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计算机控制作业答案解析.doc

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第一章作业

课本(p.12)题 2．计算机控制系统由哪几部分组成？请画出

计算机控制系统的组成框图。

答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接

口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信

接口等部分组成。

课本(p.12)题 4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什

么？

在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，

并受计算机控制的`方式称为在线方式或联机方式；生产

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过程不和计算机直接连接，且不受计算机控制，而是靠人

进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。

所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定

的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度

进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制

也就失去了意义。实时地概念不能脱离具体的过程，一个

在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统

必定是在线系统。

补充题 1. 两种 USB 口的特点及区别？通用指标，传输模式，

USB 器件，硬件接口。

答：

两种 USB 的特点：

(1)USB 接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接.

(2)USB 有 2 电源线（5V）,2 数据线,采用差分信号传输,可

为连接在其上的设备提供 5V 电压/100mA 电流的供电,最大

可提供 500mA 的电流.

(3)一个 USB 控制器可以连接多达 127 个外设,而两个外设

间的距离（线缆长度）可达 5 米.

两种 USB 的区别 : 协议不同 ,USB1.1 传输速率是

12Mbps,USB2.0 传输速率是 480Mbps.

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补充题 2. 光驱、硬盘、软驱的总线形式。

答：

(1)光驱:IDE，ATA/ATAPI，SCSI，USB，部并行总线.

(2)硬盘:IDE，SATA，SCSI，部并行总线.

(3)软驱:软驱分置和外置两种,置软驱使用专用的 FDD 接口,

而外置软驱一般用于笔记本电脑,使用 USB 接口.

补充题 3. I²C、SPI、SCI 总线的特点？

答：

(1)I²C 总线由数据线 SDA 与时钟线 SCL 两条线构成通信线

路，既可以发送数据也可以接收数据，在 CUP 与被控 IC 之

间，IC 与 IC 之间都可以进行双向传送，最高传输速度为

400Kbps.

(2)SPI 是一个环形总线结构,是一种标准的四线同步双向串

行总线,在 SCK 的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交

换,可以同时发出和接收串行数据.

(3)SCI 是一种通用异步通信接口 UART. SCI 模块采用标准

非归零（NRZ）数据格式,能够实现多 CPU 之间或同其他具有

兼容数据格式 SCI 端口的外设进行数据通信.

第二章作业

PC 总线

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PC 总线共有 62 条信号线，用双列插槽连接，分 A 面（元件

面）和 B 面。PC 总线实际上是 8088CPU 核心电路总线的扩充

与重新驱动。

PC 总线共有 8 条数据线、20 条地址线（寻址空间为 1MB）、

总线时钟频率为 4MHz、总线最大传输速率为 4MB/s、最大负

载能力为 8 个、采用半同步的工作方式。

CPU 在与 I/O 设备进行数据交换时存在以下问题：

1）速度不匹配。I/O 设备速度一般比 CPU 慢许多，因种类不

同，它们之间的速度差异很大，例如硬盘与打印机。

2）时序不匹配。各个 I/O 设备都有自己的定时控制电路，

以自己的速度传输数据，无法与 CPU 的时序取得统一。

3）信息格式不匹配。存储和处理信息的格式不同，如串行

和并行、二进制、ASCII 码和 BCD 码等。

4）信息类型。信号类型不同，数字、模拟，处理不同。

因此 I/O 设备一般不和微机部直接相连，必须通过 I/O

接口，解决计算机与外部设备连接时存在的各种矛盾。

补充题 1. 指出 RS-232、RS-485、USB 等总线的特点。

答：

(1) RS-232 的特点：全双工数据传输，单端输入输出,有地

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线、发送和接受三条线即可实现数据传输,传输速率 20kb/s，

传输距离限于 15m,采用单端驱动和接收电路.采用负逻辑高

电平为（-5--15v），低电平为(5-15v)，电源电压为+15v 或

+12v.

(2) RS-485 的特点：半双工工作方式，差分信号传输，传输

距离为几十米到上千米，速率 10Mbit/s,采用屏蔽双绞线传

输.可连接 32 个设备.电平逻辑“1”以两线间的电压差为

(+2—6V)表示；逻辑“0”以两线间的电压差为(-2—6V)表

示，外接电源电压一般为 5v.

(3) USB 即插即用,菊花式连接,有 2 电源线（5V），2 数据线，

而两个外设间的距离（线缆长度）可达 5 米,差分信号传输,

可外接 127 个设备.

补充题 2. 概要描述计算机系统如何通过 PCI 端口对外部设

备进行控制，指出地址围。

答：

信号输入时：首先外设作为中断源（int a# ～ int h#引脚

是低电平有效的中断请求线）申请中断，在 CLK 的上升沿到

来时，系统采样 AD0～AD31，把信号送到微处理器，触发中

断。接着 C/BEJ~ C/BE0 配置 I/O 读写，在 FRAME 低电平时，

传送数据存储地址，FRAME 高电平且 TRDY 低电平时，开始读

取数据。

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