智能仪表考试重点

1 1 串模干扰的来源有哪些 主要有哪些硬件防干扰措施 串模干扰的来源有哪些 主要有哪些硬件防干扰措施 主要来自于高压输电线 与信号线平行敷设的输电线以及大电流控制线所产生 的空间电磁场 措施 利用双端不对地输入的运算放大器作为输入通道的前置放大器 用变 压器或光电耦合器把各种模拟负载与数字信号源隔离开来 采用浮地输入双层 屏蔽放大器来抑制共模干扰 2 2 常用的数字滤波方式是什么 常用的数字滤波方式是什么 1 克服大脉冲干扰的数字滤波法 限幅滤波法 中值滤波法 2 抑制小幅度高频噪声的平均滤波法 算数平均 滑动平均 加 权滑动平均 一阶滞后滤波法 3 复合滤波法 3 3 简述智能仪器设计的基本原则 简述智能仪器设计的基本原则 1 从整体到局部 自顶向下 的设计原则 2 经济性要求 3 可靠性要求 4 操作和维护的要求 5 实时性要求 从整体到局部 自顶向下 的设计原则 这种设计原则的含义是 把复杂的 难处理的问题分为若干个较简单 容易处理的问题 然后在一个个地加以解决 较高的性能价格比原则 在满足性能指标的前提下 应尽可能采用简单的方案 因为方案简单意味着元器件少 开发 调试 方便 可靠性高 组合化与开放式设计原则 开放系统是指向未来的 VLSI 开放 在技术上兼顾 今天和明天 既从当前实际可能出发 又留下容纳未来新技术机会的余地 向 系统的不同配套档次开放 为发挥各方面厂商的积极性创造条件 向用户不断 变化的特殊要求开放 在服务上兼顾通用的基本设计和用户的专用要求等等 4 4 简述有哪几种现场总线 简述有哪几种现场总线 基金会现场总线 过程现场总线 LonWorks CAN HART 5 5 简述程序跑飞的原因及其处理方法 简述程序跑飞的原因及其处理方法 原因 统受到某种干扰后 程序计数器 PC 的值偏离了给定的唯一变化历程 导致 程序运行偏离正常的运行路径 处理办法 指令冗余 软件陷阱以及 WATCHDOG 技术 6 6 逐次比较式 逐次比较式 A DA D 积分式 积分式 A DA D 的原理及各自优缺点 的原理及各自优缺点 逐次比较式逐次比较式 当启动信号作用后 时钟信号先通过逻辑控制电路是 N 位寄存 器的最高位 D N 1 位 1 以下各位为 0 这个二进制代码经 A D 转换器转换成 电压 U0 送到比较器与输入的模拟电压 Ux 比较 若 Ux Uo 则保留这一位 若 Ux Uo 则 D N 1 位置 0 D N 1 位比较完毕后 在对下一位即 D N 2 位进 行比较 控制电路使寄存器 D N 2 为 1 其以下各位仍为 0 然后再与上一次 D N 1 结果一起经过 D A 转换后再次送到比较器与 Ux 相比较 如此一位一位地 比较下去 直至最后一位 Do 比较完毕为止 最后 发出 EOC 信号表示转换结束 这样经过 N 次比较后 N 位寄存器保留的状态就是转换后的数字量数据 积分式积分式 先用积分器把输入模拟电压转换成中间量 再把中间量转换成数字 优缺点 逐次比较式 A D 转换器的转换时间与转换精度比较适中 转换时间一 般在 us 级 转换精度一般在 0 1 左右 适用于一般场合 积分式 A D 转换器 的核心部件是积分器 因此速度较慢 其转换时间一般在 ms 级或更长 但抗干 扰性能强 转换精度可达 0 01 适用于在数字电压表类仪器中 7 7 串行通信线路工作方式有哪些 串行通信线路工作方式有哪些 单工 半双工 全双工 8 8 常用的键盘类型有哪些 键盘接口的任务是什么 常用的键盘类型有哪些 键盘接口的任务是什么 类型有编码式和非编码式 任务是确定是否有键按下 按了哪一个键 消除 抖动问题以及同时按键的处理 9 9 智能仪表的软件部分包括几部分 各部分的作用是什么 智能仪表的软件部分包括几部分 各部分的作用是什么 包括 监控程序 中断处理程序以及实现各种算法的功能模块 监控程序监控程序是仪表软件的中心环节 他接受和分析各种命令 管理和协调全部 程序的执行 中断处理程序中断处理程序是人机联系部件或其它外围设备提出中断申请 并 为主机响应后直接转去执行的程序 以便及时完成实时处理任务 功能模块功能模块是 用来实现仪表的数据处理和控制功能 包括各种测量算法 例如数字滤波 标 度变换 非线性校正等 和控制算法 PID 算法 前馈控制 纯滞后控制 模 糊控制等 1010 简述智能仪表的设计思路和研制步骤 简述智能仪表的设计思路和研制步骤 设计思路 模块化设计和模块的连接 模块化设计是根据功能要求和技术 经济指标自顶向下地按仪表功能层次吧硬件和软件分成若干块 分别进行设计 和调试 然后把他们连接起来 进行总调 软件模块的连接一般是通过监控主 程序调用和各种功能模块 或采用中断的方法实时的执行相应的服务模块来实 现 并且按功能层次继续调用下一级模块 研制步骤 三个阶段 确定任务 拟定设计方案阶段 硬件 软件研制及 仪表结构设计阶段 仪表总调 性能测试阶段 确定任务 拟定设计方案阶段 包括 1 确定设计任务和仪表功能 2 完成总调设计 选择确定硬件类型和数量 硬件 软件研制及仪表结构设计阶段包括 1 嵌入式系统的选择 2 硬件电路设 计 研制和调试 3 应用软件设计 程序编制和调试 4 仪表结构设计 1111 简述 简述 USBUSB 总线的特点及优越性总线的特点及优越性 特点 使用方便 速度快 连接灵活 独立供电 支持多媒体 优越性 1 使用简单 所用 USB 系统的接口一致 连线简单 系统可对设备 进行自动检测和配置 支持热插拔 新添加设备系统不需要重新启动 2 应用范围广 USB 系统数据报文附加信息少 带宽利用率高 可同时支持同步 传输和异步传输两种传输方式 3 较强的纠错能 USB 系统可实时地管理设备插拔 在 USB 协议中包含 了传输错误管理 错误恢复等功能 同时根据不同的传输类型来处理传输错误 4 总线供电 USB 总线可为连接在其上的设备提供5V 电压 100mA 电流的 供电 最大可提供500mA 的电流 USB 设备也可采用自供电方式 5 低成 USB 接口电路简单 易于实现 特别是低速设备 USB 系统接 口 电缆也比较简单 成本比串口 并口低 1212 USBUSB 有几种传输模式 试简述各种传输方式的特性有几种传输模式 试简述各种传输方式的特性 控制传输方式控制传输方式 依照先进先出的原则按方式处理到达的数据 是双向的 批处理方式批处理方式 可以是单向也可以是双向的 用来传输要求正确无误的数据 中断传输方式中断传输方式 是单向的 且仅输入到主机 等时传输方式等时传输方式 可以是单向也可以是双向的 用于传输连续性 实时的数据 1313 A DA D 转换芯片的主要性能指标是什么 转换芯片的主要性能指标是什么 性能指标 分辨率 转换时间 转换误差 1414 七段 七段 LEDLED 显示中静态显示与动态显示接口方式有什么不同 显示中静态显示与动态显示接口方式有什么不同 点亮显示器的方法有静态显示和动态显示 静态显示就是当显示器显示某 一个字符时 相应的发光二极管通过恒定电流 静态显示的特点 每一位都需 要一个 8 位输出口控制 动态显示是轮流点亮各位显示器 特点是只需一个 8 位段输出口和一个 8 位扫描输出口 1515 从干扰进入仪表的方式分为那几种 从干扰进入仪表的方式分为那几种 串模干扰 共模干扰 数字电路干扰 电源和地线系统的干扰 1616 可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标 请写出智能仪器中常用的提高 可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标 请写出智能仪器中常用的提高 硬件和软件可靠性的方法 硬件和软件可靠性的方法 硬件硬件 采用冗余结构的方法 在设计时安排双重结构的硬件电路 合理选 择元器件和采用极限情况下实验的方法 软件软件 采用模块化设计方法 对软件进行全面测试 1717 智能仪表的软件主要包括是什么 智能仪表的软件主要包括是什么 智能仪表的软件包括监控程序 中断处理程序以及实现各种算法的功能模块 1818 智能仪表的特点是什么 智能仪表的特点是什么 1 操作自动化 2 具有自测功能 3 具有数据处理功能 4 具有良好 的人机对话功能 5 具有程控操作能力 90 精度高智能变送器具有较高的精度 2 功能强 3 测量范围宽 4 通 信功能强 5 完善的自诊断功能 1919 如何消除键抖动 常用哪几种方法 如何消除键抖动 常用哪几种方法 硬件或软件方法 键数少时使用 R S 触发器或 RC 滤波器 键数多时 采用 软件延时的方法 2020 USBUSB 规范中的规定的规范中的规定的 4 4 种数据传输方式是什么 种数据传输方式是什么 控制传输方式 批处理方式 中断传输方式 等时传输方式 2121 什么是光电耦合器 为什么说它有很强的抗干扰能力 什么是光电耦合器 为什么说它有很强的抗干扰能力 光电耦合器是把发电器件和光敏器件封装在一起 以光为媒介传输信号的 器件 完全隔离了前后通道的电器联系 具有非常好的隔离效果 原因 1 光电耦合器的输入阻抗很低 而干扰源的内阻一般都很大 这时 能能馈送到光电耦合器输入端的噪声自然会很小 2 输入回路与输出回路之间 的分布电容极小 3 光电耦合器的输入回路与输出回路之间是光耦合的 而且 是在密封条件下耦合的 故不会受到外界光的干扰 22 简述干扰的来源和种类简述干扰的来源和种类 答 来源 空间 电磁感应 传输通道 配电系统 按干扰进入仪表的渠道分为 串模干扰 共模干扰 数字电路干扰 电源和 地线系统的干扰 23 共模干扰的来源有哪些 主要有那些硬件防干扰措施 共模干扰的来源有哪些 主要有那些硬件防干扰措施 答 1 来源 共模干扰是信号对地的电位差 主要由电网串入 地电位差 空间电磁辐射在信号线上感应的同方向电压迭加所形成 2 措施 利用双端不对地输入的运算放大器作为输入通道的前置放大器 用变压器或光电耦合器把各种模拟负载与数字信号源隔离开来 采用浮地输入双层屏蔽放大器来抑制共模干扰 24 智能仪表常用的显示器类型有哪些 智能仪表常用的显示器类型有哪些 LED LCD 和等离子显示器 25 寄存器寄存器 PSW 中的中的 RS1 和和 RS0 的作用是什么 的作用是什么 RS1 0 RS0 1 则 则 R0 的物的物 理地址是什么 理地址是什么 1 RS1 和 RS0 作用是选择但前使用的工作寄存器组 2 R0 地址为 0AH 26 26 MCS 51MCS 51 扩展时 什么口和什么口为地址线 什么口为数据线 扩展时 什么口和什么口为地址线 什么口为数据线 P2 P0 口为地址线 P2 口为数据线 27 27 简述简述 PIDPID 控制算法中的控制算法中的 P P I I D D 的意义与作用 的意义与作用 比例相 P 及时成比例地反映控制系统的偏差信号 e t 偏差一旦产生 控制器立 即 产生调节作用 以减少偏差 积分相 I 主要用于消除静差提高系统的无差度 微分相 D 作用是按偏差的变化趋势进行控制 28 28 通常点亮数码管的方式有哪些 通常点亮数码管的方式有哪些 静态和动态 静态显示就是显示器显示某一个字符时 相应的发光二极管通过 恒定电流 动态显示就是轮流点亮各位显示器 该方法只需一个 8 位段输出口 和一个 8 位扫描输出口 后者的作用是依次接通各位 LED 二 计算题二 计算题 1 某智能压力控制系统中采用 8 位 ADC 测量范围为 0 100N 在某一时刻仪 表采样并经滤波和非线性校正后 即压力与数字量之间的关系已为线性 的数 字量为 E9H 问此时的实际压力是多少 设测量压力 0N 对应 ADC 的 00H 输出 测量压力 100N 对应 ADC 的 0FFH 输出 10 分 91 2N 2 2 画出智能仪表的典型结构 简述各组成部分的作用 画出智能仪表的典型结构 简述各组成部分的作用 信信号号处处理理 人人机机接接口口 数数据据通通信信 控控制制输输出出信信号号调调理理传传感感器器 3 3 画出两个 画出两个 DAC0832DAC0832 与与 MCS 51MCS 51 单片机的接口电路 并编写一个程序使两路单片机的接口电路 并编写一个程序使两路 D AD A 同时改变输出 同时改变输出 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 RET 4 4 画出 画出 MC14433MC14433 与与 MCS 51MCS 51 单片机的接口电路 编写程序采集模拟量信号 把单片机的接口电路 编写程序采集模拟量信号 把 它放到它放到 20H 21H20H 21H 的内存单元中 的内存单元中 5 5 编写程序 要求编写程序 要求 T0T0 产生产生 1ms1ms 的定时 并使的定时 并使 P1 0P1 0 输出周期为输出周期为 2ms2ms 的方波 的方波 T0T0 工作方式工作方式 1 1 fosc 12MHzfosc 12MHz T0 初始值 2 16 x 12 fosc 1000 s x 64536 0FC18H START MOV TMOD 01H MOV TL0 18H MOV TH0 0FCH SETB TR0 LOOP JBC TF0 CONT SJMP LOOP CONT MOV TL0 18H MOV TH0 0FCH CPL P1 0 SJMP LOOP 6 6 画出一种有效 即微处理器的画出一种有效 即微处理器的 RESETRESET 引脚为高电平有效 的开机复位和人工引脚为高电平有效 的开机复位和人工 复位的接法 并简要说明其工作原理 复位的接法 并简要说明其工作原理 手动按钮复位 当人为按下按钮时 则 Vcc 的 5V 电平就会直接加到 RST 端 由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒 所以 完全能够满足复位 的时间要求 上电复位的工作过程是在加电时 复位电路通过电 容加给 RST 端一个短 暂的高电平信号 此高电平信号随着 Vcc 对电容的充电过程而逐渐回落 即 RST 端的高