智能儀表期末復(fù)習(xí)題(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、簡(jiǎn)答題1、串模干擾的來源有哪些？主要有哪些硬件防干擾措施？ 主要來自于高壓輸電線、與信號(hào)線平行敷設(shè)的輸電線以及大電流控制線所產(chǎn)生的空間電磁場(chǎng)。 措施：利用雙端不對(duì)地輸入的運(yùn)算放大器作為輸入通道的前置放大器用變壓器或光電耦合器把各種模擬負(fù)載與數(shù)字信號(hào)源隔離開來采用浮地輸入雙層屏蔽放大器來抑制共模干擾2、常用的數(shù)字濾波方式是什么？（1）克服大脈沖干擾的數(shù)字濾波法 .限幅濾波法 .中值濾波法 （2）抑制小幅度高頻噪聲的平均濾波法 算數(shù)平均 滑動(dòng)平均 加權(quán)滑動(dòng)平均 一階滯后濾波法 （3）復(fù)合濾波法 程序判斷，中位值濾波，算術(shù)平均濾波，遞推平均濾波，加權(quán)遞推平均濾波，一階慣

2、性濾波和復(fù)合濾波等。3、簡(jiǎn)述智能儀器設(shè)計(jì)的基本原則？ 1、從整體到局部（自頂向下）的設(shè)計(jì)原則2、經(jīng)濟(jì)性要求、3、可靠性要求4、操作和維護(hù)的要求 5、實(shí)時(shí)性要求4、簡(jiǎn)述有哪幾種現(xiàn)場(chǎng)總線？ 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF、FF總線不附屬任何一個(gè)企業(yè)或國(guó)家、提供了H1和H2兩種物理層標(biāo)準(zhǔn)、過程現(xiàn)場(chǎng)總線Profibus、LonWorks、CAN、HART5、簡(jiǎn)述程序跑飛的原因及其處理方法？ 原因：干擾信號(hào)已通過某種途徑作用到了CPU上，CPU就不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序，從而引起混亂。統(tǒng)受到某種干擾后,程序計(jì)數(shù)器PC的值偏離了給定的唯一變化歷程,導(dǎo)致程序運(yùn)行偏離正常的運(yùn)行路徑。 處理辦法：1）最簡(jiǎn)單的是使CPU復(fù)位，

3、讓程序從頭開始重新運(yùn)行。2）采用指令冗余、軟件陷阱以及“WATCHDOG"技術(shù)。6、逐次比較式A/D，積分式A/D的原理及各自優(yōu)缺點(diǎn)？ 逐次比較式：當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)作用后，時(shí)鐘信號(hào)先通過邏輯控制電路是N位寄存器的最高位D(N-1)位1，以下各位為0，這個(gè)二進(jìn)制代碼經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓U0，送到比較器與輸入的模擬電壓Ux比較。若Ux.>Uo，則保留這一位，；若Ux<Uo，則D(N-1)位置0. D(N-1)位比較完畢后，在對(duì)下一位即D(N-2)位進(jìn)行比較，控制電路使寄存器D(N-2)為1，其以下各位仍為0，然后再與上一次D(N-1)結(jié)果一起經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后再次送到比較器與Ux

4、相比較。如此一位一位地比較下去，直至最后一位Do比較完畢為止，最后，發(fā)出EOC信號(hào)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。這樣經(jīng)過N次比較后，N位寄存器保留的狀態(tài)就是轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)。 積分式：先用積分器把輸入模擬電壓轉(zhuǎn)換成中間量，再把中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字。優(yōu)缺點(diǎn)：逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換精度比較適中，轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在us級(jí)，轉(zhuǎn)換精度一般在0.1%左右，適用于一般場(chǎng)合。積分式A/D轉(zhuǎn)換器的核心部件是積分器，因此速度較慢，其轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在ms級(jí)或更長(zhǎng)。但抗干擾性能強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度可達(dá)0.01%，適用于在數(shù)字電壓表類儀器中。 優(yōu)缺點(diǎn)：逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間與轉(zhuǎn)換精度比較適中，轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在us級(jí)，轉(zhuǎn)換精度一

5、般在0.1%左右，適用于一般場(chǎng)合。積分式A/D轉(zhuǎn)換器的核心部件是積分器，因此速度較慢，其轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在ms級(jí)或更長(zhǎng)。但抗干擾性能強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度可達(dá)0.01%，適用于在數(shù)字電壓表類儀器中。7、串行通信線路工作方式有哪些？ 單工：當(dāng)線上數(shù)據(jù)流動(dòng)只有一個(gè)方向；半雙工：當(dāng)數(shù)據(jù)的流動(dòng)為雙向，且同以時(shí)刻能一個(gè)方向進(jìn)行時(shí)；全雙工：當(dāng)同時(shí)具有兩個(gè)方向的傳輸能力時(shí)。8、常用的鍵盤類型有哪些？鍵盤接口的任務(wù)是什么？ 按鍵碼識(shí)別分：有編碼式和非編碼式。任務(wù)是確定是否有鍵按下，按了哪一個(gè)鍵，消除抖動(dòng)問題以及同時(shí)按鍵的處理。9、智能儀表的軟件部分包括幾部分？各部分的作用是什么？ 包括:監(jiān)控程序、中斷處理程序以及實(shí)現(xiàn)各種算

6、法的功能模塊。 監(jiān)控程序是儀表軟件的中心環(huán)節(jié)，他接受和分析各種命令，管理和協(xié)調(diào)全部程序的執(zhí)行。中斷處理程序是人機(jī)聯(lián)系部件或其它外圍設(shè)備提出中斷申請(qǐng)。并為主機(jī)響應(yīng)后直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行的程序，以便及時(shí)完成實(shí)時(shí)處理任務(wù)。功能模塊是用來實(shí)現(xiàn)儀表的數(shù)據(jù)處理和控制功能，包括各種測(cè)量算法（例如數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、非線性校正等）和控制算法（PID算法、前饋控制、純滯后控制、模糊控制等）。10、簡(jiǎn)述智能儀表的設(shè)計(jì)思路和研制步驟？設(shè)計(jì)思路：模塊化設(shè)計(jì)和模塊的連接。模塊化設(shè)計(jì)是根據(jù)功能要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)自頂向下地按儀表功能層次吧硬件和軟件分成若干塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，然后把他們連接起來，進(jìn)行總調(diào)。軟件模塊的連接一般是通

7、過監(jiān)控主程序調(diào)用和各種功能模塊，或采用中斷的方法實(shí)時(shí)的執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)模塊來實(shí)現(xiàn)，并且按功能層次繼續(xù)調(diào)用下一級(jí)模塊。 研制步驟：三個(gè)階段：確定任務(wù)、擬定設(shè)計(jì)方案階段；硬件、軟件研制及儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段；儀表總調(diào)、性能測(cè)試階段。 確定任務(wù)、擬定設(shè)計(jì)方案階段包括1、確定設(shè)計(jì)任務(wù)和儀表功能2、完成總調(diào)設(shè)計(jì)。選擇確定硬件類型和數(shù)量。硬件、軟件研制及儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段包括1、嵌入式系統(tǒng)的選擇2、硬件電路設(shè)計(jì)、研制和調(diào)試 3、應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、程序編制和調(diào)試 4、儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。11、簡(jiǎn)述USB總線的特點(diǎn)及優(yōu)越性? 特點(diǎn)：使用方便、速度快、連接靈活、獨(dú)立供電、支持多媒體 優(yōu)越性：將逐步取代當(dāng)前PC上的串口和并口。12

8、、USB有幾種傳輸模式？試簡(jiǎn)述各種傳輸方式的特性？控制傳輸方式：雙向的，用來處理主機(jī)的USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，包括設(shè)備控制指令，設(shè)備狀態(tài)查詢及確認(rèn)命令。 批處理方式：可以是單向也可以是雙向的。用來傳輸要求正確無誤的數(shù)據(jù)。 中斷傳輸方式：是單向的，且僅輸入到主機(jī)。該方式傳送數(shù)據(jù)量很小，但這些數(shù)據(jù)需得到及時(shí)處理。 等時(shí)傳輸方式：可以是單向也可以是雙向的，主要用于傳輸連續(xù)性、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，用于對(duì)數(shù)的正確性要求不高而對(duì)時(shí)間極為敏感的外部設(shè)備。13、A/D轉(zhuǎn)換芯片的主要性能指標(biāo)是什么？性能指標(biāo)：分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換誤差D/A轉(zhuǎn)換芯片性能指標(biāo)？ 性能指標(biāo)：分辨率、精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間。14、七段LED顯示中靜態(tài)顯

9、示與動(dòng)態(tài)顯示接口方式有什么不同？ 點(diǎn)亮顯示器的方法有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。靜態(tài)顯示就是當(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管通過恒定電流。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)：每一位都需要一個(gè)8位輸出口控制。動(dòng)態(tài)顯示是輪流點(diǎn)亮各位顯示器。特點(diǎn)是只需一個(gè)8 位段輸出口和一個(gè)8位掃描輸出口。15、從干擾進(jìn)入儀表的方式分為那幾種？ 串模干擾、共模干擾、數(shù)字電路干擾、電源和地線系統(tǒng)的干擾。16、可靠性是智能儀器中一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。請(qǐng)寫出智能儀器中常用的提高硬件和軟件可靠性的方法？硬件：元器件選擇、篩選、降額使用、可靠電路設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、人為因素設(shè)計(jì)、儀器可靠性實(shí)驗(yàn)。采用冗余結(jié)構(gòu)的方法，在設(shè)計(jì)時(shí)安排雙重結(jié)構(gòu)的硬

10、件電路；合理選擇元器件和采用極限情況下實(shí)驗(yàn)的方法軟件：認(rèn)真進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)、可靠的程序設(shè)計(jì)方法、程序驗(yàn)證技術(shù)、提高軟件設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)、消除干擾、增加試運(yùn)行時(shí)間。采用模塊化設(shè)計(jì)方法；對(duì)軟件進(jìn)行全面測(cè)試。17、智能儀表的軟件主要包括是什么？ 智能儀表的軟件包括監(jiān)控程序、中斷處理程序以及實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊。18、智能儀表的特點(diǎn)是什么？1、操作自動(dòng)化，2、具有自測(cè)功能，3、具有數(shù)據(jù)處理功能，4、具有良好的人機(jī)對(duì)話功能，5、具有程控操作能力。(1)精度高智能變送器具有較高的精度。；2)功能強(qiáng)；(3)測(cè)量范圍寬；(4)通信功能強(qiáng)；5)完善的自診斷功能。19、如何消除鍵抖動(dòng)，常用哪幾種方法？ 可以使用硬件或

11、軟件方法。鍵數(shù)少時(shí)使用R-S觸發(fā)器或簡(jiǎn)單的RC濾波器；鍵數(shù)多時(shí)，采用軟件延時(shí)的方法。20、USB規(guī)范中的規(guī)定的4種數(shù)據(jù)傳輸方式是什么？ 控制傳輸方式、批處理方式、中斷傳輸方式、等時(shí)傳輸方式。21、什么是光電耦合器？為什么說它有很強(qiáng)的抗干擾能力？ 光電耦合器是把發(fā)電器件和光敏器件封裝在一起，以光為媒介傳輸信號(hào)的器件，完全隔離了前后通道的電器聯(lián)系，具有非常好的隔離效果。原因:1、光電耦合器的輸入阻抗很低，而干擾源的內(nèi)阻一般都很大，這時(shí)能能饋送到光電耦合器輸入端的噪聲自然會(huì)很小。2、輸入回路與輸出回路之間的分布電容極小。3、光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間是光耦合的，而且是在密封條件下耦合的，故不

12、會(huì)受到外界光的干擾。22、 智能儀表的軟件部分包括幾部分？各部分的作用是什么？ 軟件包括監(jiān)控程序，中斷處理程序以及實(shí)現(xiàn)各種算法的功能模塊。 監(jiān)控程序是儀表軟件的中心環(huán)節(jié)，接受和分析各種命令、管理和協(xié)調(diào)全部程序的執(zhí)行、中斷處理程序是人機(jī)聯(lián)系、部件或其它外圍設(shè)備提出中斷申請(qǐng)，并為主機(jī)響應(yīng)后直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行的程序，以便及時(shí)完成實(shí)時(shí)處理任務(wù)。功能模塊是用來實(shí)現(xiàn)儀表的數(shù)據(jù)處理和控制功能，包括各種測(cè)量算法和控制算法。23、簡(jiǎn)述PID控制算法的中的P、I、D的含義和作用？ 答：P稱為比例項(xiàng)，起比例控制作用。I稱為積分項(xiàng)，起積分控制作用。D稱為微分項(xiàng)，起微分控制作用。24、簡(jiǎn)述A/D轉(zhuǎn)換有哪幾種類型？ A/D轉(zhuǎn)換

13、器大致上可分為比較型和積分型兩種類型。二、計(jì)算題1、某智能壓力控制系統(tǒng)中采用8位ADC，測(cè)量范圍為0100N，在某一時(shí)刻儀表采樣并經(jīng)濾波和非線性校正后（即壓力與數(shù)字量之間的關(guān)系已為線性）的數(shù)字量為E9H，問此時(shí)的實(shí)際壓力是多少？（設(shè)測(cè)量壓力0N對(duì)應(yīng)ADC的00H輸出，測(cè)量壓力100N對(duì)應(yīng)ADC的0FFH輸出）？（10分） 解：91.2N 2、畫出智能儀表的典型結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述各組成部分的作用？ 傳感器：將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，如將非電學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)量等信號(hào)調(diào)理：對(duì)傳感器傳來的信號(hào)進(jìn)行變換、放大、整行、補(bǔ)償?shù)忍幚?。?shù)據(jù)通信：用來實(shí)現(xiàn)儀表與外界交換數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)網(wǎng)需求信號(hào)處理：對(duì)傳來的

14、信號(hào)進(jìn)行加工處理，計(jì)算分析等一系列工作人機(jī)接口：溝通操作者與儀表之間的聯(lián)系控制輸出：（自己謅）3、 畫出兩個(gè)DAC0832與MCS-51單片機(jī)的接口電路，并編寫一個(gè)程序使兩路D/A同時(shí)改變輸出？ MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,R2 MOVX DPTR,A INC DPH MOV A,R3 MOVX DPTR,A MOV DPTR,A MOV DPTR,#FFFH MOVX DPTR,A RET4、 畫出MC14433與MCS-51單片機(jī)的接口電路，編寫程序采集模擬量信號(hào)，把它放到20H-21H的內(nèi)存單元中。INIT:SETB IT1 AJMP AI2 JNB ACC.6，AI5

15、 SETB EA AI1：CLR 07H SWAP A SETB EX1 AI2：JB ACC.3，AI3 INC R0. SETB 04H MOV R0，AAINT:MOV A,P1 AJMP AI4 AI6：MOV A,P1 JNB ACC.4，AINT AI3：CLR 04H JNB ACC.7，AI6 CLR 06H AI4：MOV A，P1 XCHD A,R0 CLR 05H JNB ACC.5，AI4 RETI JB ACC.0，AER MOV R0，#20H AER:SETB 10H JB ACC.2，AI1 XCHD A,R0 RETI SETB 07H AI5：MOV A,P

16、15、 編寫程序，要求T0產(chǎn)生1ms的定時(shí)，并使P1.0輸出周期為2ms的方波。T0工作方式1，fosc=12MHz。解：T0初始值：（216-x）*12/fosc=1000s x=64536=0FC18H 專心-專注-專業(yè) START: MOV TMOD,#01H MOV TL0,#18HMOV TH0，#0FCHSETB TR0 LOOP: JBC TF0,CONTSJMP LOOP CONT: MOV TL0,#18HMOV TH0,#0FCHCPL P1.0SJMP LOOP 6、 畫出一種有效（即微處理器的RESET引腳為高電平有效）的開機(jī)復(fù)位和人工復(fù)位的接法，并簡(jiǎn)要說明其工作原理。

17、手動(dòng)按鈕復(fù)位:當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 上電復(fù)位的工作過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電  容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。7、要求將60H-6FH的數(shù)據(jù)塊從單片機(jī)串行口輸出，設(shè)計(jì)單片機(jī)串行口工作于方式二，TB8作奇偶效驗(yàn)位，編寫程序?qū)崿F(xiàn)？ MOV SCON,#80H  ;設(shè)定串口工作方式2 M

18、OV PCON,#80H  ;波特率為fosc/32 MOV R0,#60H ;設(shè)定數(shù)據(jù)傳送的起始地址. MOV R7,#10H ;設(shè)定數(shù)據(jù)傳送的個(gè)數(shù)16LOOP: MOV A,R0   ;取數(shù). MOV C,PSW.0 ;取來奇偶校驗(yàn)位. MOV TB8,C   ;送到發(fā)送的位置. MOV SBUF,A  ;串口發(fā)送.WAIT: JBC TI,CONT ;等待發(fā)送完成.   SJMP WAITCONT: INC R0      ;轉(zhuǎn)向下一個(gè)數(shù)據(jù).   DJN