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东 北 大 学 继 续 教 育 学 院
   机电一体化系统设计 试 卷（作业考核 线下）  A  卷（共  5    页）         
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
判断题（正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（每小题1分,共15分）
1．与工控机不同的是，商用计算机不支持远距离的信号采集或与现场的通信与控制。
2．计算机处理后的输出信号是以数字量形式输出，还必须转换成现场需要的控制量，才能实现控制功能。
3．串行接口总线一般为单向传送总线，信号从处理器（CPU）发出，送往总线上所连各部件。
4．可编程序控制器PLC虽然也是计算机，但不适合运算量很大的数据处理操作。
5．PLC在程序执行过程中，如遇到某种干扰使扫描失控或进入死循环，须及时复位或重新上电才能使系统转入正常运行。
6．三菱PLC程序的运行是按梯形图语言的行依次从左至右，从上到下顺序执行。
7．由于单片机8031内部没有程序存储器，即便采用备用电池也不能不经扩展就独立作为控制器使用。
8．MOV  R3,R1
9．MCS-51系列单片机的每个机器周期含12个时钟周期。
10．传感器输出信号形式均为模拟信号，必须经过A/D转换才能送入计算机进行处理。
11．只有当传感器的输入量为常量时，其输入与输出之间的关系称为静态特性。
12．要改变步进电动机的旋转方向，可以将电动机的电源反接。
13．只要改变交流电机的供电频率，即可改变交流电机的转速。
14．一般说来，齿轮传动系统的级数越多，转动惯量就越小，运转就越灵活。
15．滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。
二、选择题（每小题2分，共20分）
1．机电一体化通常由五大要素构成，即        、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。
① 机器人；② 电动机；③ 动力源；④ 接口单元
2．工业控制机与通用计算机的重要区别之一是：工控机采用          底板结构。
① 大母板；② 带固定压条；③ 减振；④ 无源多槽
3．PLC的扩展模块与扩展单元不同之处是：         由基本单元提供。
① 通讯线；② 电源；③ 控制指令；④ 公共端
4．PLC的开关量输入通道加入了         ，可以有效的防止了干扰信号的进入。
① R-C滤波器；② 光电耦合器；③ 电磁屏蔽；④ 冗余系统
5．三菱电机FX2N系列PLC每个点允许通过的最大电流为      （250VAC/DC24V）。
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
6．MCS-51系列单片机内部有（           ）字节RAM存储器。
① 128B ；② 256B；③ 4KB；④ 8KB
7．指令SUBB  A，#4CH的源操作数的寻址方式是           。
① 直接寻址；② 立即寻址；③ 寄存器寻址；④ 寄存器间接寻址
8．传感器的灵敏度是指传感器的输入与输出之间          的比值。
① 量；② 变化量；③ 静态；④ 动态
9．随着控制步进电动机的脉冲频率的增加，步进电动机的        增加。
①转向； ②转速；③步距角； ④角位移
10．直流电动机的基本调速方式有三种，即            。
① 调压、调频和调电阻；  ② 调压、调频和调磁通 ；
③ 调频、调电阻和调磁通；④ 调压、调电阻和调磁通

三、简答题（每小题5分，共30分）
1．何谓计算机的总线？





2．PLC有哪三种输出方式，在应用中如何选择？








3．什么是寻址方式？MCS-51系列单片机的指令系统有几种寻址方式？请说明。











4．试说明步进电动机的工作原理。








5．齿轮传动间隙的调整方法有哪些？






6．在微机控制系统中，为什么要消除键盘的机械抖动？有哪些方法？






四、程序分析题（每个空2分，共16分）
1．执行如下程序，并画出Y000的输出波形。
   
     

2．执行如下程序，并画出T1和Y000的输出波形。

3．设（20H）=60H，（60H）=20H，P1为输入口，当前输入状态为B7H，执行程序段：
PROG:                MOV        R0，#20H
                                MOV        A，@R0
                                MOV        R1，A
MOV        B，@R1
MOV        @R0，P1
                                SJMP   $
结果为：（20H）=     ，B=     ，R1 =      
   

4．执行程序段：       
PROG2:  CLR                C
                                MOV        A，#15H
                                ORL        A，#78H
                                ADD        A，#22H
                                MOV        B，A
                                RLC                A
        SJMP   $
结果为：A=         ，B=        

五、计算题（5分）
1．某四相步进电动机，转子有60个齿，若采用四项八拍的通电控制方式，试计算其步距角。若要求输出转速达到100rpm，需要输出控制脉冲频率为多少？








六、编程题（7分，7分。共14分）
1．1．用MCS-51汇编语言编写程序段：将外部RAM中从0800H单元开始的16个无符号数相加，其和大于等于FFH时由P1.1输出高电平点燃报警指示灯，和小于FFH时则转SSL处，取平均值后送内部RAM单元30H内保存（小数部分舍去）。







2．有三个信号灯L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求启动键K1后，按顺序依次延时2秒钟点亮；在L3点亮后2秒钟，三个信号灯全部熄灭；然后再按L1、L2、L3顺序依次延时2秒钟点亮，再熄灭；不断循环往复。按停止时全部熄灭。用FX2N系列PLC控制，试设计PLC外部硬件电路接线，并编制控制软件。
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   机电一体化系统设计 试 卷（作业考核 线下）  A  卷（共  5    页）         
总分        题号        一        二        三        四        五        六        七        八        九        十
        得分                                                                               
判断题（正确的在括号中画“√”，错误的画“×”）（每小题1分,共15分）
1．与工控机不同的是，商用计算机不支持远距离的信号采集或与现场的通信与控制。
2．计算机处理后的输出信号是以数字量形式输出，还必须转换成现场需要的控制量，才能实现控制功能。
3．串行接口总线一般为单向传送总线，信号从处理器（CPU）发出，送往总线上所连各部件。
4．可编程序控制器PLC虽然也是计算机，但不适合运算量很大的数据处理操作。
5．PLC在程序执行过程中，如遇到某种干扰使扫描失控或进入死循环，须及时复位或重新上电才能使系统转入正常运行。
6．三菱PLC程序的运行是按梯形图语言的行依次从左至右，从上到下顺序执行。
7．由于单片机8031内部没有程序存储器，即便采用备用电池也不能不经扩展就独立作为控制器使用。
8．MOV  R3,R1
9．MCS-51系列单片机的每个机器周期含12个时钟周期。
10．传感器输出信号形式均为模拟信号，必须经过A/D转换才能送入计算机进行处理。
11．只有当传感器的输入量为常量时，其输入与输出之间的关系称为静态特性。
12．要改变步进电动机的旋转方向，可以将电动机的电源反接。
13．只要改变交流电机的供电频率，即可改变交流电机的转速。
14．一般说来，齿轮传动系统的级数越多，转动惯量就越小，运转就越灵活。
15．滚珠丝杠螺母副传动效率高、平稳、精度高和便于消除传动间隙，但是它不能自锁，因此不能用于升降传动。
二、选择题（每小题2分，共20分）
1．机电一体化通常由五大要素构成，即        、传感器、机械结构、执行元件和计算机系统。
① 机器人；② 电动机；③ 动力源；④ 接口单元
2．工业控制机与通用计算机的重要区别之一是：工控机采用          底板结构。
① 大母板；② 带固定压条；③ 减振；④ 无源多槽
3．PLC的扩展模块与扩展单元不同之处是：         由基本单元提供。
① 通讯线；② 电源；③ 控制指令；④ 公共端
4．PLC的开关量输入通道加入了         ，可以有效的防止了干扰信号的进入。
① R-C滤波器；② 光电耦合器；③ 电磁屏蔽；④ 冗余系统
5．三菱电机FX2N系列PLC每个点允许通过的最大电流为      （250VAC/DC24V）。
① 20mA；② 200mA；③ 1A；④ 2A
6．MCS-51系列单片机内部有（           ）字节RAM存储器。
① 128B ；② 256B；③ 4KB；④ 8KB
7．指令SUBB  A，#4CH的源操作数的寻址方式是           。
① 直接寻址；② 立即寻址；③ 寄存器寻址；④ 寄存器间接寻址
8．传感器的灵敏度是指传感器的输入与输出之间          的比值。
① 量；② 变化量；③ 静态；④ 动态
9．随着控制步进电动机的脉冲频率的增加，步进电动机的        增加。
①转向； ②转速；③步距角； ④角位移
10．直流电动机的基本调速方式有三种，即            。
① 调压、调频和调电阻；  ② 调压、调频和调磁通 ；
③ 调频、调电阻和调磁通；④ 调压、调电阻和调磁通

三、简答题（每小题5分，共30分）
1．何谓计算机的总线？





2．PLC有哪三种输出方式，在应用中如何选择？








3．什么是寻址方式？MCS-51系列单片机的指令系统有几种寻址方式？请说明。











4．试说明步进电动机的工作原理。








5．齿轮传动间隙的调整方法有哪些？






6．在微机控制系统中，为什么要消除键盘的机械抖动？有哪些方法？






四、程序分析题（每个空2分，共16分）
1．执行如下程序，并画出Y000的输出波形。
   
     

2．执行如下程序，并画出T1和Y000的输出波形。

3．设（20H）=60H，（60H）=20H，P1为输入口，当前输入状态为B7H，执行程序段：
PROG:                MOV        R0，#20H
                                MOV        A，@R0
                                MOV        R1，A
MOV        B，@R1
MOV        @R0，P1
                                SJMP   $
结果为：（20H）=     ，B=     ，R1 =      
   

4．执行程序段：       
PROG2:  CLR                C
                                MOV        A，#15H
                                ORL        A，#78H
                                ADD        A，#22H
                                MOV        B，A
                                RLC                A
        SJMP   $
结果为：A=         ，B=        

五、计算题（5分）
1．某四相步进电动机，转子有60个齿，若采用四项八拍的通电控制方式，试计算其步距角。若要求输出转速达到100rpm，需要输出控制脉冲频率为多少？








六、编程题（7分，7分。共14分）
1．1．用MCS-51汇编语言编写程序段：将外部RAM中从0800H单元开始的16个无符号数相加，其和大于等于FFH时由P1.1输出高电平点燃报警指示灯，和小于FFH时则转SSL处，取平均值后送内部RAM单元30H内保存（小数部分舍去）。







2．有三个信号灯L1、L2、L3（DC24V/0.1A），要求启动键K1后，按顺序依次延时2秒钟点亮；在L3点亮后2秒钟，三个信号灯全部熄灭；然后再按L1、L2、L3顺序依次延时2秒钟点亮，再熄灭；不断循环往复。按停止时全部熄灭。用FX2N系列PLC控制，试设计PLC外部硬件电路接线，并编制控制软件。