智能儀器原理與設(shè)計(jì)課后答案

1、智能儀器原理與設(shè)計(jì)課后答案【篇一：智能儀器設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題及答案】答：智能儀器有以下特點(diǎn)：（1 ）自動(dòng)校正零點(diǎn)、滿度和切換量程（ 2）多點(diǎn)快速檢測（3）自動(dòng)修正各類測量誤差（4）數(shù)字濾波（5）數(shù)據(jù)處理（6）各種控制規(guī)律（7）多種輸出形式（8）數(shù)據(jù)通信（9）自診斷（10）掉電保護(hù)。2 、簡述智能儀表的設(shè)計(jì)思想和研制步驟。答：智能儀表的設(shè)計(jì)思想是根據(jù)儀表的功能要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，自頂向下（由大到小、由粗到細(xì)）地按儀表功能層次把硬件和軟件分成若干個(gè)模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，然后把它們連接起來，進(jìn)行總調(diào)。智能儀表的研制步驟大致上可以分為三個(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；

2、儀表總調(diào)、性能測試階段。3 、在mcs-51 系列單片機(jī)中擴(kuò)展外部存儲器用哪幾個(gè)i/o 端口？答：在 mcs-51 系列單片機(jī)中擴(kuò)展外部存儲器用p0 和 p2 口。4 、在8031 擴(kuò)展系統(tǒng)中，片外程序存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器共處一個(gè)地址空間，為什么不會(huì)發(fā)生總線沖突？答：因?yàn)槠獬绦虼鎯ζ骱推鈹?shù)據(jù)存儲器雖然共處一個(gè)地址空間，但它們的控制信號是不同的，其中8031 的為片外程序存儲器的讀選通信號，而和為片外數(shù)據(jù)存儲器的讀和寫選通信號。5 、 mcs-51 有哪些中斷源？它們各自的中斷服務(wù)程序入口地址是什么？答： mcs-51 有 5 個(gè)中斷源，它們分別是外部中斷0、定時(shí)器0、外部中斷 1 、定時(shí)

3、器1 和串行口。它們各自的中斷服務(wù)程序入口地址見下表。6、當(dāng)使用一個(gè)定時(shí)器時(shí)，如何通過軟硬件結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間的定時(shí)？答：首先用定時(shí)器定時(shí)一個(gè)時(shí)間，然后在數(shù)據(jù)存儲器中設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，通過計(jì)數(shù)器對定時(shí)器的溢出次數(shù)的累計(jì)即可實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間的定時(shí)。7 、試述模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)形式及其使用場合。答：模擬量輸入通道有單通道和多通道之分。多通道的結(jié)構(gòu)通常又可以分為兩種：（1 ）每個(gè)通道有獨(dú)自的放大器、s/h 和 a/d ，這種形式通常用于高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（2）多路通道共享放大器、s/h 和a/d ，這種形式通常用于對速度要求不高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。8 、說明模擬多路開關(guān)mux 在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的作用。

4、答：在多路共享a/d 的輸入通道中，需用多路模擬開關(guān)輪流切換各通道模擬信號進(jìn)行a/d 轉(zhuǎn)換，以達(dá)到分時(shí)測量和控制的目的。9 、說明采樣/保持電路在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的作用及其使用方法。答：采樣保持電路用來保持a/d 轉(zhuǎn)換器的輸入信號不變。該電路有采樣和保持兩種運(yùn)行模式，由邏輯控制輸入端來選擇。在采樣模式中，輸出隨輸入變化；在保持模式中，電路的輸出保持在保持命令發(fā)出時(shí)的輸入值，直到邏輯控制輸入端送入采樣命令為止。此時(shí)，輸出立即跳變到輸入值，并開始隨輸入變化直到下一個(gè)保持命令給出為止。10 、 a/d 轉(zhuǎn)換器有哪些類型？請比較它們各自的特點(diǎn)，并各舉一例。答： a/d 轉(zhuǎn)換器有（1 ）比較型，其特點(diǎn)是速

5、度較快、抗干擾差、價(jià)格較高。如adc0809 。（ 2）積分型（包括雙積分式和電壓頻率轉(zhuǎn)換式），其特點(diǎn)是速度慢、抗干擾強(qiáng)、價(jià)格較低。如雙積分式的mc14433 ，電壓頻率轉(zhuǎn)換式的vfc-32 。11 、試述 a/d 轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)、輸入/輸出方式和控制信號。答： a/d 轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)為分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換誤差。輸入方式有單端、差動(dòng)方式，極性有單、雙極性。輸出方式對數(shù)據(jù)輸出寄存器具備可控的三態(tài)門，a/d 輸出線與cpu數(shù)據(jù)總線直接相連；不具備可控的三態(tài)門，a/d 輸出線必須通過輸入緩沖器與cpu 數(shù)據(jù)總線相連?？刂菩盘栍须娖交蛎}沖形式的a/d 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號，也有a/d 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。12

6、、試述模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)形式及其使用場合。答：模擬量輸出通道有單通道和多通道之分。多通道的結(jié)構(gòu)通常又可以分為兩種：（1 ）每個(gè)通道有獨(dú)自的d/a 轉(zhuǎn)換器，這種形式通常用于各個(gè)模擬量可分別刷新的快速輸出通道。（2）多路通道共享d/a 轉(zhuǎn)換器，這種形式通常用于輸出通道不太多，對速度要求不太高的場合。13、 d/a 轉(zhuǎn)換器有哪幾類？其主要的技術(shù)指標(biāo)有哪些？答：有通用廉價(jià)的d/a 轉(zhuǎn)換器、高速和高精度的d/a 轉(zhuǎn)換器、高分辨的 d/a 轉(zhuǎn)換器等。其主要的技術(shù)指標(biāo)有分辨率、精度、建立時(shí)間等。14、七段 led 顯示中靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示接口方式有何不同？答：靜態(tài)顯示接口方式每一位都需要有一個(gè)8 位輸出口

7、控制。而動(dòng)態(tài)顯示接口方式只需要一個(gè)8 位段輸出口和一個(gè)8 位掃描輸出口（顯示位數(shù)不超過8 位）。15、說明 lcd 顯示器的工作原理。答：lcd 公共電極c該圖表示某個(gè)液晶顯示字段，其顯示控制電極和公共電極分別與異或門的 c 端和 a 端相連。當(dāng)異或門的b 端為低電平時(shí)，此字段上兩個(gè)電極的電壓相位相同，兩電極的相對電壓為零，該字段不顯示；當(dāng)異或門的b 端為高電平時(shí)，此字段上兩個(gè)電極的電壓相位相反，兩電極的相對電壓為兩倍幅值方波電壓，該字段顯示。16、 lcd 顯示器驅(qū)動(dòng)電流為何要用交流？答：為了延長lcd 的使用壽命，避免直流電壓使液晶發(fā)生電化學(xué)分解反應(yīng)而導(dǎo)致液晶損壞，因此驅(qū)動(dòng)電流要用交流。1

8、7、鍵盤的接口任務(wù)是什么？答：鍵盤的接口任務(wù)是確定是否有鍵按下；按了哪一個(gè)鍵；消除抖動(dòng)問題和同時(shí)按鍵的處理等。18、如何消除鍵抖動(dòng)？常用哪幾種方法？答：消除鍵的抖動(dòng)可使用硬件或軟件的方法。通常在鍵數(shù)較少時(shí)，可使用 r-s 觸發(fā)器或rc 濾波器來克服抖動(dòng)；鍵數(shù)較多時(shí)，采用軟件延時(shí)的方法，即當(dāng)檢出鍵閉合（或斷開）后，執(zhí)行一個(gè)數(shù)毫秒的延時(shí)子程序，讓抖動(dòng)消失后，再檢驗(yàn)一下鍵的狀態(tài)。19、并行通信和串行通信的主要區(qū)別是什么，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：并行通信和串行通信的主要區(qū)別在于并行通信數(shù)據(jù)的各位是同時(shí)傳送；而串行通信數(shù)據(jù)的各位按一定的順序逐位傳送。并行通信和串行通信優(yōu)缺點(diǎn)為并行通信的信息傳輸線多，數(shù)據(jù)傳輸

9、速度快，適合于近距離通信；而串行通信的信息傳輸線少，數(shù)據(jù)傳輸速度慢，抗干擾能力強(qiáng)，適合于遠(yuǎn)距離通信。20、試述串行口多機(jī)通信原理。答： mcs-51 單片機(jī)的串行口在方式2 和方式 3 工作時(shí)，利用scon中的 sm2 ，當(dāng) sm2=1 時(shí)，且接收到的第9 位數(shù)據(jù)為“ 1”， 8 位數(shù)據(jù)裝入接收緩沖器sbuf ，附加第9 位數(shù)據(jù)送入rb8 ，并使 ri=1 申請中斷；若接收到的第9位數(shù)據(jù)為“0； ri中J接收的信息將丟失；當(dāng)sm2=0 時(shí)，接收到的第9 位數(shù)據(jù)不管是“ 0”還是“ 1”都將 8 位數(shù)據(jù)裝入接收緩沖器sbuf ，附加第9 位數(shù)據(jù)送入rb8 ， ri=1 申請中斷。當(dāng)主機(jī)要向某一個(gè)

10、從機(jī)發(fā)送一組數(shù)據(jù)時(shí)，先發(fā)地址，再發(fā)數(shù)據(jù)。地址信息的第9 位為 “ 1”，而數(shù)據(jù)信息的第 9 位為 “ 0”。各從機(jī)先置sm2=1 ，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送地址，因各從機(jī)接收到的第9 位 rb8=1 ，使 ri=1 產(chǎn)生中斷。各從機(jī)的cpu 響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷主機(jī)發(fā)來的地址是否為本機(jī)地址，若是，該從機(jī)的sm2=0 準(zhǔn)備接收主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)信息；若不是，保持sm2=1 。接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，由于第 9 位為 “ 0”，只有地址相符的從機(jī)（sm2=0 ），才能接收數(shù)據(jù)。其余從機(jī)因sm2=1 ，不能進(jìn)行中斷處理，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)的一對一通信。作業(yè)、第二和三章課件范例?！酒褐悄軆x器課后習(xí)題答案】

11、class=txt> 沒有給重點(diǎn)，但是老師說考題都是由課后習(xí)題凝練出來的，所以我將大部分課后習(xí)題答案整理出來，僅供參考。難免有錯(cuò)誤，望大家諒解并指出。課后習(xí)題參考1-1 你在學(xué)習(xí)和生活中，接觸、使用或了解了哪些儀器儀表？它們分別屬于哪種類型？指出他們的共同之處與主要區(qū)別。選擇一種儀器，針對其存在的問題或不足，提出改進(jìn)設(shè)想（課堂作業(yè)）。參考：就測量儀器而言，按測量各種物理量不同可劃分為八種：幾何量計(jì)量儀器、熱工量計(jì)量儀器、機(jī)械量計(jì)量儀器、時(shí)間頻率計(jì)量儀器、電磁計(jì)量儀器、無線電參數(shù)測量儀器、光學(xué)與聲學(xué)測量儀器、電離輻射計(jì)量儀器。1-2 結(jié)合你對智能儀器概念的理解，討論“智能化 ”的層次。p2

12、 智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量儀器相結(jié)合的產(chǎn)物，是含有微型計(jì)算機(jī)或微處理器的測量（或檢測）儀器。由于它擁有對數(shù)據(jù)的存儲、運(yùn)算、邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能，具有一定智能的作用（表現(xiàn)為智能的延伸或加強(qiáng)等），因而被稱為智能儀器。p5- p6 智能儀器的四個(gè)層次：聰敏儀器、初級智能儀器、模型化儀器和高級智能儀器。1-3 儀器儀表的重要性體現(xiàn)在哪些方面？p3-5（ 1 ）儀器及檢測技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)當(dāng)代生產(chǎn)的主流環(huán)節(jié)，儀器整體發(fā)展水平是國家綜合國力的重要標(biāo)志之一（2）先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備既是知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的前提，也是創(chuàng)新研究的主題內(nèi)容之一和創(chuàng)新成就得重要體現(xiàn)形式，科學(xué)儀器的創(chuàng)新是知識創(chuàng)新和及時(shí)創(chuàng)新的組成部

13、分。（3）儀器是信息的源頭技術(shù)總之，科學(xué)儀器作為認(rèn)識世界的工具，是國民經(jīng)濟(jì)的“倍增器 ”、科學(xué)研究的“先行官 ”、現(xiàn)代戰(zhàn)爭的“戰(zhàn)斗力 ”、法庭審判的“物化法官”，其應(yīng)用遍及“農(nóng)輕重、陸海空、吃穿用”。1-4 簡述推動(dòng)智能儀器發(fā)展的主要技術(shù)。p8（ 1 ）傳感器技術(shù)（2） a/d 等新器件的發(fā)展將顯著增強(qiáng)儀器的功能與測量范圍（3）單片機(jī)與dsp 的廣泛應(yīng)用（4）嵌入式系統(tǒng)和片上系統(tǒng)（soc ）將使智能儀器的設(shè)計(jì)提升到一個(gè)新階段（5） asic 、fpga/cpld 即使在智能儀器中廣泛使用（6） labview 等圖形化軟件技術(shù)（7）網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)1-5 學(xué)過的哪些課程為智能儀器設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，回

14、顧其主要內(nèi)容。1-6 智能儀器有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？對其做簡要描述。p6從智能儀器的發(fā)展?fàn)顩r看來，其結(jié)構(gòu)有兩種基本類型，即微機(jī)內(nèi)嵌式和微機(jī)擴(kuò)展式。微機(jī)內(nèi)嵌式智能儀器是將單片或多片的微處理器與儀器有機(jī)的結(jié)合在一起形成的單機(jī)。（微處理器在其中起控制和數(shù)據(jù)處理作用。其特點(diǎn)主要是：專用或多功能；采用小型化、便攜或手持式結(jié)構(gòu)；干電池供電；易于密封，適應(yīng)惡劣環(huán)境，成本較低。）微機(jī)擴(kuò)展式智能儀器是以個(gè)人計(jì)算機(jī)（pc）為核心的應(yīng)用擴(kuò)展型測量儀器。（pci 的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活、應(yīng)用范圍廣，可以方便的利用pc 已有的磁盤、打印機(jī)及繪圖儀器等獲取硬拷貝。pc 數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)、內(nèi)存容量大，因而pci 可以用于復(fù)雜的、高性能

15、的信息處理。）1-7 智能儀器設(shè)計(jì)是采用fpga/cpld 有哪些優(yōu)點(diǎn)？p12fpga/cpld 芯片都是特殊的asic 芯片，他們除了asic 的特點(diǎn)之外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：（1 ）隨著 vlsi 工藝的不斷提高，fpga/cpld 的規(guī)模也越來越大，所能實(shí)現(xiàn)的功能越來越強(qiáng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成；（2）fpga/cpld 的資金投入小，研制開發(fā)費(fèi)用低；（3） fpga/cpld 可反復(fù)的編程、擦除、使用或者在外圍電路不動(dòng)的情況下用不同的eprom就可實(shí)現(xiàn)不同的功能；（4） fpga/cpld 芯片電路的實(shí)際周期短；（5）fpga/cpld 軟件易學(xué)易用，可以使設(shè)計(jì)人員更能集中精力進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。 fpg

16、a/cpld 適合于正向設(shè)計(jì)，對知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)有利。1-8 為什么說嵌入式系統(tǒng)與片上系統(tǒng)（soc ）將使智能儀器的設(shè)計(jì)提升到一個(gè)新階段？p11（ 1 ）嵌入式系統(tǒng)的深入發(fā)展將是智能儀器的設(shè)計(jì)提升到一個(gè)新的階段，尤其是能運(yùn)行操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)平臺，由于它具備多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口、文件和目標(biāo)管理等功能，并具有大量的應(yīng)用程序接口（api ），將會(huì)使研制復(fù)雜智能儀器變得容易；（ 2）在片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者面對的不再是電路芯片而是根據(jù)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的固件特性和功能要求，選擇相應(yīng)得單片機(jī)cpu 內(nèi)核和成熟化的 ip 內(nèi)核模塊，消除了器件信息故障，加快了設(shè)計(jì)速度，片上系統(tǒng)將使系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)生革命性的變化。2

17、-1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)哪些基本功能？p15智能儀器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡稱das ，是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量進(jìn)行采集、量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，以便由計(jì)算機(jī)進(jìn)行存儲、處理、顯示或打印的裝置。2-2 簡述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)形式，并比較其特點(diǎn)。p15-16（ 1 ）集中采集式：a 分時(shí)采集型特點(diǎn)：多路信號共同使用一個(gè)s/h 和 a/d 電路，簡化了電路結(jié)構(gòu)，降低了成本。（但對信號的采集式由模擬多路切換器即多路轉(zhuǎn)換開關(guān)分時(shí)切換、輪流選通的，因而相鄰兩路信號在時(shí)間上是依次被采集的，不能獲得同一時(shí)刻的數(shù)據(jù)，這樣就產(chǎn)生了時(shí)間偏斜誤差。）b 同步采集型特點(diǎn)：在多路轉(zhuǎn)換開關(guān)之前給每路信號通路各加一個(gè)采

18、樣保持器，使多路信號的采樣在同一時(shí)刻進(jìn)行，即同步采樣。（然后由各自的保持器保持著采樣信號的幅值，等待多路轉(zhuǎn)換開關(guān)分時(shí)切換進(jìn)入公用的a/d 電路將保持的采樣幅值轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)輸入主機(jī)。這樣可以消除分時(shí)采集型結(jié)構(gòu)的時(shí)間偏斜誤差，這種結(jié)構(gòu)既能滿足同步采集的要求，又比較簡單。不足之處：在被測信號路數(shù)較多的情況下，同步采得的信號在保持器中保持的時(shí)間會(huì)加長，而保持器會(huì)有一些泄露，是信號有所衰減。）（ 2）分散采集式：每一路信號一般都有一個(gè)s/h 和 a/d ，不再需要模擬多路轉(zhuǎn)換器mnx 。（每一個(gè)s/h 和 a/d 之對本路信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換即數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)按一定的順序或隨機(jī)地輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)采集系統(tǒng)中

19、計(jì)算機(jī)控制結(jié)構(gòu)的差異可以分為分布式單機(jī)采集系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)式采集系統(tǒng)。）2-3 采樣周期與那些因素有關(guān)，如何選擇采樣周期？2-4 為什么要在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中使用測量放大器？p19由于電路內(nèi)有這樣或那樣的噪聲源存在，是的電路在沒有信號輸入時(shí)，輸出端仍存在一定幅度的波動(dòng)電壓，這就是電路的輸出噪聲。把電路輸出端測得的噪聲有效值von 折算到改電路的輸入端即除以該電路的增益k,得到的電平值稱為該電路的等效k/輸入噪聲vin ,即vn?vion 。如果在高電路輸入端的信號幅度vis小到比該電路的vin還要低，那么這個(gè)信號就會(huì)被電路的噪聲所“淹沒 ”。為了不使小信號被淹沒，就必須在該電路前面加一級放大器。2-6

20、在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)式，選擇模擬多路開關(guān)要考慮的主要因素是什么？2-7 能否說一個(gè)帶有采樣保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率可以不受限制？為什么？p46 不能說帶有采樣保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率可以不受限制。因?yàn)樵?a/d 轉(zhuǎn)換器在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)需要一定的時(shí)間，在這個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)，被轉(zhuǎn)換的模擬量應(yīng)基本保持不變，否則轉(zhuǎn)換精度沒有保證，甚至根本失去看轉(zhuǎn)換的意義。所以轉(zhuǎn)換時(shí)間tc 制約著轉(zhuǎn)換信號的最高頻率。 fmax?12m?1?tc （式 1），進(jìn)而影響數(shù)據(jù)采集系12m?1 統(tǒng)的采樣頻率fs?2fmax 。在 a/d 之前加上采樣/保持器后fmax?tap （式2），tap 為孔徑時(shí)間。由于tap?tc

21、，所以由式2 限定的信號頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于式1限定的頻率，采樣/保持器擴(kuò)展了被轉(zhuǎn)換信號的范圍，進(jìn)而擴(kuò)展了采樣頻率，但仍受tap 的限制，不能無限增大。2-8 在為一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選擇微機(jī)時(shí)，主要考慮哪些因素？（ 1 ） 系統(tǒng)的通過速率，即系統(tǒng)速率、傳輸速率、采樣速率或吞吐速率（單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)對模擬信號的采集次數(shù)）（ 2）系統(tǒng)的分辨率，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以分辨的輸入信號的最小變化量（ 3）系統(tǒng)的精度，當(dāng)系統(tǒng)工作在額定速率下，系統(tǒng)采集的數(shù)值和實(shí)際值的差盡量要小2-92-10 如果一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，要求有1%級精度性能指標(biāo)，在設(shè)計(jì)該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，怎樣選擇系統(tǒng)的各個(gè)元器件？p55通常傳感器和信號放大電路所占

22、的誤差比例最大，其他各環(huán)節(jié)如采樣 /保持器和a/d 轉(zhuǎn)換器等誤差，可以按選擇元器件精度的一般規(guī)則和具體情況而定，選擇元器件精度的一般規(guī)則是：每一個(gè)元器件的精度指標(biāo)應(yīng)該優(yōu)于系統(tǒng)規(guī)定的某一最嚴(yán)格的性能指標(biāo)的10 倍左右。所以此題中傳感器和信號放大電路的總誤差可分配成0.9%， a/d 轉(zhuǎn)換器和 s/h 器和多路模擬開關(guān)分配0.1%，且每個(gè)組件的誤差應(yīng)不大于 0.01%。2-11 一個(gè)帶有采樣/保持器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其采樣頻率fs?100khz,fsr?10v,?tap?3ns,n?8, 試問系統(tǒng)的采樣頻率是否太高？p47fmax?12m?1?tap?12?3?109?9?2.07?10hz13fs

23、?fmax ，故系統(tǒng)的采樣頻率不高2-12 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成p152-13 信號調(diào)理電路的組成p173-1 鍵盤有哪幾種組成方式？各自有何特點(diǎn)？按鍵去抖有哪幾種方法？鍵盤的組成方式及特點(diǎn)p60-p63（ 1 ） 非編碼鍵盤包括獨(dú)立連接式非編碼鍵盤（結(jié)構(gòu)簡單，但當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，就要占用多個(gè)接口）和矩陣式非編碼鍵盤（可以減少鍵盤接口）。非編碼鍵盤處理軟件復(fù)雜，硬件簡單。（ 2） 編碼鍵盤由硬件來識別鍵閉合、釋放狀態(tài)，由硬件消除鍵抖動(dòng)影響以及實(shí)現(xiàn)一些保護(hù)措施的方法，可以節(jié)省cpu 相當(dāng)多的時(shí)間。這種鍵盤處理軟件簡單，但硬件較復(fù)雜。按鍵去抖動(dòng)的方法：硬件方法和軟件方法。通常在鍵的個(gè)數(shù)較少時(shí)可采取硬件措

24、施，即用r-s觸發(fā)器或單穩(wěn)態(tài)電路來消除按鍵抖動(dòng)。鍵數(shù)較多時(shí)，常用軟件反彈跳，及采用軟件延時(shí)法。3-2 鍵盤接口主要解決哪些問題？p60（1 ）決定是否有鍵按下（2） 如果有鍵按下，決定是哪一個(gè)鍵被按下（3） 確定被按鍵的讀書（4） 反彈跳-按鍵抖動(dòng)的消除（5） 不管一次按鍵持續(xù)的時(shí)間多長，僅采樣一個(gè)數(shù)據(jù)（6） 處理同時(shí)按鍵，即同時(shí)又一個(gè)以上的按鍵情況3-33-4 lcd 有那兩種常用的驅(qū)動(dòng)方式？說明一種驅(qū)動(dòng)方式的工作原理。p65 圖 3-8（ 1 ） 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式a 端接交變的方波信號，b 端接控制該段顯示狀態(tài)的信號。從圖中可以看出，當(dāng)該段兩個(gè)電極上的電壓相同時(shí)，電極間的相對電壓為0.，該段不

25、顯示；當(dāng)兩極上的電壓相位相反時(shí)，兩電極間的相對電壓為兩倍幅值的方波電壓，該段顯示，即呈黑色顯示狀態(tài)。（ 2） 迭加驅(qū)動(dòng)方式（時(shí)分割驅(qū)動(dòng)法）3-5 試述當(dāng)前集中常見觸摸屏的工作原理。p81-p82（ 1 ）電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏的主要部分是一塊玉顯示器表面緊密配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層叫ito的透明導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮得塑料層，她的內(nèi)表面也涂有一層導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小的透明隔離點(diǎn)把他們隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了一個(gè)結(jié)束，控制器檢測到這個(gè)接通點(diǎn)并計(jì)算出x、 y 軸的位置

26、，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。（ 2）紅外線式觸摸屏紅外線式觸摸屏以光束阻斷技術(shù)為基礎(chǔ)，不需要在原來的顯示器表面覆蓋任何材料，而是在顯示屏幕四周安放一個(gè)光點(diǎn)距架框，在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線組成的柵格。當(dāng)有任何物體進(jìn)入這個(gè)柵格的時(shí)候，就會(huì)擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，在紅外線探測器上會(huì)收到變化的信號，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置，經(jīng)由控制器將觸摸的位置坐標(biāo)傳遞給操作系統(tǒng)。（ 3）電容式觸摸屏把人體當(dāng)作一個(gè)電容元件的電極使用，是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場，當(dāng)用戶和

27、觸摸屏表面耦合出足夠量的電容時(shí)，對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這4 個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置，（ 4）表面聲波式觸摸屏通過屏幕縱向和橫向邊緣的壓電換能器發(fā)射超聲波來實(shí)現(xiàn)。在各自對面的邊緣裝有超聲波傳感器，屏幕表面形成縱橫交錯(cuò)的超聲波柵格。當(dāng)收獲觸摸筆接近屏幕表面，接收波形對應(yīng)手指擋住部位信號衰減了一個(gè)缺口，計(jì)算缺口的位置既是觸摸坐標(biāo)。3-6 什么是同步通信方式和異步通信方式？與rs-232 標(biāo)準(zhǔn)相比，rs422/485 標(biāo)準(zhǔn)有何優(yōu)點(diǎn)？請說

28、明rs-422/485 標(biāo)準(zhǔn)為何有這樣的優(yōu)點(diǎn)。同步通信方式：在數(shù)據(jù)開始傳送前用同步字符來指示，并由時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，字符與字符間沒間隙；異步通信方式：數(shù)據(jù)時(shí)一幀一幀（包括字符代碼或一字節(jié)數(shù)據(jù)）傳送的。p88 優(yōu)點(diǎn)： rs-232 存在數(shù)據(jù)傳輸速率慢和傳送距離短的缺點(diǎn)。rs422/485 標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率快，傳送距離遠(yuǎn)。因?yàn)?rs-232 發(fā)送器驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載的最大能力為2500pf ，這就限制了信號線的最大長度。rs-232 規(guī)定的邏輯電平與一般處理器的邏輯電平不一致，須與轉(zhuǎn)換電平芯片連接，通信距離小，傳輸速率小。而 rs-422/485 的信號傳輸是利用信號導(dǎo)線之間的電相位差，傳輸距離

29、遠(yuǎn)，速率高。3-7 兩臺智能儀器均以51 系列單片機(jī)為主構(gòu)成去內(nèi)部的微機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)兩臺智能儀器采用rs-232 標(biāo)準(zhǔn)僅用txd 、 rxd 信號進(jìn)行通信時(shí)，試設(shè)計(jì)從一個(gè)儀器到另一個(gè)儀器之間利用串行通信的所有電路的原理圖。設(shè)兩臺儀器均只提供+5v 電源。p88 圖 3-313-8 畫出將 3-7 題的通信標(biāo)準(zhǔn)換成rs-485 后的電路連線圖。p92 圖 3-36、圖 3-373-9 簡述usb 總線的特點(diǎn)及優(yōu)越性。p92-p93特點(diǎn)：（1 ） usb 接口統(tǒng)一了各種接口設(shè)備的連接頭（ 2）即插即用，并能自動(dòng)檢測與配置系統(tǒng)的資源（ 3）具有“熱插拔 ”的特性（ 4） usb 最多可以連接127 個(gè)接

30、口設(shè)備（ 5） usb1.1 的接口設(shè)備采用兩種不同的速度:12mbit/s （全速）和1.5mbit/s （慢速）。usb2.0 的傳輸速度最高可達(dá)到480mbit/s 。優(yōu)勢：（1 ）簡化外部接口設(shè)備與主機(jī)之間的連線，并用一條傳輸纜線來串接各類【篇三：智能儀器重點(diǎn)與參考答案】一章 一、智能儀器：是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測試技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測量儀器。二、虛擬儀器：通常由計(jì)算機(jī)、儀器模塊、軟件模塊3 部分組成。三、智能儀器發(fā)展趨勢：1 、微型化2、多功能化3、人工智能化4、網(wǎng)絡(luò)化四、智能儀器的分類：1 、微機(jī)內(nèi)嵌(內(nèi)藏)式2、微機(jī)擴(kuò)展式五、智能儀器由兩大部分組成：硬件部分、軟件

31、部分。六、智能儀器的特點(diǎn)：1) 操作自動(dòng)化2) 自測功能3) 數(shù)據(jù)分析和處理功能4) 友好的人機(jī)對話功能5) 可程控操作能力 第二章一、單通道結(jié)構(gòu): 當(dāng)被測信號只有一路時(shí)采用。傳感器 信號調(diào)理電路 s/h a/d cpu 多通道結(jié)構(gòu)：p10二、傳感器的分類： 按轉(zhuǎn)換原理分類：物理傳感器和化學(xué)傳感器按輸出信號分類：模擬傳感器、數(shù)字傳感器和開關(guān)傳感器 三、傳感器性能指標(biāo)：線性范圍、精度、靈敏度、穩(wěn)定性、頻率響 應(yīng)特性四、放大器：1 、程控放大器(pga) ：程控反相放大器、程控同相放大器、集成程控放大器2 、隔離放大器：1) 光電耦合隔離放大器2) 變壓器耦合隔離放大器3) 電容耦合隔離放大器五、

32、模擬多路開關(guān)：機(jī)械觸點(diǎn)式開關(guān)和集成模擬電子開關(guān)六、a/d轉(zhuǎn)換器過程：采樣 -量化-編碼七、并聯(lián)a/d 由分壓電阻鏈、電壓比較器、寄存器、優(yōu)先編碼器組合成8、 a/d 技術(shù)指標(biāo)有轉(zhuǎn)換精度(采用分辨率和轉(zhuǎn)換誤差來描述)和轉(zhuǎn)換速度9、 a/d 轉(zhuǎn)換器與微處理器相連應(yīng)考慮的問題：（ 1 ）數(shù)據(jù)輸出線的連接，按數(shù)據(jù)線的輸出方式主要分為并行和串行兩種。（ 2） a/d 轉(zhuǎn)換的啟動(dòng)信號的連接；（ 3）轉(zhuǎn)換結(jié)束信號的處理方式；（ 4）時(shí)鐘的提供；（ 5）參考電壓的接法；開關(guān)量輸入通道結(jié)構(gòu)p48第三章一、模擬量輸出通道是將微機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成適合與執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的模擬量的環(huán)節(jié)二、單路模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)：微型

33、計(jì)算機(jī) 寄存器 d/a 放大/變換電路 執(zhí)行機(jī)構(gòu)三、（重）d/a 轉(zhuǎn)換原理（分類）：權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)d/a 轉(zhuǎn)換器、倒t 型電阻網(wǎng)絡(luò)d/a 轉(zhuǎn)換器、權(quán)電流型d/a 轉(zhuǎn)換器等。四、 d/a 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)：1 、轉(zhuǎn)換精度（1）分辨率（2）轉(zhuǎn)換誤差：增益誤差、漂移誤差、非線性誤差2 、轉(zhuǎn)換速度第四章一、鍵盤接口涉及的問題：（ 1 ）識鍵：確定是否有鍵按下。（ 2）譯鍵：識別按鍵并確定鍵值。（ 3）鍵值分析：根據(jù)鍵值找出相應(yīng)處理程序的入口并執(zhí)行。在鍵盤輸入中還需要解決抖動(dòng)、單次鍵入與連擊等問題。p70 線反轉(zhuǎn)法二、 led 顯示器常分為段碼式顯示器和點(diǎn)陣式顯示器。led 顯示器的顯示方式有靜態(tài)顯示和

34、動(dòng)態(tài)顯示。三、觸摸屏的發(fā)展：紅外屏 一四線電阻屏一電容屏一表面聲波觸摸屏一五線電阻觸摸屏。（分類）觸摸屏的技術(shù)要求：（1 ）工作穩(wěn)定性（2）手寫文字和圖像識別（3）價(jià)格（ 4）功耗第五章一、（重）與常規(guī)的模擬電路相比，智能儀器的數(shù)據(jù)處理具有如下優(yōu)點(diǎn)：（ 1 ）可用程序代替硬件電路，完成多種運(yùn)算。（ 2）能自動(dòng)修正誤差。（ 3）能對被測參數(shù)進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算和處理。（ 4）能進(jìn)行邏輯判斷。（ 5）智能儀器不但精度高，而且穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。二、對半查表法：每次截取表的一半，確定查表元素在哪一個(gè)部分，逐步細(xì)分，縮小檢索范圍，從而大大加快查表速度。（了解）三、隨機(jī)誤差的處理：濾波器四、（重）與硬件

35、濾波相比，數(shù)字濾波具有以下優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)橛贸绦驗(yàn)V波，無需增加硬件設(shè)備，且可多通道共享一個(gè)濾波器 （ 多通道共同調(diào)用一個(gè)濾波子程序），從而降低了成本。由于不用硬設(shè)備，各回路間不存在阻抗匹配等問題，故可靠性高，穩(wěn)定性好?？梢詫︻l率很低的信號（如 0 01hz 以下）進(jìn)行濾波，這是模擬濾波器做不到的?？筛鶕?jù)需要選擇不同的濾波方法或改變?yōu)V波器的參數(shù)，使用方便、靈活。五、數(shù)字濾波算法：限幅濾波、中值、算術(shù)平均值、遞推平均值、加權(quán)遞推平均值濾波。六、系統(tǒng)誤差是指在相同條件下多次測量同一物理量，誤差的大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化。七、（重）產(chǎn)生誤差的主要因素有以下幾個(gè)：1 、測量裝置方面：如標(biāo)尺的刻度偏差

36、，天平的臂長不等，儀器內(nèi)部基準(zhǔn)、放大器的零點(diǎn)漂移、增益漂移等。2、環(huán)境方面：測量時(shí)的實(shí)際溫度對標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差，以及測量過程中的溫度、濕度等按一定規(guī)律變化的誤差。3 、測量方法方面：采用近似的測量方法或近似的計(jì)算公式等引起的誤差。4 、測量人員方面：由于測量者個(gè)人的特點(diǎn)，在刻度上估計(jì)讀書時(shí)，習(xí)慣偏于某一方面；動(dòng)態(tài)測量時(shí)，記錄某一信號有滯后的傾向等。八、（重）系統(tǒng)誤差矯正方法（ 1 ）利用誤差模型校正系統(tǒng)誤差（ 2）利用離散數(shù)據(jù)建立模型校正系統(tǒng)誤差（ 3）利用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)校正系統(tǒng)誤差（ 4）傳感器的非線性校正傳感器的非線性校正p125九、判斷粗大誤差的準(zhǔn)則：拉依達(dá)準(zhǔn)則、格拉布斯準(zhǔn)則十、（重）線性標(biāo)度變

37、換公式：ax?a0?(am?a0)(nx?n0)/(nm?n0)某壓力測量系統(tǒng)中，壓力測量儀表的量程為4001200pa ,采用8位 a d 轉(zhuǎn)換器，經(jīng)計(jì)算機(jī)采樣及數(shù)字濾波后的數(shù)字量為abh ，求此時(shí)的壓力值。解：根據(jù)題意，已知a0=400 pa ， am=1200 pa ， nx=abh=171 d ，選 nm =ffh=255 d ， n0=0 ，則ax?(am?a0)nx?a0nm171?400?936pa255 ?(1200?400)?第六章一、儀器的自動(dòng)校準(zhǔn)：內(nèi)部自動(dòng)校準(zhǔn)、外部自動(dòng)校準(zhǔn)二、量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換：采用程控放大器、選用不同量程的傳感器三、常見的故障自檢有開機(jī)自檢、周期性自檢和鍵控自檢3 種方式。硬件故障檢測：ram 的自檢、rom 的自檢、鍵盤與顯示器的自檢、輸入通道的自檢輸出四、(重)通道的自檢、總線的自檢輸入通道自檢輸出通道自檢第七章一、來自信號外部、可以用屏蔽或接地的方法加以減弱或消除的影響稱為 “干擾 ”；由于材料或器件內(nèi)部的原因而產(chǎn)生的污染稱為“噪聲 ”。二、干擾竄入儀器的渠道主要有三個(gè)：( 1 )空間電磁場。( 2)傳輸通道。( 3)配電系統(tǒng)。三、干擾的分類按干擾產(chǎn)生的原因分類：(1)放電干擾(2)高頻振蕩干擾(3)浪涌干擾按干擾傳導(dǎo)模式分類：串模干擾(常模干擾)和共模干擾。按干擾波形及性質(zhì)分類：