Pytania kontrolne - MikroSystemy
Transkrypt
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(25C)=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 U25C=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 U25C=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.