单片机原理及应用(第三版)张毅刚课后习题答案完整版

-

答：光电耦合器，过程通道

4．光电耦合的主要优点是能有效抑制 以及各种 大提高。

答：尖峰脉冲，噪声干扰，信噪比

5．常见的软件滤波中的算术平均滤波法：一般适用于具有 滤波法：对

有良好的抑制作用， 但对偶然出现的

的波动干扰。对 、

、

的信号的滤波；滑动平均 ，从而使过程通道上的

大

的抑制作用差；中位值滤波法：

能有效地克服因 滤波效果。但对 对消除由于

等变化缓慢的被测参数能收到良好的

等快速变化的参数一般不宜采用此法；去极值平均值滤波法

而引起的误差较为有效。

答：随机干扰，周期性干扰，脉冲性干扰，偶然因素引起，温度，液位，流量，速度，脉冲干扰

6．绘制印刷线路板时，所有线路尽量沿 答：直流地，交流地 二、判断对错

1．不要在印制板中留下无用的空白铜箔层，因为它们可以充当发射天线或接收天

铺设，尽量避免沿

铺设。

线，可把就近它们接地。 对

2．双面布线的印制板，应使双面的线条尽量平行，以减少磁场耦合，有利于抑制干扰。 错 3．电源线布线除了尽量加粗导体宽度外， 采取使电源线、地线的走向与数据传递的

方向一致，将有助于增强抗噪声能力。 对

4．指令冗余措施可以减少程序乱飞的次数，使其很快纳入程序轨道，可保证程序在失控期间

不干坏事，保证程序纳入正常轨道。 错 三、简答

1．为什么要在每块的电源与地之间并接退耦电容 ?加几个退耦电容 ? 电容量选多大为适宜 ?

--

-

答：在每块印刷电路板的电源输入端跨接的电容应为一个 10～100μF 的大容量电解电容 （如

体积允许，电容量大一些更好）和一个 0.01 ～0.1 μF 的非电解电容。用于去除干扰中的高频干扰和低频干扰，并接大电容为了去掉低频干扰成分，并接小电容为了去

掉高频干扰部分。

2．在单片机应用系统中，应在什么位置进行光电隔离 ?

答：消除或减弱过程通道的干扰主要采用光电隔离技术。所谓光电隔离是采用光电耦合器可以将单片机与前向、后向以及其他部分切断电路的联系，能有效地防止干

扰从过程通道进入单片机（见图 14-3 ）。

3．具有较大电感量的元件或设备，诸如继电器、电动机、电磁阀等 , 在其断电时，应采用什

么措施来抑制其反电势 ?

答：对于单片机应用系统中的具有较大电感量的元件或设备，诸如继电器、电动机、电磁阀等。当电感回路的电流被切断时，会产生很大的反电势而形成噪声干扰。这种反电势甚至可能击穿电路中晶体管之类的器件，反电势形成的噪声干扰能产生电磁场，对单片机应用系统中的其它电路产生干扰。如果通过电感线圈的是直流电流，

可采用如下措施加以抑制：

（1）可在线圈两端并联二极管和稳压管，如图 时，并联支路

14-10 (a)

所示。在稳定工作

被二极管 D阻断而不起作用； 当三极管 T 由通道变为截止时， 在电感线圈两端产生反电势 e。此电势可在并联支路中流通，因此 e 的幅值被限制在稳压管 DZ 的工作电压范围之内，并被很快消耗掉 , 从而抑制了反电势的干扰。使用时 DZ 的工作电压应选择得

比外加电源高些。

如果把稳压管换为电阻，同样可以达到抑制反电势的目的，如图 14-10 （ b）所示，因此也适用于直流驱动线圈的电路。在这个电路中，电阻的阻值范围可以从几欧姆到几

十欧姆。阻值太小，反电势衰减得慢；而阻值太大又会增大反电势的幅值。 （2）反电势抑制电路也可由电阻和电容组成，如图 选择 R、 C 参数，也能

14-11 所示。适当

获得较好的耗能效果。这种电路不仅适用于交流驱动的线圈，也适用于直流驱动的线圈。

--

-

（3）反电势抑制电路不但可以接在线圈的两端，也可以接在开关的两端，例如继电器，接触

器等部件在操作时，开关会产生较大的火花， 必须利用 RC电路加以吸收，如图图 14-

4．为什么要将所有的单片机应用系统中的模拟地和数字地分别相连， 然后仅在一点上相连接 ?

12 所示，一般 R取 1～2KΩ ，C取 2.2 ～4.7 μF。

--

-

答：数字地通常有很大的噪声而且电平的跳跃会造成很大的电流尖峰，对模拟地有较大的影

响，会引起模拟电路产生误差。 所以正确的接法是， 必须将所有的模拟地和数字地分别相连，

然后模拟（公共）地与数字（公共）地仅在一点上相连接，且地线应尽量加粗，见图 14-9 。

在 ADC和 DAC电路中，尤其要注意地线的正确连接，否则会引起 ADC和 DAC转换结

果的

误差。由于 ADC、DAC芯片都提供了相应独立的模拟地和数字地引脚，一定要把模拟

地引脚和数字地引脚尽可能短的相连。然后再与模拟地尽可能短的连接。 5．如何在单片机应用系统中实现电源去耦和集成芯片去耦 ? 答：（ 1）电源去耦

已在简答的 1 题中介绍，就是在印刷电路板的电源输入端跨接退耦电容。跨接的电容应 为一个 10～100μ F 的大容量电解电容（如体积允许，电容量大一些更好）和一个

0.01 ～0.1 μ F 的非电解电容。

（ 2）集成芯片去耦

每个集成芯片都应安置一个 0.01 μF 的瓷片去耦电容，去耦电容必须安装在本集成芯片的 Vcc 和 GND线之间，否则便失去了抗干扰作用。 如遇到印刷电路板空隙小装不下时，可每4～ 10 个芯片安置一个 1～ 10μF 高频阻抗特别小的钽电容器。对于抗噪声能力弱，关断电流大的器件和 ROM、RAM存储器，应在芯片的电源线 Vcc 和

地线（GND）间接入去耦的瓷片电容。

6．为什么在印制版的设计中 ,

在印制板中留下无用的空白铜箔层，走线不要有分支

答：（1）在印制板中留下无用的空白铜箔层，可充当发射天线或接收天线，可把就近它们接地。（ 2）走线不要有分支，可避免在线路条在传输高频信号导致反射干扰或发生谐波干扰。

7．什么是指令冗余、软件陷阱

?

不要?

答：（ 1）指令冗余：当单片机系统受干扰时，程序可能会产生“乱飞”。当乱飞到某双字节

--