答：机电一体化总体设计是应用系统总体技术，从整体目标出发，综合分析机电一体化产品的性能要求及各机、电组成单元的特性，选择最合理的单元组合方案，实现机电一体化产品整体优化设计的过程。
5、机电一体化总体设计的主要内容有哪些？
答：一般来说，机电一体化总体设计包括下述一些主要内容。 （1）详尽搜集用户对所设计产品的需求
① 设计任何系统，首先要收集所有相关的信息，包括设计需求、背景技术资料。
② 设计对象所具有的主要功能。 ③ 设计对象与其工作环境的界面。 ④ 设计对象对操作者技术水平的需求。
⑤ 设计对象是否被制造过，假如与设计对象类似的产品已在生产，则应参观生产
过程，并寻找有关的设计与生产文件。
⑥ 了解用户自身的一些规定、标准，例如厂标，一般技术要求，对产品表面的要
求（防蚀、色彩）等。
（2）设计对象工作原理的设计 （3）主要结构方案的选择 （4）摩擦形式的选择
（5）系统简图的绘制 （6）总体精度分配 （7）总体设计报告
6、可编程控制器控制系统的一般设计步骤分哪几步？
答：PLC控制系统设计的一般步骤如图所示。 （a）根据工艺分析控制要求
（b） 确定所需的用户输入/输出设备及I/O点数 （c） 选择PLC
（d） 分配PLC的I/O点编号 （e） PLC程序设计
图5 PLC控制系统设计步骤
7、可编程控制器常用编程语言有哪几种？
答：PLC不采用计算机编程语言，而常采用面向控制过程、面向对象的“自然语言编
程”。这些编程语言有梯形图语言、指令表（助记符）语言、流程图语言、布尔代数语言。
8、可编程控制器常用编程语言的特点是什么？
答：①梯形图语言
梯形图在形式上类似于继电器控制电路，它是用各种图形符号连接而成的，梯形图直观易懂，为电气人员所熟悉，因此是应用最多的一种编程语言。
②指令表（助记符）语言
指令表语言类似微机汇编语言的形式，它是用指令的助记符来编程的。助记符语言也是应用广泛的一种编程语言。
③流程图语言
流程图类似于“与”、“或”、“非”等逻辑电路图。流程图也比较直观易懂，有一定数字电路知识的工程人员很容易掌握。
④布尔代数语言
是利用布尔代数所组成的逻辑表达式来表达系统的控制关系。
9、计算机控制系统的组成和特点是什么？
答：主要由中央处理单元、存储器、I/O子系统、人机接口、系统支持功能等组成，
以高可靠性、实时性、低功耗为其显著特征。
10、MCS—51单片机有哪些信号需要芯片引脚以第二功能的方式提供？
答：P3的8条口线都定义有第二功能，并且应用的最多。P3口线的第二功能见表。
表 P3口线的第二功能
口线 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 信号名称 串行数据接收 串行数据发送 外部中断0申请 外部中断1申请 定时器/计数器0计数输入 定时器/计数器1计数输入 外部RAM写选通 外部RAM读选通
复习题四
一、名词解释：（40分） 1、机械系统
答：机电一体化系统中的机械系统与一般的机械系统相比，除要求具有较高的定位精
度外，还应具备体积小、重量轻、刚度大、动态性能好等特点。概括地讲，机电一体化机械系统应包括传动机构、导向机构、执行机构三大部分。
2、检测系统
答：检测系统是机电一体化系统的一个基本要素，其功能是对系统运行中所需的自身
和外界环境参数及状态进行检测，将其变换成系统可识别的电信号，传递给信息处理单元。
3、伺服系统
答：伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，又称随动系统或
伺服机构。指在控制命令的指挥下，控制执行元件工作，使机械运动部件按照控制命令的要求进行运动，并具有良好的动态性能。
4、接口技术
答：为构成完整的并有一定控制和运算功能的系统而将一个部件与另外的部件连接起
来，这种连接就称微处理器系统的接口。
5、控制系统
答：控制系统是机电一体化产品的中枢，用于实现信息处理、控制信号输出、控制和
协调机电一体化产品的其他内部功能，通过控制系统的控制，执行机构的驱动，被控对象按照预定的规律或目的运行，运行效果通过传感器反馈回控制系统，连同传感器收集的其他有关信号供控制系统利用并不断修正其控制指令。
6、D/A转换
答：在机电一体化产品中，很多被控对象要求用模拟量做控制信号，而计算机是数字
系统，不能输出模拟量，这就要求控制输出接口能完成将数字信号转换成模拟信号，称之为D / A转换。
7、传动机构
答：机电一体化系统中的传动机构主要功能是传递转矩和转速，因此，它实际上是一
种转矩、转速变换器。机电一体化系统中所用的传动机构主要有滑动丝杠副、滚珠丝杠
副、齿轮传动副、同步带传动副、间歇机构、挠性传动机构等。
8、机电一体化技术
答：机电一体化技术是以电子技术特别是微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技
术交叉、融合而成的综合性高新技术，是工程领域不同种类技术的综合及集成，是一个技术群的总称，它包括机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术等。
二、简答（60分）
1、计算机控制系统的组成和特点什么？
答：主要由中央处理单元、存储器、I/O子系统、人机接口、系统支持功能等组成，以
高可靠性、实时性、低功耗为其显著特征。
2、机电一体化设计的关键技术包括哪几方面？
答：机电一体化设计的关键技术包括下述六个方面：
（1） 精密机械技术。 （2）检测与传感器技术。 （3）信息处理技术。 （4）自动控制技术。 （5）伺服驱动技术。 （6）系统总体技术。
3、MCS-51单片机有哪些信号需要芯片引脚以第二功能的方式提供？
答：答：P3的8条口线都定义有第二功能，并且应用的最多。P3口线的第二功能见表。
表 P3口线的第二功能
口线 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD 信号名称 串行数据接收 串行数据发送 外部中断0申请 外部中断1申请 定时器/计数器0计数输入 定时器/计数器1计数输入 外部RAM写选通 外部RAM读选通 4、与模拟滤波器相比，数字滤波器的优点是什么？
答：数字滤波器与模拟滤波器相比具有如下优点：①数字滤波器是计算机的运算过程，
不需要额外的硬件设备，不存在阻抗匹配问题，可靠性高，稳定性好；②可以对频率很低或