哈工大电气工程面试题库

哈尔滨工业大学 电气工程

面试题

温馨提示：

面试主要专业基础课为：《电机学》《单片机》《计算机组成原理》《工业控制网络》等。其中《电机学》与《单片机》面试题内容较多，需认真复习。

提供以上所有课程的课本、课件等资料。

电机学

1、什么是直流电机

直流电机是实现机械能和直流电能之间相互转换的旋转电机。直流电机本质上是交流电机，需要通过整流或逆变装置与外部电路相连接。常见的是采用机械换向方式的直流电机，它通过与电枢绕组一同旋转的换向器和静止的电刷来实现电枢绕组中交变的感应电动势、电流与电枢外部电路中直流电动势、电流间的换向。（实质是一台有换向装置的交流电机） 2、同步机和异步机的区别

同步电机定子交流电动势和交流电流的频率，在极对数一定的条件下，与转子转速保持严格的同步关系。同步电机主要用做发电机，也可以用作电动机，还可以用作同步调相机（同步补偿机）。同步电机可以通过调节励磁电流来调节无功功率，从而改善电网的功率因数。 （同步电动机主要用于功率比较大而且不要求调速的场合。同步调相机实际上就是一台并联在电网上空转的同步电动机，向电网发出或者吸收无功功率，对电网无功功率进行调节。） 异步电机是一种转速与电源频率没有固定比例关系的交流电机，其转速不等于同步转速，但只要定转子极对数相等，无论转子转速如何，定、转子磁动势都以同步转速相对于定子同向旋转，即二者总是相对静止。异步电机主要用作电动机，缺点是需要从电网吸收滞后的无功功率，功率因数总小于1。异步电机也可作为发电机，用于风力发电场和小型水电站。 3、什么是电枢反应？直流电机是否有电枢反应？

对于同步电机来说，电枢反应是指基波电枢磁动势对基波励磁磁动势的影响。直流电机也有电枢反应，是指电枢磁动势对励磁磁动势产生的气隙磁场的影响。

4、异步机的转子有那几种折合方式？

异步电机转子的折合算法主要包括频率折合和转子绕组折合，原则是保持转子基波磁动势不变，对定子侧等效。在进行这两种折合之前还有一个转子位置角的折合。 5、电动机为什么会转？

都是由于转子上的绕组受到了电磁力，产生拖动性电磁转矩而带动转子转动。

具体来说，同步电机是由于定子绕组通入三相对称电流，产生旋转磁场，相当于旋转磁极，使得同步电动机转子磁极吸引而同步旋转。异步电动机是由于转子转速小于同步转速，转子与定子电流产生的旋转磁动势有相对运动，转子绕组切割磁感线，产生感应电动势，进而产生感应电流使得转子绕组受到安培力，产生电磁转矩，带动转子旋转。 6、直流机和异步机分别有哪几种调速方式？ 异步电动机的调速方法：

（1）改变转差率调速，包括调压调速、转子串接电阻调速（只用于绕线转子电动机）。 （2）变极调速（只用于笼型异步电动机）。 （3）变频调速（多用于笼型异步电动机）。 （变频调速性能最好，但价格比较高） 他励直流电动机的调速方法：

（1）电枢串接电阻调速（只能从基速向下调）。 （2）改变端电压调速（只能从基速向下调）。

（3）改变磁通调速（从基速向上调，弱磁升速）。

7、变压器和异步机参数的测试方法？分别在变压器的哪一侧做？

变压器的参数测试方法方法有短路试验和空载试验。短路试验通常在高压侧做，即在高压侧加压；空载通常在低压侧做，即在低压侧加额定电压。通过短路试验可以测得一次短路电流为额定值时的一次短路电流、电压和短路损耗，由这三个量可以算出变压器折合到一次侧的

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短路阻抗、短路电阻和短路电抗。通过空载试验可以测得对一次绕组施加额定电压时的一次电压、二次电压、一次电流和输入功率，即空载损耗，由这四个量可以算得变比、励磁阻抗、励磁电阻和励磁电抗。

异步电机的参数测试方法有堵转试验（短路试验）和空载试验，均在定子侧加压。通过堵转试验可以测得定子电流为额定值时的定子电压和短路损耗，进而由这三个量可以算出折合到定子侧的短路阻抗、短路电阻和短路电抗。通过空载试验数据可以作出空载特性曲线（空载电压和空载损耗的关系曲线），进而可以求出机械损耗和铁耗，再利用额定电压下的试验数据和短路试验所得的漏电抗求得励磁电阻、励磁电抗和励磁阻抗。 8、电机有几种运行方式？怎样判断电机是运行在哪种方式下？ 电机运行的方式主要有发电机和电动机两种方式。

对于同步电机可以根据电磁功率或者功角的正负来判断其运行在哪种方式下。按发电机惯例，当电磁功率或者功角为正时同步电机为发电机，当电磁功率或者功角为负时同步电机为电动机。

对于直流电机可以根据电磁功率的正负或者电枢电动势和电枢端电压的大小比较来判断其运行在哪种方式下。在发电机惯例下，当电磁功率为正时为发电机，当电磁功率为负时为电动机。当电枢电动势大于电枢端电压时为发电机，当电枢电动势小于电枢端电压时为电动机。 9、同步机的短路特性为什么是一条直线？

因为短路的时候FIk,FaIk，又由于这时电枢磁动势是直轴去磁的，故有

FFf1Fa,Ff1Ik ，又因为短路时气隙磁动磁很小，磁路不饱和，可以看作线性的，

故Ff1If,故IkIf，即短路特性是一条直线。如果励磁电流不加地增大，那么当磁路出现饱和时，短路特性将不再是直线。

10、电机的功率流程，包括各种电机做发电和电动时功率的流向和损耗。

同步电动机的功率流程：从电源输入的电功率，减去定子绕组的铜耗得到电磁功率；电磁功率再减去空载损耗得到电机轴上输出的机械功率。

三相异步电动机的功率流程：交流电源输入的有功功率，减去定子铜耗，再减去定子铁铁耗，得到电磁功率；电磁功率减去转子铜耗得到机械功率；机械功率再减去机械损耗和附加损耗得到输出功率，即电动机转轴上能够输出给机械负载的机械功率。P238

并励直流发电机的功率流程：输入的机械功率，减去空载损耗得到电磁功率；电磁功率减去电枢回路铜耗，再减去励磁回路铜耗得到发电机输出的电功率。

并励直流电动机的功率流程：输入的电功率减去励磁回路铜，再减去电枢回路铜耗，得到电磁功率；电磁功率再减去空载损耗得到输出的机械功率。

11、串励直流电机能否空载启动？并励和串励的区别？

不能。因为串励电动机在轻载时，电磁转矩较小，电枢电流很小，气隙磁通值很小，转速就已经很高，如果理想空载的话，转速就会趋于无穷大，所以不允许空载启动，以防发生危险的飞车现象。

并励和串励的区别主要是结构和机械特性的区别。并励的励磁绕组和电枢绕组并联，而串励的励磁绕组和电枢绕组串联。并励的机械特性是硬特性，转速随电磁转矩的增大变化很小；串励的机械特性是软特性，转速随电磁转矩的增加迅速下降。

（机械特性是指转速和电磁转矩之间的关系。他励的机械特性是硬特性，复励电动机的机械特性介于并励和串励电动机特性之间，因而具有串励电动机起动性能好的优点，而没有空载转速极高的缺点。）

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12、同步电动机和异步电动机的选择原则

在不需要调速的大功率场合或者要求改善功率因数的场合选择同步电动机，在需要调速并且对功率因数要求不高的场合选用异步电动机。 13、变压器能变换什么物理量。

可以变电压、变电流、变阻抗、变相位。

14、异步机s=0什么意思？什么是异步机同步转速？异步机与同步机构造上区别？同步机分类？P121分别用于什么场合？永磁电机是同步还是异步？

在实际运行中，异步机s=0的情况不可能发生，因为如果s=0则转速与同步转速相等，转子与旋转磁动磁相对静止，转子绕组不再切割磁感线，不再产生感应电流，也就不会再受安培力的作用而转动。在实际运行中，异步电动机空载时，由于转速非常接近同步转速，故s约等于0.

异步机的同步转速是指电源的频率。异步机与同步机的构造区别主要在于转子上。同步机按转子结构分类分为凸极和隐极，凸极电机用于转速不高的场合，如水轮发电机；隐极电机主要用于转速较高的场合，如汽轮发电机。永磁电机是同步机（异步机的励磁由定子电流提供）。 15、同步电动机与异步电动机相比较的优缺点

同步电动机主要应用在一些功率比较大而且不要求调速的场合。优点是可以通过调节励磁电流来改善电网的功率因数，缺点是不能调速。 异步电动机优点是可以调速，能够广泛应用于多种机械设备和家用电器。缺点是需要从电网吸收滞后的无功功率，难以经济地在较宽广的范围内平滑调速。

16、同步发电机怎么调有功无功。调无功时有功怎么变化？ 同步发电机并联运行时，通过调节原动机的拖动转矩，进而改变发电机的输入功率来调节有功功率；通过调节励磁电流来调节无功功率。调节无功功率时，有功率不会发生变化，但调节有功功率时无功功率也将发生变化。 17、变压器原理

变压器的工作原理是电磁感应定律。

18、异步电动机所带负载增大，转速、定子转子的相关参数怎么变化（感应电动势等）

EE,EksE，s增大) 转速低，定子流增大，转子电流增大，电动势增大(U1122Se2'19、并联合闸四个基本条件

并联合闸时发电机与电网电压应满足以下四个条件：（1）幅值相等，波形一致；（2）频率相等；（3）相位相同；（4）相序一致。 20、直流电动机优点：

直流电动机的优点：具有优良的调速性能，调速范围宽，精度高，平滑性好，且调节方便，还具有较强的过载能力和优良的起动、制动性能。 21、异步电机能否发电,怎样启动？

异步电机可以发电，用于风力发电场和小型水电站。

异步电机要用于发电机时，可以先按异步电动机来起动，然后再依次通过减负载，降电压来使转速增大，直到大于同步转速。 22、异步机的绕线分为哪几种方式？ 笼型绕组和绕线型绕组。

23、什么条件下会产生旋转磁场？

由于每个脉掁磁动势都可以分解为一个正转的旋转磁动势和一个反转的旋转磁动势，在大小和相差合适的情况下，两相及以上的脉振磁动势都可以合成得到旋转磁动势。

24同步电动机和负载相连，功率因数由什么决定？和无穷大电网连接，功率因数由什么决

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定？

25、电机（同步电机、异步电机）的电枢磁动势是如何产生的？ 电机带负载时，电枢绕组中流过的电流产生的。

26、异步电机什么情况下可以作为发电机，转速有什么要求？异步发电机的转子转速能不能无限增大，为什么？

异步电机作为发电机时主要用于风力发电场和小型水电站，转速要大于同步转速。 异步发电机的转子转速不能无限增大，因为异步电机的转速大于同步转速时是工作于发电机状态，如果转速无限增大，就有可能出现“飞车”现象，损坏设备，还可能影响人身安全。 27、异步电机的等效电路是怎样的？

异步电机堵转时的T型等效电路有六个参数，定子电阻、定子电抗、转子电阻、转子电抗（都是折合后）、励磁电阻、励磁电抗。而旋转时的T型等效电路与堵转时相比，在转子回路中多一个与转子旋转相关的附加电阻，代表机械功率。

28、通过什么手段将异步电机等效成电路表示？ 在保持转子基波磁动势不变，对定子侧等效的情况下对异步电机的转子进行位置角折合、频率折合和绕组折合，把转子侧的参数都折合到定子侧就可以将异步电机等效成电路来表示了。

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单片机

1、80C51 ROM空间中，0000H~0023H有什么用途？用户应怎样合理安排？

0000H~0023H是80C51系统专用单元，其中0000H为CPU复位地址，0003H~0023H是5个中断源中断服务程序入口 地址，用户不能安排其他内容。一般来讲，从0030H以后，用户可自由安排。

2、80C51如何确定和改变当前工作寄存器区？

80C51是根据程序状态字寄存器PSW中工作寄存器区选择控制位RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）来确定和改变当前工作寄存器区： RS1、RS0=00——0区 （00H~07H） RS1、RS0=01——1区 （08H~0FH） RS1、RS0=10——2区 （10H~17H） RS1、RS0=11——3区 （18H~1FH）

3、简述读外ROM和读写外RAM用到的控制信号。 读外ROM的控制线有3条： ①ALE：控制锁存低8位地址信号。 ②PSEN：控制外ROM输出。 ③EA：确定读外ROM。

读写外RAM控制信号分别为： ①RD：控制外RAM输出。

②WR：控制外RAM输入。

4、什么叫中断嵌套？中断嵌套有什么？中断嵌套与子程序嵌套有什么区别？ 高优先级中断“中断”正在执行的低优先级中断，这就是中断嵌套。 中断嵌套只能高优先级“中断”低优先级，低优先级不能“中断“高优先级，同一优先级之间也不能相互“中断”。 中断嵌套与子程序嵌套的区别：

①子程序嵌套是在程序中事先安排好的；中断嵌套是随机发生的。

②子程序嵌套无次序，中断嵌套只允许高优先级“中断”低优先级。

5、为什么一般情况下，在中断入口地址区间要设置一条跳转指令，转移到中断服务程序的实际入口处？

由于80C51相邻两个中断入口地址间只有8字节的空间，8个字节只能容纳一个有3~指令的极短程序。一般情况中中断服务程序均大大超 出8个字节长度。因此，必须跳转到其他合适的地址空间。

6、试归纳小结80C51定时/计数器4种工作方式的特点

①方式0是13位计数器，最大计数值213=8192，计数范围比方式1小，计算定时初值比较麻烦，容易出错，与方 式1比较无任何优点。

②方式1是16位计数器，最大计数值为2=65536，计数范围大，适用于定时范围较大的应用场合。

③方式2是8位计数器，最大计数值是2=256，缺点是计数范围小，优点是定时初值可自动恢复，适用于需要重复定时， 而定时范围还不大的应用场合。

④方式3是8位计数器，仅适用于T0，T1无方式3。T0方式3时，被拆成两个的8位计数器TH0、TL0：TL0使用T0原有的控制寄存 器组成一个8位的定时/计数器；TH0借用

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T1的TF1、TR1，只能对机内机周脉冲计数，组成另一个8位定时器。T0方式3时T1方式2作串行口波特率 发生器。

7、如何判断T0、T1定时/计数溢出？

判断T0、T1定时/计数溢出的方法有两种：

① 查询方式。不断查询T0、T1溢出标志TF0、TF1：TF0或TF1=0时，未溢出；TF0或TF1=1时，溢出。

② 中断方式。T0、T1定时/计数溢出时，在CPU、T0、T1中断开放前提下能自动产生中断。 8、串行缓冲寄存器SBUF有什么作用？简述串行口接收和发送数据的过程 串行缓冲寄存器SBUF有两个：一个是串行发送缓冲寄存器，另一个是串行接收缓冲寄存器，用同一个特殊功能寄存器名SBUF和同一单元地址 99H。接收缓冲寄存器还具有双缓冲结构，以避免在数据接收过程中出现帧重叠错误。

在完成串行初始化后，发送时只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和完成串行数据的发送；接收时CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只 需从SBUF中读取接收数据。

基础题：

1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了 低8位 地址。

2、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于 1000H 时，访问的是片内ROM。 3、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从 外部程序 存储器读取信息。 4、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是 00H~1FH 。

6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以 位 寻址。 7、PSW中RS1 RS0=10时，R2的地址为 12H 。

8、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第 0 组，8个寄存器的单元地址为 00H ~ 07H 。 9、PC复位后为 0000H 。

10、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。

11、PC的内容为 将要执行的的指令地址 。

14、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为 2us 。

15、内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为 26H 。 16、使用8031芯片时，需将/EA引脚接 低 电平，因为其片内无 程 序 存储器。 17、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分： 工作寄存器区 、 位 寻址区 和 用户RAM区 。

18、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把 PC 的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 PC 。

19、MCS－51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS－51的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。 20、MCS-51单片机片内RAM的寄存器共有 32 个单元，分为 4 组寄存器，每组 8 个单元，以R0~R7作为寄存器名称。

21、指令格式是由 操作码 和 操作数 所组成，也可能仅由 操作码 组成。 22、在直接寻址方式中，只能使用 8 位二进制数作为直接地址，因此其寻址对象只限于 片 内RAM 。

23、在寄存器间接寻址方式中，其“间接”体现在指令中寄存器的内容不是操作数，而是操作数的 地址 。 24、在变址寻址方式中，以 A 作变址寄存器，以 PC 或 DPTR 作 基址寄存器。

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25、MCS-51有5个中断源，2个中断优先级，优先级由软件填写特殊功能寄存器 IP 加以选择。

26、外中断请求标志位是 IE0 和 IE1 。 27、8051单片机响应中断后，产生长调用指令LCALL，执行该指令的过程包括：首先把 PC 的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送 PC ，使程序执行转向 程序存储器 中的中断地址区。

28、当定时器T0工作在方式3时，要占用定时器T1的 TR1 和 TF1 两个控制位。 29、在定时器T0工作方式3下，欲使TH0停止工作，应执条 CLR TR1 的指令。 30、使用定时器/计数器1设置串行通信的波特率时，应把定时器/计数器1设定作方式 2 ，即 自动重新加载 方式。

31、当计数器产生计数溢出时，把定时器/计数器的TF0（TF1）位置“1”。对计数溢出的处理，在中断方式时，该位作为 中 断标志 位使用；在查询方式时，该位作 状态 位使用。

32、在定时器工作方式1下，计数器的宽度为16位，如果系统晶振频率为6MHz，则最大定时时间为 131.072ms ，若系统晶振频率为12MHz，则最大定时时间为 65.536ms 。

33、8051单片机内部设有两个16位定时器/计数器，即 T0 和 T1 。 34、T0由两个8位特殊功能寄存器 TH0 和 TL0 组成，T1由 TH1 和 TL1 组成。

35、定时时间与定时器的 工作方式 、 计数初值 及 振荡周期 有关。 36、MCS-51的定时器/计数器作计数器时计数脉冲由外部信号通 过引

脚 P3.4 和 P3.5 提 供。

37、MCS-51的定时器/计数器T0的门控信号GATE设置为1时，只有 INT0 引脚为高电平且由软件使 TR0 置1时，才能启动定时器/计数器T0工作。

38、当T0为方式 3 ，T1为方式 2 的时候，8051单片机的定时器可提供3个8位定时器/ 计数器 39、在串行通信中，有数据传送方向为 单工 、 半双工 和 全双工 三种方式。 40、计算机的数据传送有两种方式，即 并行数据传送 和 串行数据传 送 方式，其中具有成本低特点的是 串行数据传送 方式。

41、串行通信按同步方式可分为 异步 通信和 同步 通 信。 42、异步串行数据通信的帧格式由 起始 位、 数据 位、 奇偶校验 位和 停止 位组成。

43、MCS-51的串行口在工作方式0下，是把串行口作为 同步移位 寄存器来使用。这样，在串入 并出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为 并行输出 口使用，在并入串出移位寄存器的配合下，就可以把串行 口作为 并行输入 口使用。 44、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是 约定 的。

45、串行口方式0是 同步移位寄存器 方式，方式1、2、3是异步通信方式。 46、MCS-51外扩ROM、RAM或I/O时，它的地址总线是 P0、P2 口。 47、12根地址线可寻址 4 KB存储单元。

48、单片机与外设间传送数据有 程序传送 、 中断传送 和 DMA传送 三种传送方式。

49、 74LS138是具有3个输入的译码器芯片，其输出作为片选信号时，最多可以选中 8 块芯片。

50、并行扩展存储器，产生片选信号的方式有 线选 法和 译码 法两种。

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计算机组成原理

1、寻址方式的种类 （1）立即数寻址；（2）寄存器寻址；（3）直接寻址；（4）寄存器间接寻址；（5）寄存器相对寻址；（6）基址加变址寄存器；（7）相对基址加变址寻址。

（前四种为常用。I/O端口操作数的寻址方式是直接寻址和寄存器间接寻址两种。 直接寻址和寄存器间接寻址都是内存操作数寻址，内存操作数寻址慢，因为读取内存。立即数寻址和寄存器寻址快。

只有BX、BP、SI、DI四个寄存器可以用于寄存器间接寻址。） 2、CPU与外设的数据传输方式

（1） 无条件传送（实际应用中较少使用）

（2） 查询方式（可靠性较高，但CPU效率低）

（3） 中断方式（可提高CPU效率，但是可靠性不如查询方式高）

（4） DMA方式

3、冯诺依曼结构和哈佛结构的区别（前者共用总线，后者数据总线和程序总线分开） 冯诺依曼结构是程序空间和数据空间不的结构，而哈佛结构是指程序和数据空间的体系结构。通用计算机采用冯诺伊曼结构，统一程序和数据空间，共享程序总线与数据总线，取指和取操作数串行执行，哈佛总线结构指程序总线与数据总线分离，可以同时取指和取操作数。

4、中断服务程序的执行过程

开始－－保护现场――完成中断源申请的任务――发中断结束命令EOI――恢复现场――IRET中断返回。

5、什么是堆栈？用在什么地方？堆栈指针有什么用？

堆栈是一片以“先进后出，后进先出”方式进行操作的重要的内存区域。主要用于保存和恢复子程、中断的返回地址，一些需要保护的重要数据等等。堆栈的指针用于指向堆栈的顶部。 6、请简述冯诺依曼结构的特点

冯诺依曼体系结构的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。 根据冯诺依曼体系结构构成的计算机必须具备五大基本组成部件，包括：输人数据和程序的输入设备；记忆程序和数据的存储器；完成数据加工处理的运算器；控制程序执行的控制器；输出处理结果的输出设备。

7、一个MCU的地址线有16根，最大寻址K，可以扩充到128K嘛？如可以，给出方法 8、现代计算机存储器的层次结构?高级缓存与虚拟缓存的区别?

现代微型计算机的存储系统结构：高速缓存――主存（内存）――外存（硬盘）。（三级存储系统层次结构）

高速缓存位于CPU与主存之间，是用最快速的SRAM构成。在配备有高速缓存的微机中，每次存储器时，都先访问高速缓存，如果访问的内容在高速缓存中，则访问到此为止；否则，再访问主存储器，并把有关内容及相关数据块取入高速缓存。这样可以提高微机的运行速度。 虚拟内存是用硬盘空间做内存来弥补计算机内存空间的缺乏，但它并不是物理上真正的内存。 9、动态ram和静态ram在存储方法和操作上有哪些区别? 动态RAM 的基本存储电路为带驱动晶体管的电容。电容上有无电荷状态被视为逻辑1 和0。随着时间的推移，电容上的电荷会逐渐减少，为保持其内容必须周期性地对其进行刷新(对电容充电)，以维持其中所存的数据，所以在硬件系统中也得设置相应的刷新电路来完成动态RAM 的刷新，硬件系统比较复杂，但功耗低，成本低。一般PC机上标准存储器都采用DRAM。

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静态RAM 用触发器存放1 和0，每个触发器存放一位二进制信息，由若干个触发器组成一个存储单元，再由若干存储单元组成存储器矩阵，加上地址译码器和读／写控制电路就组成静态RAM。它存取速度快，只要不掉电即可持续保持内容不变。与动态RAM 相比，静态RAM 无须考虑保持数据而设置的刷新电路，故扩展电路较简单。但由于静态RAM 是通过有源电路来保持存储器中的数据，因此，要消耗较多功率，价格也较高。一般用作高速缓存。 （D/A转换器是分辨率和建立时间） 10、计算机的基本结构

总线（数据总线、地址总线、控制总线），处理器（运算器＋控制器），存储器（内存、内存条），I/O接口（使输入输出设备与CPU的信号类型、运行速度匹配），输入输出设备。 11、内存的构成

ROM（只读存储器）：只能读，不能写。具掉电保护功能。

RAM（随机存取存储器）：既可读，又可写。无掉电保护功能，掉电后原有信息将不复存在。 12、RISC指令特点？

答：(1)选取适用频率较高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令的组合来实现； (2)指令长度固定，指令格式种类少；

(3)只有Load/Store指令访存，其余指令的操作数在寄存器之间进行； (4)CPU中有多个通用寄存器； (5)控制器采用组合逻辑控制；

(6)采用流水技术，大部分指令在一个时钟周期内完成； (7)采用优化的编译程序。 13、总线

1.总线分为片内总线、系统总线和通信总线。系统总线又分为数据总线、地址总线和控制总线。通信总线又分为串行通信总线和并行通信总线。 2.目前流行的总线标准有ISA、EISA、VL-BUS、PCI。 3.总线判优控制方式分为分布式和集中式。集中式又分为链式查询、计数器定时查询和请求方式。

4.总线判优控制方式中请求方式的原理：每个设备均有一对总线请求线BRi和总线同意线BGi。当设备要求使用总线时，便发出该设备的请求信号，总线控制部件中有一排队电路，可根据优先次序确定响应哪一个设备的请求。

5.总线通信控制方式分为同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。

14、DRAM的刷新：

①DRAM是靠电容存储电荷的原理来寄存信息的，电容上的电荷只能维持很短的时间，因此每 隔一段时间需补充电容上的电荷，此过程称为“刷新”。

②DRAM的刷新过程实质上是将原存信息读出，再由刷新放大器形成原信息并重新写入的过 程。

③DRAM的刷新方式分为集中式刷新、分散式刷新和混合式刷新。 15、存储器层次结构：

寄存器，缓存，主存，（辅村）磁盘，磁带。缓主（虚拟存储系统）解决CPU和主存速度不匹配。2存储容量。

16、I/O控制方式分为程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、I/O通道方式和I/O处理机方式。

17、中断处理包括中断请求、中断判优、中断响应、中断服务和中断返回。中断服务又包括保护现场、中断服务、恢复现场和中断返回。

18、接口总线（数据，设备选择，命令，状态）选址，传送命令，传送数据功能。

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19、主存储器类型？

答:(1)随机存储器又叫读写存储器RAM[易失性存储器];非„„(2)只读存储器ROM;(3)可编程只读存储器PROM;(4)可擦出可编程只读存储器EPROM;(5)可用电擦除的可编程只读存储器E*EPROM;

20、主存储器主要性能指标？

答:主存储容量、存储器存取时间和存储周期时间。 21、读写存储器分为？

答:静态存储器SRAM和动态存储器DRAM;

DRAM以“读出”方式再生或刷新，周期小于等于2ms。

DRAM分为三管存储单元电路和单管存储单元电路。单管的优点:线路简单，单元占用面积小，速度快。缺点:是破坏性的，读出后要立即对单元进行“重写”，已恢复原信息;单元独处信号很小，要求有高灵敏度的独处放大器。

22、SRAM和DRAM比较:DRAM优点：

(1)集成度高-单管存储，(2)封装尺寸小-地址分批进入，管脚少;(3)价格便宜;(4)功率小。 缺点:(1)速度慢-用了动态原件;(2)需要再生。

1：写操作保持catch和主存一致性的两种写入方式：标致交换方式和通过式写或写通。 多层catch一致性中状态：修改、排他、共享、无效。 23、什么是虚拟存储器？

答;指的是“主存-辅存”层次，程序员可以按比主存大得多的空间来编制程序，即按虚存空间编址。

24、地址映像和地址转换概念？

答：地址映像：为了把信息放到catch存储器中，必须应用某种函数把主存地址映像到catch。 地址变换：在信息按照这种映像关系装入catch后，执行程序时，应将主存地址变换成catch地址。

25、比较主存-辅存层次与catch-主存层次的比较？

答：首先，主存/catch存储器的访问“时间比”较小，典型的为10:1；每次传送的基本信息单元(字块)也比较小，几个至几十个字节。而辅存/主存的访问“时间比”就比较大，多达100:1~1000:1，每次传送的基本单位信息(段或页面)也很大，几十至几千字节。 从原理角度上有相似处，他们采用的地址变换及映像方法和替换策略相同。虚拟存储系统所采用的映像方式也相同等，替换算法也多采用LRU算法。 26、中断的作用(7个)？

答：(1)CPU与I/O并行工作； (2)硬件故障处理； (3)实现人机联系；

(4)实现多道程序和分时操作； (5)实现实时处理；

(6)实现应用程序和操作系统的联系； (7)多处理机系统各处理时间的联系。 27、8种寻址方式？

答：(1)直接寻址-->MOV AX，[3000H]；特点：只访问一次存储器，地址位数决定了寻址范围，操作数的地址不易改变。

(2)寄存器寻址:MOV SS,AX；不访存，AX是通用寄存器，可以缩短指令长度，节省存储空间，提高指令执行速度。

(3)带位移量的基址寻址-->EA=（BR）+A；BR为基址寄存器（通用寄存器），A为位移量disp；

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特点：解决了程序在存储器中的定位和扩大寻址空间的问题，对多道程序和浮动程序很有用。 (4)变址寻址-->EA=（IX）+A;IX为変址寄存器，由用户给定，可作为偏移量，A不变，可作为基地址。如果还有基址寄存器，计算有效地址时还要加上。特点：可扩大寻址范围，変址由用户给定；便于处理数组问题。 (5)间接寻址-->EA=（A）；分为寄存器间接和存储器间接寻址。（A）是操作数的地址或指令的地址。特点：多次访存，可扩大寻址范围，便于変址程序。

(6)相对寻址-->EA=（PC）+A；当前指令地址+偏移量A；特点：转移地址不固定，随PC变化，总是相差一个disp，对于浮动程序适用。disp可正可负，通常用补码。

(7)立即数寻址-->特点：指令执行阶段不访存，提高了执行速度，只能适用于操作数固定情况下。 (8)堆栈寻址

28、指令的分类与功能?

(1)算术逻辑运算指令

这类指令包括逻辑加、逻辑乘、按位加、逻辑移位等指令，主要用于无符号数的位操作、代码的转换、判断及运算。 移位指令用来对寄存器的内容实现左移、右移或循环移位。 (2)移位操作指令（算术、逻辑和循环移位）

算术右移时最高位（符号位）不变，逻辑右移最高位补零。 (3)浮点运算指令 (4)十进制运算指令

(5)字符串处理指令——字符串的传送、比较、查询、转换等。 (6)数据传送指令

数据传送指令主要包括取数指令、存数指令、传送指令、成组传送指令、字节交换指令、清累加器指令、堆栈操作指令等等。这类指令主要用来实现主存和寄存器之间，或寄存器和寄存器之间的数据传送。

(7)转移类指令——a、无条件转移jump和条件转移指令branch；b、调用指令和返回指令call和return；c、陷阱与陷阱指令——意外中断。 (8)堆栈及堆栈操作指令——PUSH OPR：先（SP）-1->SP后OPR->（SP）；在中断、子程序调用中广泛用于保存返回地址，状态标志及现场信息。不同语言子程序调用时参数的传递，用堆栈普遍。

(9)输入输出(I/O)指令——输入输出指令主要用来启动外围设备，检查测试外围设备的工作状态，并实现外部备和CPU之间，或外围设备与外围设备之间的信息传送。 (10)指令——指令是指具有特殊权限的指令。这类指令只用于操作系统或其他系统软件，一般不直接提供给用户使用。 在多用户、多任务的计算机系统中指令必不可少。它主要用于系统资源的分配和管理。

(11)其他指令——除以上各类指令外，还有状态寄存器置位、复位指令、测试指令、暂停指令，空操作指令，以及其他一些系统控制用的特殊指令。 29、CISC指令的主要特点？

答：(1)指令系统复杂庞大，指令数目一般多达两三百条； (2)指令长度不固定，指令格式多； (3)可以访存指令不受；

(4)各种指令使用频率相差很大；

(5)各种指令执行时间相差很大，大多数指令需多个时钟周期才能完成； (6)控制器大多数采用微程序控制；

(7)难以用优化编译生成高效的目标代码程序。

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工业控制网络

1、计算机网络的基本概念 计算机网络定义为：“利用通信设备和线路，将分布在不同地理位置的、功能的多个计算机系统连接 起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的系统”。 按网络的传输技术(通信信道) 广播式网络 点到点网络

按跨度（地域范围） 局域网LAN 城域网MAN 广域网WAN 按通信介质 有线网 无线网 按组建属性 公用网 专用网 按管理性质 内联网 外联网 2、 传输介质 （1）同轴电缆

（2）双绞线

由两条相互绝缘的铜线组成，其典型粗细约1mm，两条象螺纹一样绞在一起。 屏蔽双绞线 无屏蔽双绞线 （3）光纤 4 无线介质 3、数据传输介质的选择

传输介质的选择:网络结构、通信容量、可靠性、价格 双绞线：价格便宜、带宽受限、通信容量小

同轴电缆：价格较贵、连接多个设备、容量大

光纤：频带宽、速度高、体积小、重量轻、衰减小、误码率低、抗电磁干扰强 无线：接入方便 4、媒体访问控制

一、带冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD

CSMA/CD可以概括为 先听后发、边发边听、冲突停止、随机延时后重发。 二、令牌环(Token Ring) 介质访问控制 三、令牌总线（Token Bus）访问控 5、OSI参考模型

一、OSI参考模型

ISO划分七层的基本原则：

网中各结点都具有相同的层次；

不同结点的同等层具有相同的功能；

同一结点内相邻层之间通过接口通信；

每层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务； 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信 二、分层模型工作原理 层 号 第一层 第二层 第三层 第四层 层 名 物理层 数据链路层 网络层 传输层 英 文 名 Physical Layer Data Link Layer Network Layer Transport Layer 12

工作任务 比特流传输 成帧、纠错 选线、寻址 收 发 接口要求 物理接口定义 介质访问方案 路由器选择 数据传输 操作内容 数据收发 访问控制 选定路径 端口确认 第五层 第六层 第七层 会话层 表示层 应用层 Session Layer 同 步 对话结构 数据表达 应用操作 会话管理 数据构造 信息交换 Presentation Layer 编 译 Application Layer 管理、协同 6、TCP/IP参考模型 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 层 应 用 层 表 示 层 会 话 层 传 输 层 网 络 数据链路层 层 物 理 TCP/IP 体系结构各层的功能

应 用 层 层 传 输 层 网 络 网络接口层 1. 网络接口层

TCP/IP参考模型的最低层，负责通过网络发送和接收IP数据报; 包括了能使用TCP/IP与物理网络进行通信的协议。 2. 网络层

网络层是在TCP/IP标准中正式定义的第一层。

网络层所执行的主要功能是处理来自传输层的分组，将分组形成数据包（IP数据包），并为该数据包进行路径选择，最终将数据包从源主机发送到目的主机，在网络层中，最常用的协议是互连协议IP，其他一些协议用来协助IP的操作。

相当OSI参考模型网络层无连接网络服务； 处理互连的路由选择、流控与拥塞问题； 3. 传输层

主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接； 传输控制协议TCP是一种可靠的面向连接协议； 用户数据报协议UDP是一种不可靠的无连接协议。 4. 应用层

在TCP/IP模型中，应用程序接口是最高层，它与OSI模型中的高三层的任务相同，用于提供网络服务，比如文件传输、远程登录、域名服务和简单网络管理等 7、现场总线

1.现场总线的定义: 现场总线是一种互联现场自动化设备及其控制系统的双向串行数字通信协议。也就是说，现场总线是控制系统中底层的通信网络，具有双向数字传输功能，在控制系统中允许智能现场装置全数字化、多变量、双向、多节点，并通过一条物理媒体互相交换信息。现场总线的结构遵循国际标准化组织（ISO）的开放系统互联（OSI）模型，而

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不同的现场总线的结构又不尽相同。

现场总线可广泛应用于过程工业/工厂自动化、电力系统自动化、交通、家庭自动化等各领域

8、现场总线系统的特点：

（1）系统的开放性

（2）互可操作性与互用性

（3）现场设备的智能化与功能自治性 （4）系统结构的高度分散性 （5）对现场环境的适应性 9、CAN总线：

CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，可以归属于工业现场总线的范畴，通常称为CAN bus，即CAN总线，是目前国际上应用最广泛的开放式现场总线之一。

1． CAN 的工作原理

当CAN 总线上的一个节点(站)发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点。 每组报文开头的11位字符为标识符(CAN2.0A)，定义了报文的优先级，这种报文格式称为面向内容的编址方案。

当一个节点要向其它节点发送数据时，该节点的CPU 将要发送的数据和自己的标识符传送给本节点的CAN芯片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，转为发送报文状态。

CAN 芯片将数据根据协议组织成一定的报文格式发出，这时,网上的其它节点处于接收状态。

每个处于接收状态的节点对接收到的报文进行检测，判断这些报文是否是发给自己的，以确定是否接收它。

由于CAN总线是一种面向内容的编址方案，因此很容易建立高水准的控制系统并灵活地进行配置。我们可以很容易地在CAN总线中加进一些新节点而无需在硬件或软件上进行修改。

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