些？






6．在微機(jī)控制系統(tǒng)中，為什么要消除鍵盤的機(jī)械抖動(dòng)？有哪些方法？






四、程序分析題（每個(gè)空2分，共16分）
1．執(zhí)行如下程序，并畫出Y000的輸出波形。
   
     

2．執(zhí)行如下程序，并畫出T1和Y000的輸出波形。

3．設(shè)（20H）=60H，（60H）=20H，P1為輸入口，當(dāng)前輸入狀態(tài)為B7H，執(zhí)行程序段：
PROG:                MOV        R0，#20H
                                MOV        A，@R0
                                MOV        R1，A
MOV        B，@R1
MOV        @R0，P1
                                SJMP   $
結(jié)果為：（20H）=     ，B=     ，R1 =      
   

4．執(zhí)行程序段：       
PROG2:  CLR                C
                                MOV        A，#15H
                                ORL        A，#78H
                                ADD        A，#22H
                                MOV        B，A
                                RLC                A
        SJMP   $
結(jié)果為：A=         ，B=        

五、計(jì)算題（5分）
1．某四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子有60個(gè)齒，若采用四項(xiàng)八拍的通電控制方式，試計(jì)算其步距角。若要求輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到100rpm，需要輸出控制脈沖頻率為多少？








六、編程題（7分，7分。共14分）
1．1．用MCS-51匯編語言編寫程序段：將外部RAM中從0800H單元開始的16個(gè)無符號(hào)數(shù)相加，其和大于等于FFH時(shí)由P1.1輸出高電平點(diǎn)燃報(bào)警指示燈，和小于FFH時(shí)則轉(zhuǎn)SSL處，取平均值后送內(nèi)部RAM單元30H內(nèi)保存（小數(shù)部分舍去）。







2．有三個(gè)信號(hào)燈L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求啟動(dòng)鍵K1后，按順序依次延時(shí)2秒鐘點(diǎn)亮；在L3點(diǎn)亮后2秒鐘，三個(gè)信號(hào)燈全部熄滅；然后再按L1、L2、L3順序依次延時(shí)2秒鐘點(diǎn)亮，再熄滅；不斷循環(huán)往復(fù)。按停止時(shí)全部熄滅。用FX2N系列PLC控制，試設(shè)計(jì)PLC外部硬件電路接線，并編制控制軟件。