智能儀表期末復習題(共7頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上一、簡答題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、與信號線平行敷設的輸電線以及大電流控制線所產生的空間電磁場。 措施：利用雙端不對地輸入的運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載與數字信號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、常用的數字濾波方式是什么？（1）克服大脈沖干擾的數字濾波法 .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 算數平均 滑動平均 加權滑動平均 一階滯后濾波法 （3）復合濾波法 程序判斷，中位值濾波，算術平均濾波，遞推平均濾波，加權遞推平均濾波，一階慣

2、性濾波和復合濾波等。3、簡述智能儀器設計的基本原則？ 1、從整體到局部（自頂向下）的設計原則2、經濟性要求、3、可靠性要求4、操作和維護的要求 5、實時性要求4、簡述有哪幾種現(xiàn)場總線？ 基金會現(xiàn)場總線FF、FF總線不附屬任何一個企業(yè)或國家、提供了H1和H2兩種物理層標準、過程現(xiàn)場總線Profibus、LonWorks、CAN、HART5、簡述程序跑飛的原因及其處理方法？ 原因：干擾信號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,程序計數器PC的值偏離了給定的唯一變化歷程,導致程序運行偏離正常的運行路徑。 處理辦法：1）最簡單的是使CPU復位，

3、讓程序從頭開始重新運行。2）采用指令冗余、軟件陷阱以及“WATCHDOG"技術。6、逐次比較式A/D，積分式A/D的原理及各自優(yōu)缺點？ 逐次比較式：當啟動信號作用后，時鐘信號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，這個二進制代碼經A/D轉換器轉換成電壓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，在對下一位即D(N-2)位進行比較，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)結果一起經過D/A轉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信號表示轉換結束。這樣經過N次比較后，N位寄存器保留的狀態(tài)就是轉換后的數字量數據。 積分式：先用積分器把輸入模擬電壓轉換成中間量，再把中間量轉換成數字。優(yōu)缺點：逐次比較式A/D轉換器的轉換時間與轉換精度比較適中，轉換時間一般在us級，轉換精度一般在0.1%左右，適用于一般場合。積分式A/D轉換器的核心部件是積分器，因此速度較慢，其轉換時間一般在ms級或更長。但抗干擾性能強，轉換精度可達0.01%，適用于在數字電壓表類儀器中。 優(yōu)缺點：逐次比較式A/D轉換器的轉換時間與轉換精度比較適中，轉換時間一般在us級，轉換精度一

5、般在0.1%左右，適用于一般場合。積分式A/D轉換器的核心部件是積分器，因此速度較慢，其轉換時間一般在ms級或更長。但抗干擾性能強，轉換精度可達0.01%，適用于在數字電壓表類儀器中。7、串行通信線路工作方式有哪些？ 單工：當線上數據流動只有一個方向；半雙工：當數據的流動為雙向，且同以時刻能一個方向進行時；全雙工：當同時具有兩個方向的傳輸能力時。8、常用的鍵盤類型有哪些？鍵盤接口的任務是什么？ 按鍵碼識別分：有編碼式和非編碼式。任務是確定是否有鍵按下，按了哪一個鍵，消除抖動問題以及同時按鍵的處理。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)調全部程序的執(zhí)行。中斷處理程序是人機聯(lián)系部件或其它外圍設備提出中斷申請。并為主機響應后直接轉去執(zhí)行的程序，以便及時完成實時處理任務。功能模塊是用來實現(xiàn)儀表的數據處理和控制功能，包括各種測量算法（例如數字濾波、標度變換、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、簡述智能儀表的設計思路和研制步驟？設計思路：模塊化設計和模塊的連接。模塊化設計是根據功能要求和技術經濟指標自頂向下地按儀表功能層次吧硬件和軟件分成若干塊，分別進行設計和調試，然后把他們連接起來，進行總調。軟件模塊的連接一般是通

7、過監(jiān)控主程序調用和各種功能模塊，或采用中斷的方法實時的執(zhí)行相應的服務模塊來實現(xiàn)，并且按功能層次繼續(xù)調用下一級模塊。 研制步驟：三個階段：確定任務、擬定設計方案階段；硬件、軟件研制及儀表結構設計階段；儀表總調、性能測試階段。 確定任務、擬定設計方案階段包括1、確定設計任務和儀表功能2、完成總調設計。選擇確定硬件類型和數量。硬件、軟件研制及儀表結構設計階段包括1、嵌入式系統(tǒng)的選擇2、硬件電路設計、研制和調試 3、應用軟件設計、程序編制和調試 4、儀表結構設計。11、簡述USB總線的特點及優(yōu)越性? 特點：使用方便、速度快、連接靈活、獨立供電、支持多媒體 優(yōu)越性：將逐步取代當前PC上的串口和并口。12

8、、USB有幾種傳輸模式？試簡述各種傳輸方式的特性？控制傳輸方式：雙向的，用來處理主機的USB設備的數據傳輸，包括設備控制指令，設備狀態(tài)查詢及確認命令。 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據。 中斷傳輸方式：是單向的，且僅輸入到主機。該方式傳送數據量很小，但這些數據需得到及時處理。 等時傳輸方式：可以是單向也可以是雙向的，主要用于傳輸連續(xù)性、實時的數據，用于對數的正確性要求不高而對時間極為敏感的外部設備。13、A/D轉換芯片的主要性能指標是什么？性能指標：分辨率、轉換時間、轉換誤差D/A轉換芯片性能指標？ 性能指標：分辨率、精度和轉換時間。14、七段LED顯示中靜態(tài)顯

9、示與動態(tài)顯示接口方式有什么不同？ 點亮顯示器的方法有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。靜態(tài)顯示就是當顯示器顯示某一個字符時，相應的發(fā)光二極管通過恒定電流。靜態(tài)顯示的特點：每一位都需要一個8位輸出口控制。動態(tài)顯示是輪流點亮各位顯示器。特點是只需一個8 位段輸出口和一個8位掃描輸出口。15、從干擾進入儀表的方式分為那幾種？ 串模干擾、共模干擾、數字電路干擾、電源和地線系統(tǒng)的干擾。16、可靠性是智能儀器中一個重要的技術指標。請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、可靠電路設計、冗余設計、環(huán)境設計、人為因素設計、儀器可靠性實驗。采用冗余結構的方法，在設計時安排雙重結構的硬

10、件電路；合理選擇元器件和采用極限情況下實驗的方法軟件：認真進行規(guī)范設計、可靠的程序設計方法、程序驗證技術、提高軟件設計人員的素質、消除干擾、增加試運行時間。采用模塊化設計方法；對軟件進行全面測試。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現(xiàn)各種算法的功能模塊。18、智能儀表的特點是什么？1、操作自動化，2、具有自測功能，3、具有數據處理功能，4、具有良好的人機對話功能，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；(3)測量范圍寬；(4)通信功能強；5)完善的自診斷功能。19、如何消除鍵抖動，常用哪幾種方法？ 可以使用硬件或

11、軟件方法。鍵數少時使用R-S觸發(fā)器或簡單的RC濾波器；鍵數多時，采用軟件延時的方法。20、USB規(guī)范中的規(guī)定的4種數據傳輸方式是什么？ 控制傳輸方式、批處理方式、中斷傳輸方式、等時傳輸方式。21、什么是光電耦合器？為什么說它有很強的抗干擾能力？ 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，而干擾源的內阻一般都很大，這時能能饋送到光電耦合器輸入端的噪聲自然會很小。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)調全部程序的執(zhí)行、中斷處理程序是人機聯(lián)系、部件或其它外圍設備提出中斷申請，并為主機響應后直接轉去執(zhí)行的程序，以便及時完成實時處理任務。功能模塊是用來實現(xiàn)儀表的數據處理和控制功能，包括各種測量算法和控制算法。23、簡述PID控制算法的中的P、I、D的含義和作用？ 答：P稱為比例項，起比例控制作用。I稱為積分項，起積分控制作用。D稱為微分項，起微分控制作用。24、簡述A/D轉換有哪幾種類型？ A/D轉換

13、器大致上可分為比較型和積分型兩種類型。二、計算題1、某智能壓力控制系統(tǒng)中采用8位ADC，測量范圍為0100N，在某一時刻儀表采樣并經濾波和非線性校正后（即壓力與數字量之間的關系已為線性）的數字量為E9H，問此時的實際壓力是多少？（設測量壓力0N對應ADC的00H輸出，測量壓力100N對應ADC的0FFH輸出）？（10分） 解：91.2N 2、畫出智能儀表的典型結構，簡述各組成部分的作用？ 傳感器：將一種能量轉換成另一種能量形式，如將非電學量轉變?yōu)殡妼W量等信號調理：對傳感器傳來的信號進行變換、放大、整行、補償等處理。數據通信：用來實現(xiàn)儀表與外界交換數據，進而實現(xiàn)網絡化互聯(lián)網需求信號處理：對傳來的

14、信號進行加工處理，計算分析等一系列工作人機接口：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DAC0832與MCS-51單片機的接口電路，并編寫一個程序使兩路D/A同時改變輸出？ 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單片機的接口電路，編寫程序采集模擬量信號，把它放到20H-21H的內存單元中。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產生1ms的定時，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）的開機復位和人工復位的接法，并簡要說明其工作原理。

17、手動按鈕復位:當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。 上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電  容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。7、要求將60H-6FH的數據塊從單片機串行口輸出，設計單片機串行口工作于方式二，TB8作奇偶效驗位，編寫程序實現(xiàn)？ MOV SCON,#80H  ;設定串口工作方式2 M

18、OV PCON,#80H  ;波特率為fosc/32 MOV R0,#60H ;設定數據傳送的起始地址. MOV R7,#10H ;設定數據傳送的個數16LOOP: MOV A,R0   ;取數. MOV C,PSW.0 ;取來奇偶校驗位. 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      ;轉向下一個數據.   DJN