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東 北 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 試 卷（作業(yè)考核 線下） A 卷（共 5 頁）
總分 題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
得分
判斷題（正確的在括號中畫“√”，錯誤的畫“×”）（每小題1分,共15分）
1．與工控機不同的是，商用計算機不支持遠(yuǎn)距離的信號采集或與現(xiàn)場的通信與控制。
2．計算機處理后的輸出信號是以數(shù)字量形式輸出，還必須轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的控制量，才能實現(xiàn)控制功能。
3．串行接口總線一般為單向傳送總線，信號從處理器（CPU）發(fā)出，送往總線上所連各部件。
4．可編程序控制器PLC雖然也是計算機，但不適合運算量很大的數(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入死循環(huán)，須及時復(fù)位或重新上電才能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常運行。
6．三菱PLC程序的運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8031內(nèi)部沒有程序存儲器，即便采用備用電池也不能不經(jīng)擴展就獨立作為控制器使用。
8．MOV R3,R1
9．MCS-51系列單片機的每個機器周期含12個時鐘周期。
10．傳感器輸出信號形式均為模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能送入計算機進行處理。
11．只有當(dāng)傳感器的輸入量為常量時，其輸入與輸出之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。
12．要改變步進電動機的旋轉(zhuǎn)方向，可以將電動機的電源反接。
13．只要改變交流電機的供電頻率，即可改變交流電機的轉(zhuǎn)速。
14．一般說來，齒輪傳動系統(tǒng)的級數(shù)越多，轉(zhuǎn)動慣量就越小，運轉(zhuǎn)就越靈活。
15．滾珠絲杠螺母副傳動效率高、平穩(wěn)、精度高和便于消除傳動間隙，但是它不能自鎖，因此不能用于升降傳動。
二、選擇題（每小題2分，共20分）
1．機電一體化通常由五大要素構(gòu)成，即 、傳感器、機械結(jié)構(gòu)、執(zhí)行元件和計算機系統(tǒng)。
① 機器人；② 電動機；③ 動力源；④ 接口單元
2．工業(yè)控制機與通用計算機的重要區(qū)別之一是：工控機采用 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的擴展模塊與擴展單元不同之處是： 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的進入。
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FX2N系列PLC每個點允許通過的最大電流為 （250VAC/DC24V）。
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
6．MCS-51系列單片機內(nèi)部有（ ）字節(jié)RAM存儲器。
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傳感器的輸入與輸出之間 的比值。
① 量；② 變化量；③ 靜態(tài)；④ 動態(tài)
9．隨著控制步進電動機的脈沖頻率的增加，步進電動機的 增加。
①轉(zhuǎn)向； ②轉(zhuǎn)速；③步距角； ④角位移
10．直流電動機的基本調(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、簡答題（每小題5分，共30分）
1．何謂計算機的總線？
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系列單片機的指令系統(tǒng)有幾種尋址方式？請說明。
4．試說明步進電動機的工作原理。
5．齒輪傳動間隙的調(diào)整方法有哪些？
6．在微機控制系統(tǒng)中，為什么要消除鍵盤的機械抖動？有哪些方法？
四、程序分析題（每個空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、計算題（5分）
1．某四相步進電動機，轉(zhuǎn)子有60個齒，若采用四項八拍的通電控制方式，試計算其步距角。若要求輸出轉(zhuǎn)速達到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個無符號數(shù)相加，其和大于等于FFH時由P1.1輸出高電平點燃報警指示燈，和小于FFH時則轉(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．有三個信號燈L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求啟動鍵K1后，按順序依次延時2秒鐘點亮；在L3點亮后2秒鐘，三個信號燈全部熄滅；然后再按L1、L2、L3順序依次延時2秒鐘點亮，再熄滅；不斷循環(huán)往復(fù)。按停止時全部熄滅。用FX2N系列PLC控制，試設(shè)計PLC外部硬件電路接線，并編制控制軟件。
東 北 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院
機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 試 卷（作業(yè)考核 線下） A 卷（共 5 頁）
總分 題號 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
得分
判斷題（正確的在括號中畫“√”，錯誤的畫“×”）（每小題1分,共15分）
1．與工控機不同的是，商用計算機不支持遠(yuǎn)距離的信號采集或與現(xiàn)場的通信與控制。
2．計算機處理后的輸出信號是以數(shù)字量形式輸出，還必須轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場需要的控制量，才能實現(xiàn)控制功能。
3．串行接口總線一般為單向傳送總線，信號從處理器（CPU）發(fā)出，送往總線上所連各部件。
4．可編程序控制器PLC雖然也是計算機，但不適合運算量很大的數(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入死循環(huán)，須及時復(fù)位或重新上電才能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入正常運行。
6．三菱PLC程序的運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8031內(nèi)部沒有程序存儲器，即便采用備用電池也不能不經(jīng)擴展就獨立作為控制器使用。
8．MOV R3,R1
9．MCS-51系列單片機的每個機器周期含12個時鐘周期。
10．傳感器輸出信號形式均為模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換才能送入計算機進行處理。
11．只有當(dāng)傳感器的輸入量為常量時，其輸入與輸出之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。
12．要改變步進電動機的旋轉(zhuǎn)方向，可以將電動機的電源反接。
13．只要改變交流電機的供電頻率，即可改變交流電機的轉(zhuǎn)速。
14．一般說來，齒輪傳動系統(tǒng)的級數(shù)越多，轉(zhuǎn)動慣量就越小，運轉(zhuǎn)就越靈活。
15．滾珠絲杠螺母副傳動效率高、平穩(wěn)、精度高和便于消除傳動間隙，但是它不能自鎖，因此不能用于升降傳動。
二、選擇題（每小題2分，共20分）
1．機電一體化通常由五大要素構(gòu)成，即 、傳感器、機械結(jié)構(gòu)、執(zhí)行元件和計算機系統(tǒng)。
① 機器人；② 電動機；③ 動力源；④ 接口單元
2．工業(yè)控制機與通用計算機的重要區(qū)別之一是：工控機采用 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的擴展模塊與擴展單元不同之處是： 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的進入。
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FX2N系列PLC每個點允許通過的最大電流為 （250VAC/DC24V）。
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
6．MCS-51系列單片機內(nèi)部有（ ）字節(jié)RAM存儲器。
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傳感器的輸入與輸出之間 的比值。
① 量；② 變化量；③ 靜態(tài)；④ 動態(tài)
9．隨著控制步進電動機的脈沖頻率的增加，步進電動機的 增加。
①轉(zhuǎn)向； ②轉(zhuǎn)速；③步距角； ④角位移
10．直流電動機的基本調(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、簡答題（每小題5分，共30分）
1．何謂計算機的總線？
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系列單片機的指令系統(tǒng)有幾種尋址方式？請說明。
4．試說明步進電動機的工作原理。
5．齒輪傳動間隙的調(diào)整方法有哪些？
6．在微機控制系統(tǒng)中，為什么要消除鍵盤的機械抖動？有哪些方法？
四、程序分析題（每個空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、計算題（5分）
1．某四相步進電動機，轉(zhuǎn)子有60個齒，若采用四項八拍的通電控制方式，試計算其步距角。若要求輸出轉(zhuǎn)速達到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個無符號數(shù)相加，其和大于等于FFH時由P1.1輸出高電平點燃報警指示燈，和小于FFH時則轉(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．有三個信號燈L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求啟動鍵K1后，按順序依次延時2秒鐘點亮；在L3點亮后2秒鐘，三個信號燈全部熄滅；然后再按L1、L2、L3順序依次延時2秒鐘點亮，再熄滅；不斷循環(huán)往復(fù)。按停止時全部熄滅。用FX2N系列PLC控制，試設(shè)計PLC外部硬件電路接線，并編制控制軟件。
