Pytania kontrolne - MikroSystemy

2016
Mikrosystemy Pomiarowe i Procesory Sygnałowe
zagadnienia i zadania
1. Narysować schemat blokowy struktury wewnętrznej mikroprocesora typu 8051 lub
80c552 i scharakteryzować główne moduły pod względem funkcjonalnym.
2. Narysować schemat blokowy struktury wewnętrznej mikroprocesora typu M6800 lub
M68HC11 i scharakteryzować główne moduły pod względem funkcjonalnym.
3. Omówić strukturę i organizację pamięci wewnętrznej układów mikroprocesorowych
rodziny MCS51.
4. Omówić strukturę i organizację pamięci wewnętrznej układów mikroprocesorowych
rodziny M6800.
5. Scharakteryzować sposoby adresowania rodzin mikroprocesorów MCS51 i M6800,
cechy wspólne i różnice.
6. Porównanie architektury podstawowych systemów prztwarzania danych w systemach
mikroprocesorywych.
7. Omówić charakterystyczne cechy mikrokonwertera (na przykładzie układu ADuC812)
jako podstawowego elementu inteligentnych czujników pomiarowych
8. Przedstawić metody transferu danych pomiędzy przetwornikiem A/C a pamięcią w
układach mikroprocesorowych.
9. Scharakteryzuj budowę słów kodowych przetworników A/C.
10. Zapisz algorytm konwersji 16-bitowego słowa kodowego przetwornika A/C na wartość
temperatury wbudowanego czujnika temperatury układu mikrokonwertera ADuC812/831
11. Podaj przykłady adresowania komórek pamięci leżących w różnych obszarach pamięci
mikroprocesora przy wykorzystaniu poleceń języka programowania C. Uszereguj je pod
względem czasu dostępu do pamięci.
12. Scharakteryzować system magistral i połączenia podstawowych jednostek
funkcjonalnych w mikroprocesorach sygnałowych na przykładzie rodziny ADSP2100.
13. Przedstawić rolę buforów cyklicznych procesorów sygnałowych w algorytmach
cyfrowych filtrów numerycznych.
14. Opisać zasady transferu danych w systemach DSP wykorzystujących generatory adresu
DAG.
15. Przedstawić strukturę rejestrów roboczych systemów DSP na przykładzie procesora
rodziny ADSP20xx.
16. Omówić rolę rejestrów roboczych (R0-R7) w specjalizowanych w mikrokontrolerach.
Podać programowe przykłady obsługi tych rejestrów.
17. Omówić metody konfiguracji (wyboru trybu pracy) typowych programowanych
modułów zegarów/liczników (T0, T1, T2) MCS-51.
18. Narysować schemat blokowy układu do pomiaru okresu Tx sygnału napięciowego przy
wykorzystaniu specjalizowanego modułów zegarów/liczników MCS51. Przedstawić
analizę błędów pomiarowych układu.
19. Omówić zasady obsługi przetworników obrotowo-impulsowych w systemie mikroprocesorowym. Zaproponować rozdział zadań pomiędzy sprzęt i oprogramowanie.
2016
20. Narysować schemat blokowy układu do pomiaru okresu Tx sygnału napięciowego przy
wykorzystaniu specjalizowanego modułów zegarów/liczników MCS51. Przeanalizować
procesy numeryczne realizowane przez mikroprocesor.
21. Omówić zasady dołączania peryferyjnych
mikroprocesorów –schematy strukturalne.
urządzeń
elektronicznych
do
22. Omówić zasady obsługi przetwornika kąta obrotu z wyjściem równoległym w systemie
mikroprocesorowym. Przedstawić koncepcję dekodowania kodu Gray’a w oparciu o
tablicę wartości kodowych.
23. Omówić system obsługi przerwań w mikroprocesorach rodziny MCS51. Źródła
przerwań, priorytety przerwań, wektory przerwań.
24. Układy diagnostyczne typu WATCH-DOG - zasada wykorzystania w algorytmach
przetwarzania numerycznego.
25. Na podstawie schematu blokowego przedstaw strukturę inteligentnego czujnika pomiarowego w/g IEEE 1451. Jakie elementy składowe zawiera cyfrowy komunikat reprezentujący wyjściowy sygnał pomiarowy czujnika.
26. Opisać budowę przetworników A/C stosowanych w mikrokontrolerach
jednoukładowych MCS51 (układy sterujące, rejestry aproksymacyjne, multipleksery
analogowe, źródła napięć referencyjnych).
27. Opisać budowę przetworników A/C stosowanych w mikrokontrolerach
jednoukładowych M68HC11 (M6805) (układy sterujące, rejestry aproksymacyjne,
multipleksery analogowe, źródła napięć referencyjnych).
28. Podać przykład budowy algorytmu przetwarzania numerycznego obsługującego
wielokanałowy przetworniki a/c – analiza schematu blokowego.
29. Omówić algorytmy konwersji wyniku binarnego przetwarzania a/c do postaci
zmiennoprzecinkowej wielkości fizycznej, gdy przetwornik wykorzystuje zestaw napięć
referencyjnych U-REF i U+REF.
30. Opisać metody przetwarzania wielokanałowego w modułowych systemach kontrolnopomiarowych - architektura, programowanie.
31. Charakterystyka oprogramowania narzędziowego mikroprocesorowych systemów
pomiarowych.
32. Omówić metody wyzwalania pomiaru w typowych przetwornikach A/C mikrokontrolerów analogowych.
33. W jaki sposób rozdzielczość przetwornika A/C wpływa na wartość szumu kwantyzacji
przetwornika ?
34. Przedstawić podstawowe parametry pracy przetwornika A/C.
35. Omówić podstawowe błędy przetwarzania przetwornika A/C i C/A.
36. Efektywna rozdzielczość kodowa przetworników A/C.
37. Reprezentacje cyfrowe wielkości mierzonych – podstawowe określenia.
38. Scharakteryzuj zasadę pomiaru temperatury przy pomocy czujnika RTD w układzie pomiarowym bezpośredniego pomiaru R.
39. Scharakteryzuj zasadę pomiaru temperatury przy pomocy czujnika termistorowego w
układzie pomiarowym bezpośredniego pomiaru R.
40. Scharakteryzuj podstawowe układy pomiarowe pomiaru temperatury termoelementami
w mikrosystemach analogowych.
2016
41. Opisz podstawowy układ sterowania silnika prądu stałego metodą impulsową w układzie
H z pomiarem prądu i pomiarem prędkości obrotowej.
42. Przedstawić procedury numerycznych konwersji binarnego wyniku przetwarzania A/C
temperatury czujnika, wiedząc, że UREF=2.5V a stałe czujnika temperatury
U(25C)=600mV, U/T=3mV/C, a wartość binarna wyniku przetwarzania
Wbin=3D5HEX. Określić temperaturę czujnika.
43. Przedstawić algorytm konwersji numerycznej binarnego wyniku przetwarzania A/C
mikrokonwertera ADuC824 na wartość napięcia reprezentowaną 32bitową reprezentacją
całkowitoliczbową (long int), napięciowego sygnału różnicowego podanego na wejścia
AIN3-AIN4, dla 24 bitowego słowa o wartościach: ADC0H=7EH, ADC0M=0A5H,
ADC0L=0F3H (kod binarny przesunięty) przy założeniu, że VREF = 2.5 V, a zakres
napięć wejściowych przetwornika 320mV.
44. Określ wartość Ux napięcia sygnału pomiarowego uzyskanego z 10-bitowego przetwornika A/C przekazującego część starszą wyniku w rejestrze ADCH=0xA3 oraz cześć
młodszą wyniku w rejestrze ADCON=0x57 wiedząc, że 2 najmłodsze bity wyniku znajdują się na pozycjach b7 i b6 słowa ADCON. Napięcie referencyjne przetwornika
URef+=5V a URef-=0V. Zapisz algorytm obliczeń w języku programowania C.
45. Podczas rejestracji sygnału analogowego w przedziale obserwacji T=1s bipolarnym 12bitowym przetwornikiem A/C (UREF=1.25V) zarejestrowano minimalną i maksymalną
wartość sygnału, odpowiednio Dmin=0053hex oraz Dmax=08A1hex. Określ wartość napięcia
międzyszczytowego w przedziale obserwacji sygnału. Przetwornik pracuje w kodzie
binarnym przesuniętym.
46. Określ wartość temperatury czujnika mikrokonwertera ADuC812 na podstawie pojedynczego binarnego wyniku przetwarzania Xi=0x83BA, przyjmując parametry: UREF-=0V,
UREF+=2.5V, stała czujnika temperatury U25C=600mV, U/T= 3mV/C.
47. Określ średnią wartość temperatury czujnika mikrokonwertera ADuC812 na podstawie
binarnych wyników przetwarzania, przyjmując parametry: UREF-=0V, UREF+=2.5V, stała
czujnika temperatury U25C=630mV, U/T= -3mV/C, kanał pomiarowy M=8, kolejne
wartości binarne wyników przetwarzania (wraz z numerem kanału) Xi=840DHEX,
Xi+1=8409HEX, Xi+2=8411HEX.
48. W jakim kanale pomiarowym, 12-bitowego przetwornika A/C mikrokontrolera
ADuC831, zmierzono maksymalną wartość napięcia (Xmax) z szeregu 3 wartości,
przyjmując parametry: UREF=2.5V oraz kolejne wartości binarne wyników
przetwarzania Xi=340DHEX, Xi+1=5409HEX, Xi+2=1411HEX.
49. Określić względny błąd doboru częstotliwości próbkowania fprb= 32000Hz wykorzystując wewnętrzne układy dzielników częstotliwości (licznik L2) dla mikrokonwertera ADuC812 (fsys=11059200Hz).
50. Podaj binarną wartość kodu sterującego 12-bitowego unipolarnego przetwornika C/A
aby na wyjściu uzyskać napięcie 1.55V. Napięcie referencyjne przetwornika
UREF=2.5V.
51. Określ maks. częstotliwość sygnału wejściowego fmax M-kanałowego systemu akwizycji
danych pomiarowych bez układu PP przy założeniu tkonw=20µs, a rozdzielczość przetwornika A/C N=12bit i dokładności przetwarzania 1LSB. Jaka jest maksymalna częstotliwość próbkowania przy sekwencyjnym multipleksowaniu M=16 kanałów pomiarowych.
52. Podczas rejestracji sygnału analogowego w przedziale obserwacji T=1s unipolarnym 12bitowym przetwornikiem A/C (UREF=1.25V) zarejestrowano minimalną i maksymalną
wartość sygnału, odpowiednio Dmin=0053hex oraz Dmax=07A1hex. Określ wartość napięcia
2016
międzyszczytowego w przedziale obserwacji sygnału. Przetwornik pracuje w
naturalnym kodzie binarnym.
53. Podczas rejestracji sygnału analogowego w przedziale obserwacji T=100ms
unipolarnym 13-bitowym przetwornikiem A/C (UREF=2.5V) zarejestrowano minimalną i
maksymalną wartość sygnału, odpowiednio Dmin=00C8hex oraz Dmax=1388hex. Określ
wartość napięcia międzyszczytowego w przedziale obserwacji sygnału. Przetwornik
pracuje w naturalnym kodzie binarnym.
54. W systemie pomiarowym zmierzono kolejno wartości napięcia U1=0.25V, U2=4.5V i
U3=-1.75V. Przedstaw binarną postać wyników pomiarów w kodzie U2, binarnym przesuniętym i w kodzie znak-moduł dla przetwornika bipolarnego N=14 o zakresie przetwarzania UFS=5V. (𝑧𝑛𝑎𝑘: 𝑎13 = 0 → 𝑧 = +1)
55. Podczas rejestracji sygnału analogowego w przedziale obserwacji T=1s unipolarnym 14bitowym przetwornikiem A/C (UREF=1.25V) zarejestrowano minimalną i maksymalną
wartość sygnału, odpowiednio Dmin=0258hex oraz Dmax=2EE0hex. Określ wartość napięcia
międzyszczytowego w przedziale obserwacji sygnału. Przetwornik pracuje w
naturalnym kodzie binarnym.
56. W systemie pomiarowym zmierzono kolejno wartości napięcia U1=0.35V, U2=5.5V i
U3=-2.75V. Przedstaw binarną postać wyników pomiarów w kodzie U2, binarnym przesuniętym i w kodzie znak-moduł dla przetwornika bipolarnego N=13 o zakresie przetwarzania UFS=5V. (𝑧𝑛𝑎𝑘: 𝑎12 = 0 → 𝑧 = −1)
57. Wyznacz 3 kolejne adresy generowane w układzie DAG procesora sygnałowego, jeżeli:
adres bazowy rejestru cyklicznego B=1000HEX, długość bufora cyklicznego L=0040HEX,
modyfikator adresu M=0001HEX a bieżący adres A=103EHEX.
58. Wyznacz 3 kolejne adresy generowane w układzie DAG procesora sygnałowego, jeżeli:
adres bazowy rejestru cyklicznego B=1000HEX, długość bufora cyklicznego L=0020HEX,
modyfikator adresu M=3FFFHEX a bieżący adres A=1002HEX.