Boundary Scan测试原理及实现
什么是边界扫描(boundary scan)?
Boundary Scan测试原理及实现
JTAG标准的IC芯片结构
IEEE 1149.1 标准背景
JTAG
什么是边界扫描(boundary scan)?
边界扫描(Boundary scan )是一项测试技术，是在传统的在线测试不在适应大规模，高集成电路测试的情况下而提出的，就是在IC设计的过程中在IC的内部逻辑和每个器件引脚间放置移位寄存器(shift register).每个移位寄存器叫做一个CELL。这些CELL准许你去控制和观察每个输入/输出引脚的状态。当这些CELL连在一起就形成了一个数据寄存器链(data register chain),我门叫它边界寄存器(boundaryregister)。除了上面的移位寄存器外，在IC上还集成测试访问端口控制器 (TAP controller),指令寄存器(Instruction register)对边界扫描的指令进行解码以便执行各种测试功能。旁路寄存器(bypass register)提供一个最短的测试通路。另外可能还会有IDCODE register和其它符合标准的用户特殊寄存器。
边界扫描器件典型特征及边界扫描测试信号的构成。
如果一个器件是边界扫描器件它一定有下面5个信号中的前四个：
1．TDI (测试数据输入)
2．TDO (侧试数据输出)
3．TMS (测试模式选择输入)
4．TCK (测试时钟输入)
5．TRST (测试复位输入，这个信号是可选的)
TMS,TCK,TRST构成了边界扫描测试端口控制器(TAP controller)，它负责测试信号指令的输入，输出，指令解码等，TAP controller是一个16位的状态机，边界扫描测试的每个环节都由它来控制，所以要对TAP controller有一个比较清楚的了解。
在后续的文章中还会向大家介绍边界扫描的其它方面。
边界扫描为开发人员缩短开发周期，并且提供良好的覆盖率和诊断信息。在不了解
IC内部逻辑的情况下快速的开发出优秀的测试程序。在未来的测试领域，边界扫描将会得到广泛的应用。Boundary Scan测试原理及实现
Boundary scan的目的：
Boundary scan是一种用于测试数字集成电路的技术，它能找出，开路，短路，和功能不良的数字器件，另外它还能完成一些功能测试。相对于传统的数字器件的向量测试，它还有以下几个优点：
具有较短的测试开发时间；
能用于探针接触有困难的那些器件的测试；
能减少维修时间和维修成本，故障诊断范围可以到PIN脚。
一般理论：
Boundary-Scan 测试的时候发送一组信号流到被测的数字器件的转换寄存器单元里面。而这个单元可以在每一个输入，输出，和双向引脚以及器件的逻辑中心那里找到。那些信号在寄存器周围转换并且从器件输出，然后用输出的信号和输入的信号之间的差异来比较并判断出错。例如有两个引脚之间短路或者电源与地脚短路之类的，它都会报错。
几个boundary scan 器件可以被连接到一个链上，从而一些相同的基础测试可以同时执行。当然，boundary scan还有许多的附加的测试能力，但是这种使用转换寄存器来检查输出的信号流是整个boundary scan测试
理论的基础。
两种软件包：
在Agilent 3070上有两个不同类型的boundary scan测试软件：他们是：
in-circuit boundary scan和HP interconnectplus. 其中in-circuit boundary scan是Agilent 3070标准软件包中自带的，它可以生成标准的单独的数字器件的在线boundary scan测试。而HP interconnectplu是一个可选软件，它可以生成链式的boundary scan测试程序，同时，它也能自动生成单独器件的boundary scan测试程序。
boundary scan器件的设计
boundary scan测试软件遵从IEEE 1149.1的标准，遵从此类标准的IC在每个引脚和逻辑中心之间都有一个独立单元。这些相互独立的单元们连接到一个转换寄存器也叫boundary scan寄存器中，他负责控制和观察每个输入，输出，和双向引脚的值。每一个boundary scan的器件都有一个特殊的输入引脚（TDI），一个特殊的输出引脚（TDO），TDI作为boundary scan寄存器的输入端，而TDO则连接到boundary scan寄存器的输出端。在TCK（时钟控制）的基础上，由TAP（test access port）来控制整个工作流程，工作模式选择（TMS）和复位信号（TRST*）
有两种boundary-scan测试依赖于boundary-scan器件本身，假如一个元件设计者在设计的时候把IDCODE 放到寄存器中，boundary-scan就可以去确认此器件的制造商，PN，和版本号之类的信息，假如此器件还有内嵌的自测（BIST）时，boundary-scan还可以运行这种自测并且报错。
指令寄存器：
指令寄存器包含了指令的解码。也包含了一些数据寄存所使用的特殊指令。
ByPass寄存器：
你可以使用ByPass寄存器通过那些没有被使用的Boundary –Scan寄存器链来进行数据传输的工作。假想你有一个很复杂的IC被用其它的技术象TESTJET之类的去测试而不用boundary-Scan，你也许会决定省略掉这个Boundary-Scan寄存器的长度并用单个单元的ByPass寄存器来代替。在下图中，使用ByPass寄存器可以包含12个boundary-Scan寄存器，事实上boundary-Scan寄存器的个数一般都很大，所以采用ByPass寄存器，会节约一些测试时间。
身份辨别寄存器：
身份辨别寄存器是一个32位的寄存器，它包含了元器件的一些制造信息。身份辨别寄存器有时也称IDCODE 寄存器，因为IDCODE指令显示了身份辨别寄存器中的内容，并不是所有的boundary-scan器件都有IDCODE 寄存器，IEEE 1149.1明确指出IDCODE只是一个选项。
Boundary-scan 单元的功能：
下图显示了一个典型数据寄存器单元它能灵活的扮演输入或输出单元。
灰色的Internal logic 和Outout Pin阐明了输出的配置。而紫色的Input pin和
Internal logic阐明了输入的配置，对于双向PIN来说，你可以只选用一个单独的单元就行了。转换，更新和测试模式用其它的颜色来标明：
TAP控制器：
TAP控制器是一种16位态的设备，它控制boundary-scan测试的操作。由于TAP控制器管理着大多数的数据和指令寄存器，理解TAP控制器在另一种意义上说等于理解了boundary-Scan, TAP控制器通过TCK，TMS，TRST*来实现控制。
控制线：
三个输入控制线：TCK，TMS，TRST*，TCK是一个方波时钟信号，Agilent3070用一个50%的DUTY CYCLE来实现它，TMS信号通过状态图控制着TAP控制器的动作，一般在TCK的上升沿触发TMS，有时也会在TCK 的下降沿触发。而TRSTR*用于复位动作。例如下图所示，TRST信号一般是在接近序列的中间出现。
测试-逻辑-复位：
在测试-逻辑-复位状态时，测试逻辑被禁用从而使此器件可以正常工作，当器件第一次被打开的时候，只要
有ID寄存器存在，那个指令寄存器就会引入IDCODE指令，假如没有的话，会引入ByPass寄存器。一般的，测试-逻辑-复位在TAPcontroller 上电的时候才工作的，测试程序员能够通过使TRST*为低电平或使TMS为高电平并持续至少5个TCK周期来迫使TAP控制器进入上电的状态。
Run-Test/Idle:
Run-Test/Idle允许在指令寄存器的指令的基础下激活被选种的测试逻辑电平，TAP controller 在TMS 保持低电平的状态下，会保持Run-Test/Idle的状态，而当TMS转换为高电平的时候，它转移到Select-DR-Scan上去。
Select-DR-Scan：
这个TAP控制器扮演一个开关的角色，在下一个TCK的上升沿TAP控制器会开始数据寄存器的扫描或者转到Select-IR-Scan的状态上面。
Capture –DR:
在Capture –DR的状态时，夹具上连接到输入PIN的测试针的值，会替换一部分当前被指令选中的部分数据寄存器。并不是所有的指令都在这个状态做任何事，一些指令可以在数据寄存器现存的数据的基础上工作，TAP控制器会在一个时钟周期内保持这种状态，然后再转移到Exit1-IR或Shift-IR。
Shift-DR:
在Shift-DR的状态，数据寄存器就好象一个转换寄存器在TDI和TDO数据之间并从TDI转移到数据寄存器然后再通过TDO在每一个TCK的上升沿从数据寄存器中出去。数据寄存器会保持这种状态直到TMS变为高电平，然后设备会转移到Exit1-DR的状态。
Exit1-DR
在到达Exit1-DR状态后，TAP controller转移到Pause-DR 或者Update-DR在TCK下一个上升沿，转到Update-DR 时，扫描的过程就结束了，当移动到Pause-DR时可以暂停TAP controller的状态进程，此时可以允许测试机调用内存。
Pause-DR
当Pause-DR状态时，它允许一个暂停来通过指令寄存器来转换数据，一种情况是TAP controller执行其他的任务时可以使用此种状态，TAP controller会保持这种状态知道TMS变为高电平，然后TAP controller会转移到Exit2-DR状态。
Exit2-DR
在到达Exit2-DR状态之后，在下一个TCK的上升沿时TAP controller会转移到Shift-DR或Update-DR。转移到Shift-DR时会从新开始扫描，转移到Update-DR时中止扫描的进程。
Update-DR
在TCK的下降沿时，Update-DR状态从boundaryscan寄存器锁住数据到boundaryscan寄存器的并联输出。在到达这个状态之后，状态设备转移到Run-Test/Idle或Select-DR-scan，当一个测试转移到Select-DR-scan 时比转移到RUN-Test/Idle要快一个时钟周期，转到RUN-Test/Idle去压制ground bounce的影响是一个好办法。
Select-IR-Scan
TAPcontroller 充当一个开关的角色。在TCK下一个上升沿时，TAPcontroller开始IR扫描进程或者重置TAPcontroller到TEST-Logic-Reset状态。IR—SCAN进程放在TDI和TDO之间的指令寄存器中，并在下一个TAPcontroller指令中转换。
Capture-IR
Capture-IR状态在TCK的上升沿时从集成电路板上纳入一个逻辑电平到指令寄存器。一般都是01之类的信号，用于测试boudary-Scan 电路的完整性。其他的信号被设计员另外再特指标明或把值赋给变量，在Capture-IR状态待满一个时钟周期后，TAP controller转移到EXIT-IR或Shift-IR。
Shift –IR
在Shift –IR的状态，指令寄存器在TDI和TDO之间扮演一个转换寄存器的角色，在Capture-IR抓到的数据
在TCK的上升沿时转换到TDO并且一个新的指令从TDI转换进来。TAP controller直到TMS变为高电平才会改变状态到Exit1-IR.
Exit1-IR.
到达Exit1-IR 状态之后，在下一个TCK的上升沿时转换到Pause-IR或者Update-IR. 转移到Update-IR时中止扫描的进程。当移动到Pause-IR时可以暂停TAP controller的状态进程，此时可以允许测试机调用内存。Pause-IR
当Pause-IR状态时，它允许一个暂停来通过指令寄存器来转换数据，一种情况是TAP controller执行其他的任务时可以使用此种状态，TAP controller会保持这种状态知道TMS变为高电平，然后TAP controller会转移到Exit2-IR状态。
Exit2-IR
在到达Exit2-IR状态之后，在下一个TCK的上升沿时TAP controller会转移到Shift-DR或Update-IR。转移到Shift-IR时会从新开始扫描，转移到Update-IR时中止扫描的进程。
Update-IR
在TCK的下降沿时，Update-IR状态latches the instruction register from the flip-flops into latches where the instruction decodeed，一旦一个新的指令被锁住它立刻转变为当前的指令。在到达这个状态之后，状态设备转移到Run-Test/Idle或Select-IR-scan，当一个测试转移到Select-IR-scan时比转移到RUN-Test/Idle要快一个时钟周期，转到RUN-Test/Idle去压制ground bounce的影响是一个好办法。
ByPass
Bypass指令放在一个单独的单元，ByPass寄存器在TDI和TDO之间，它并不象其他的测试一样去确认元件的放置和方向，在Bypass指令执行时，元件仍然保持正常的操作。根据IEEE1149.1的标准，指令代码为1的必须解码为Bypass.
EXTEST
EXTEST指令是最有用的boundaryscan的指令，因为它允许你在对元件的逻辑核心一无所知的情况下去测试所有的输入输出和双向引脚。EXTEST指令隔离了元件的逻辑核心测试，在元件的逻辑核心之外进行测试，他测试Boundaryscan单元，引脚到板上的连接等等。EXTEST指令有三种模式：
标准-单独模式用于测试boudary 寄存器，和器件到板子上的连接情况。
内部连接模式用于测试boudary 寄存器，和连接到boundaryscan器件的电路。
簇模式用于用于测试boudary 寄存器和在boundaryscan器件和其它器件之间的电路。根据IEEE1149.1的标准，指令代码为0的必须解码为EXTEST。
Sample /preload
Sample /preload指令允许在元件正常工作的时候有有采样的输入和输出。然后Boundaryscan测试可以对那些采样数据进行分析比并从TDO输出。当Boundaryscan测试在转换采样数据并输出时，它可以通过TDI将采样数据预载到Boundaryscan寄存器中，那些信号解码到Sample /preload指令并不属于IEEE1149.1标准，他们被元件设计师所制定。
Sample /preload指令的预载功能是用来准备那些例如EXTEST的指令的，例如，假想一个芯片选择器件如下图它连接了两个ROMS并共享了一个输出BUS，在这个事例中你可以使用preload来确保芯片选择器件的输出不会同时出现高电平而导致BUS竟争。
IDCODE
IDCODE指令被放在TDI和TDO之间的寄存器中间，由于在这里面放了元件的制造信息，所以可以通过此指令来辨别WRONG PART。
USERCODE
USERCODE指令允许测试开发人员登入一个32位的代码从而可以被转换并输出用于校验。这个指令是根据有设计人员的定义来定的，并且它依赖于身份辨别寄存器的存在而存在。
Intest:
Intest对元件的内部逻辑进行静态的测试，在进行静态的测试的时候，这些测试并不是在元件固有的测试速度下进行的，而是在TCK的单步测试模式下进行的。这种测试不会受元件的拓扑结构的影响。它的测试结果从TDO输出。
RunBIST:
RUNBIST是使元件进行自测的指令，当元件执行BIST时，TAP控制器处于RUN_TEST/IDLE状态。它测试的结果从TDO输出。同样这个测试不会受元件的拓扑结构的影响。
CLamp:
CLAMP是一个设计人员定义的代码，它能设置所有的系统逻辑输出和双向引脚从Boundary-scan寄存器中锁住一个常量值。在此指令执行的时候，处于ＴＤＩ和ＴＤＯ之间的ByPass寄存器在ＳＨＩＦＴ－ＤＲ控制的状态。
ＨＩＧＨＺ:
ＨＩＧＨＺ是一个设计人员定义的代码，它能设置所有的系统逻辑输出和双向引脚到一个高阻状态。这就能允许测试机在不损坏元件的前提下去驱动信号到元件的输出和双向引脚上。在此指令执行的时候，处于ＴＤＩ和ＴＤＯ之间的ByPass寄存器在ＳＨＩＦＴ－ＤＲ控制的状态。
BOUNDARY-SCAN 的软件
In-circuit Boundary-Scan
一种使用Boundary-Scan技术的方式是使用BSDL INFORMATION 去创建一个传统的在线库测试。In-circuit Boundary-Scan，扫描端口驱动界面（SPDIF）是HP3070测试机所具有的标准的功能。它为单个的Boundary-Scan器件创建测试，不能创建链式的Boundary-Scan测试。和许多的数字测试一样，你在做n-circuit Boundary-Scan测试时要首先确认你的测试点数是否够。
HP interconnectPlus software:
一种使用链式的Boundary-Scan测试软件包，可生成测试类型如下：
BSDL源文件：
BSDL是一种使用IEEE1149.1标准的语言，同时它也是VLSI语言的一个分支。在开发boundary scan测试时要先用BSDL compiler来验证一下语法有无错误。
Boundary scan测试技术
In-circuit boundary scan测试
SPDIF 界面：
Reset Tap: 生成十个向量来保持TMS为高电平并持续五个时钟周期。这样就把TAP控制器放在TEST-LOGIC-RESET状态并与其它的状态隔离开来。
Bypass Test：执行Bypass 指令，能用于快速发现TAP控制器在运行时的问题。
ID code Test：执行IDCODE指令，假如器件没有ID信息，则执行BYPASS指令。
User Code Test：执行User Code Test指令，假如器件没有User Code Test信息，则什么也不执行。
Parallel toggle：产生锁住所有输入输出脚状态的向量，但是它受限于那些相互之间两两短路和连接到电源脚的PINS。
Running Toggle：类似于Parallel toggle，但是它能对输入PIN实现持续的锁住，虽然测试速度会慢一店，但是这样会减小板子拓朴结构对测试的影响。
Toggle Pins：同Running Toggle，只是精确到PIN脚。
EXTEST：你可以定义输入，输出，双向脚的值，对于调试来说，是非常有用的。
Simple setup：生成set-up-only测试，它会允许你指定你元件的逻辑家族，自动生成一个set-up-only测试。Setup & Disable：同Simple setup一样，另外它还会生成元件的DISABLE信息，很有用的。
Verify BSDL：验证你的BSDL有无错误。
HP interconnectPlus测试：
Integrity Test:通过指令寄存器来测试从TDI到TDO路径的数据的完整性。它用来在Capture-IR指令后，比
较指令寄存器中的内容和从TDO中出来的内容。由于在指令寄存器捕获的最小有效信号为0,1所以从TDO 中出来的信号必定是1,0，如下图显示：
假如有身份验证寄存器存在的话，Integrity Test会执行IDCODE指令，假如没有身份验证寄存器存在的话，Integrity Test会执行BYPASS指令，来验证BYPASS寄存器的好坏。
Power-short测试：用来检查UNNAILED的Boundary scan Nodes与其他类型的nailed Nodes之间的短路。它会参考board_xy文件的信息并自动生成测试。
Connect测试：用来查找元件的open的故障，一次只能找一个元件，当一个元件在测试的过程中，其它的元件会处于ＢＹＰＡＳＳ的状态，如下图Ｕ３处于connect测试的状态中：它只会测试那些在输
入和输出的引脚上有固定的探针的元件，并且它会自动生成分离的两段测试为那些双向引脚，那就是第一次把他们当成ＤＲＩＶＥＲ然后再把他们当成ＲＥＣＥＩＶＥＲ。
inter Connect测试：用来测试元件在boundary scan 链上的连接。
bus wire测试：用来验证双向ＰＩＮ的测试，会生成不同的向量，先把他们当ＤＲＩＶＥＲＳ来测再把他们当ＲＥＣＥＩＶＥＲＳ来测。bus wire测试会一次打开一个驱动去检查开路，随后它会测试所有的ＤＲＩＶＥＲＳ的运行情况。它会自动生成测试只要在链上有ＢＵＳDRIVERS。
Silicon-Nails测试: 用于测试那些与Boundaryscan元件相连的传统数字器件。Boundaryscan软件使用Boundaryscan寄存器去向那些非Boundaryscan元件传送和接受信号，这对那些不能下探针的元件是一种很好的测试方法。
Boundaryscan Disabling:防止其他的Boundaryscan元件在测试的时候有输出信号干扰，此功能选项可在IPG 中打开。当一个元件被Disable掉的时候，TAP控制器处于Run- Test/Idle的状态，为此，利用GPRELAY 把TMS短接到地是一个好方法。
当今，微电子技术已经进入超大规模集成电路(VLSI)时代。随着芯片电路的小型化及表面封装技术(SMT)和电路板组装技术的发展，使得传统测试技术面临着巨大的挑战。在这种情况下，为了提高电路和系统的可测试性，联合测试行动小组(JTAG)于1987年提出了一种新的电路板测试方法--边界扫描测试，并于1990年被IEEE接纳，形成了IEEE1149．1标准，也称为JTAG标准[1]。这种技术以全新的"虚拟探针"代替传统的"物理探针"来提高电路和系统的可测性。由于JTAG标准的通用性很好，现在许多IC公司都提供了支持边界扫描机制的IC芯片，甚至部分FPGA和CPLD芯片也采用了这一技术。
本文介绍支持JTAG标准的IC芯片结构，并以Xilinx公司的两块xc9572_pc84芯片为例，探讨并利用边界扫描技术控制IC芯片处于某种特定功能模式的方法，并且针对IC芯片某种特定的功能模式设计该芯片的JTAG控制器。
1支持JTAG标准的IC芯片结构
边界扫描技术的核心就是在IC芯片的输入输出引脚与内核电路之间设置边界扫描结构。JTAG标准定义了一个4-wire串行总线[2]，通过这四条测试线访问边界扫描单元，可以达到测试芯片内核与外围电路的目的。图1示出了支持JTAG标准的IC芯片结构。图中，扫描结构由测试存取通道(TAP)、边界扫描寄存器(BSR)、
TAP控制器、指令寄存器(IR)和辅助寄存器等组成。
1．1 TAP
TAP是由4-wire串行测试线组成的测试存取通道，JTAG标准定义的所有操作都由这四条测试线来控制。这四条测试线分别是：测试时钟输入线(TCK)，测试方式选择输入线(TMS)，测试数据输入线(TDI)，测试数据输出线(TDO)。
1．2 TAP控制器
TAP控制器是边界扫描测试的核心控制器，具有一个16状态的有限状态机。它与TCK信号同步工作，并响应TMS信号。在TCK信号和TMS信号的控制下，TAP控制器可以选择使用指令寄存器扫描还是数据寄存器扫描，以及选择用于控制边界扫描测试的各个状态。图2描述了TAP控制器的状态转换全过程[3]。
无论当前状态如何，只要TMS保持5个TCK时钟为高电平，TAP控制器都会回到Test_Logic_Reset状态，使测试电路不影响IC芯片本身的正常逻辑。需要测试时，TAP控制器跳出该状态，选择数据寄存器扫描(Select_DR_Scan)或选择指令寄存器扫描(Select_IR_Scan)进入图2的各个状态。一个标准的测试过程如下：TAP控制器在Capture_IR状态捕获指令信息，经过Shift_IR状态移入新指令，新指令经过Update_IR 状态成为当前指令；紧接着，当前指令在Select_DR_Scan状态选择相应的测试数据寄存器，在Capture_DR 状态捕获前一测试向量的响应向量，在Shift_DR状态移出该响应向量，同时移入下一测试向量，在Update_DR状态将新的测试量并行加载到相应的串行数据通道，直到移入最后一个测试向量为止。其中，Pause_DR状态和Pause_IR状态暂停数据移位状态；而四个Exit状态是不稳定状态，它们为状态转换提供灵活性。
1．3 BSR
BSR是边界扫描技术的核心，它构成边界扫描链，其中的每一个边界扫描单元(BSC)都是由触发器Q、多路选择开关mux组成。图3示出了JTAP标准中BC_1类型的BSC的结构[3]。
在图3中，SI为BSC的串行输入端，连接上一个器件(BSC)的串行输出端SO，依次相连便构成边界扫描链。该扫描链的首端接TDI引脚，末端接TDO引脚。当MODE为0时，芯片工作在正常模式下。当芯片工作在测试模式时，测试数据在移位信号(SHIFT=1)的控制下，通过SI端进入到多路选择器1(MUX1)中，通过SO端进入下一个BSC的SI端；当芯片工作在捕获方式时(SHIFT=0)，触发器Q1将捕获BSR并行输入端(DI)的数据，送入SO端，在扫描链中传递捕获的数据，并在TDO回收数据，以此来检测故障的存在并且定位故障所在的位置。当MODE为1时，芯片工作在更新方式下，Q1中的数据在更新信号(UPDATE)的作用下，进入到多路选择器2(MUX2)中，通过BSR的并行输出端(D0)进入芯片的内核中。
1．4 IR
IR是向各个数据寄存器发出各种操作码并确定其工作方式的指令寄存器，图4示出了一种IR单元的结构[4]。由图4可以看出，IR单元是由一个触发器Q1和一个锁存器Q2构成的。CAPTURE DATE信号控制IR装载指令，SHIRFT IR信号控制指令在IR中的移位；CLK IR信号是从TCK获得的时钟信号，用于为BSR的捕
获操作、移位操作提供时钟信号。UPDATE IR信号用于将当前指令装入锁存器Q2，以决定将要执行的操作模式和将要用到的测试数据寄存器的类别。
1．5辅助寄存器
辅助寄存器包括器件标志寄存器和旁路寄存器，器件标志寄存器用于存储器件制造商、器件序列号和器件版本号等信息，借助它可以辨别板上器件的制造商，还可以通过它检测是否已将正确的器件安装在电路板的正确位置上。旁路寄存器用于将边界扫描单元直接旁路，把扫描数据直接传递给下一个扫描器件。
2基于边界扫描技术的数字系统测试
基于边界扫描技术的数字系统测试包括两个方面，一是对IC芯片电路功能测试及系统互连测试；二是利用边界扫描技术控制IC芯片处于某种特定的功能模式，以方便电路系统的设计和调试。本文主要论述后者。2．1测试系统组成
测试系统由主机(PC机)、测试仪和PCB实验板组成，测试仪通过标准口(RS232)与PC机连接，通过串行标准信号电缆与PCB板上的测试存取通道相连，如图5所示。
PCB板由Xilinx公司的两块xc9572 pc84芯片互连组成，芯片符合IEEE1149．1的JTAG接口标准，具有84个外部引脚、4个JTAG引脚、5个Vcc引脚、6个Vss引脚、69个双向数据输入／输出引脚，xc9572系列芯片未实现异步复位信号引脚TRST，电缆不需要提供这一信号线。该器件的边界扫描寄存器由216个边界扫描单元组成，其中9个单元是内部属性的单元，其余207个单元组成69组边界扫描单元组[5]。
2．2设计分析与实现
2．2．1设计内容与分析
在图5所示的测试系统中，要求两片IC芯片分别实现不同功能的数据处理。为了对存储器实现分时访问，可以设定其中的一片xc9572_pc84芯片(IC2)受到另一片xc9572_pc84芯片(IC1)的控制，使IC2进入高阻模式(高阻模式是JTAG标准中推荐的任选模式之一)，用以对存储器的访问屏蔽一段时间，此时受控芯片E2的所有输出管脚都将处于浮空状态即高阻态。
从图2描述的TAP控制器的状态机可知，通过改变IC芯片自身的输入输出状态，就可以进行边界扫描测试或利用JTAG接口使IC芯片处于某个特定的功能模式。
支持JTAG标准的芯片都附有特定的BSDL(Boundary Scan Description Language)描述文件[3]。BSDL语言是硬件描述语言(VHDL)的一个子集。它对该芯片的边界扫描特性进行描述，用来沟通厂商、用户与测试工具之间的联系，为自动测试图形生成工具、检测特定的电路板提供相关的信息；在BSDL文件的支持下可生成由JYAG标准定义的测试逻辑。BSDL文件可与软件工具结合起来，用于测试生成、结果分析和故障诊断。
通过对xc9572 pc84芯片的BSDL部分文件[6]的分析可知：
通过该部分代码可得出，控制该芯片进入高阻模式需要写入指令寄存器的控制码为11111100。此时应选择旁路寄存器将边界扫描寄存单元旁路，以使扫描数据直接传递给下一个扫描器件。
2．2．2设计实现
根据上面的分析可以得出，要使芯片从正常工作模式下受控进入JTAG高阻状态需要经过以下五个步骤：
① 复位。由于Xilinx 9572_pc84芯片不具备TRST管脚，而且芯片正常工作时TMS持续为高电平，所以控制器进入复位状态需要使TMS端接收低电平信号，控制TAP控制器完成复位操作。
②进入Shift_IR状态。由TAP控制器状态机可以看出，当持续5个TCK上升沿使TMS端接收到01100时，则进入Shift_IR状态。
③将指令码写入指令寄存器。在Shift_IR状态，通过TDI将高阻状态指令码11111100写入指令寄存器，需要5个TCK周期，此时TMS需保持4个周期低电平。
④进入Exit1_IR状态。在Shift_IR状态的第5个TCK的上升沿，使TMS=1，进入Exit1_IR状态。
⑤进入Update_IR状态。在进入Exit1_IR状态后，使TMS=1，进入Update_IR状态。此时芯片进入高阻状态。
按照上述步骤，采用数字系统中状态机的设计思想[5]，用VHDL语言编写出相应的功能块，控制xc9572_pc84芯片(IC2)进入JTAG高阻状态(限于篇幅，VHDL源程序未列出)，就可以进行边界扫描测试了。将VHDL源程序经过编译、仿真后可得到如图6所示的JTAG控制时序波形图。
JTAG测试技术是一种新的测试技术，这种技术是建立在具有JTAG标准接口的芯片之上的。由于这种芯片内置一些预先定义好的功能模式，所以可以通过边界扫描通道使芯片处于某个特定的功能模式，以提高系统控制的灵活性并便于系统设计。本文通过设计实例，详细介绍了利用边界扫描技术控制IC芯片处于高阻模式的思路和方法，并且通过实验实现，达到了预期目标。基于边界扫描技术的测试机制在产品全寿命周期的不同阶段都可以共享，因此利用边界扫描技术可以方便地对电路系统进行调试、测试，显著地降低了产品的开发周期和费用。
IEEE 1149.1 标准背景
边界扫描/JTAG，即IEEE/ANSI 标准1149.1_1190，是一套设计规则，可以在芯片级、板级和系统级简化测试、器件编程和调试。该标准是联合测试行动小组（JTAG）（由北美和欧洲的几家公司组成）开发的。IEEE 1149.1标准最初是做为一种能够延长现有自动测试设备（ATE）寿命的片上测试基础结构而开发的。可以从Texas Instruments 边界扫描页面获得更多信息。利用该标准整合测试设计，允许完全控制和接入器件的边界引脚，而无需不易操作的或其它测试设备。每个符合JTAG要求的器件的输入/输出引脚上都包括一个边界单元（如图1所示）。正常情况下，它是透明的和停止运行的，允许信号正常通过。借助于测试模式下的器件，您可以采集输入信号，以备后期分析之用；输出信号可以影响板上的其它器件。
简而言之，IEEE 1449.1 标准定义了一个串行协议。无论封装约束怎样，该协议都要求每个符合标准的器件上要有4个（也可以是5个）引脚。这些引脚定义了测试接入端口（TAP），以便实现片上测试基础设施的
操作，从而确保：
印刷电路板上的所有器件安装正确并处于正确的位置。
器件间的所有互连都与设计所描述的一致。
引脚是：
TCK - 这是一个时钟信号，用于同步1149.1内部状态机操作。
TMS - 1149.1内部状态机模式选择信号。该信号在TCK的上升沿被采样，用来决定状态机的下一个状态。TDI - 1149.1数据输入引脚。当内部状态机处于正确状态时，信号在TCK的上升沿被采样，并被移入器件的测试或编程逻辑
TDO - 1149.1数据输出引脚。当内部状态机处于正确状态时，该信号代表从器件测试或编程逻辑移出的数据位。输出数据在TCK的下降沿有效。
TRST（可选）- 1149.1异步复位引脚。当置低时，内部状态机立即进入复位状态。由于该引脚是可选的，而通常为器件增加引脚会带来额外的成本，因此很少使用。此外，内部状态机（如标准所定义的）已经明确定义有同步复位机制。
TAP引脚驱动一个16-状态控制器（状态机）。该状态机的状态根据TCK上升沿时TMS信号的值进行状态转换。查看问答数据库内的状态机图解。
图中位于弧线旁边的'0'和'1'表示TCK上升沿时TMS信号的逻辑状态。
1149.1标准规定仅在Shift-DR或Shift-IR状态时TDI有效并被移入（TDO有效并被移出）。Shift-IR状态选择TDI和TDO之间的器件指令寄存器。根据选择的指令，不同的数据寄存器被激活。在Shift-DR状态时，TDI 和TDO之间与先前输入的指令相对应的数据寄存器被选中。缺省数据寄存器是强制性的1位旁路寄存器。外部边界扫描描述语言（BSDL）文件规定了任何器件的边界扫描逻辑的特性和特征。这些文件由IC制造商提供，并被用来生成符合IEEE 1149.1标准的器件操作的算法描述。
多个边界扫描器件以菊花链形式串接起来。每个器件共享同样的TCK和TMS信号。一个器件的TDO连接到下一个器件的TDI。由于所有的器件采用同样的TCK和TMS，因此所有器件同时且同步地顺序转换TAP 控制器状态。因此，所有的器件都处于同一个TAP控制器状态下。当将数据（在Shift-IR 或Shift-DR 状态）移到边界扫描链中时，所有器件都有寄存器在内部连接在其TDI 和TDO 引脚之间。结果很明显，就是单个固定长度移位寄存器从系统TDI 引脚转到系统TDO。
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IEEE 1532配置和编程标准
利用先进PLD和配置PROM设计的新系统需要最好的编程和配置技术。IEEE 1532标准所制定的技术规范使设计人员可同时编程多片器件，利用增强的芯片功能最小化编程时间，同时生产出更容易维护的、功能强大的系统。通过提供一个功能强大的和可靠的编程环境，这一新标准为更方便的硬件升级铺平了道路。IEEE 1532标准简化了任何合格的PLD的配置，即使是在远程环境下也是如此。其统一的编程方法几乎消除了任何器件编程不确定性，并可保证正确的系统启动顺序（包括在掉电故障后）。它允许用户容易地实现现场诊断和新功能，从而延长产品生命周期并降低现场维护成本。
编程和算法数据分开保存。可以在不影响另一个的情况下改变另一个，这样就消除了每次设计变更之后进行重新编译的必要。边界扫描工具和自动测试设备可以将编程效率最大化，还能将编程时间降至最短，从而降低了生产成本。
IEEE 1532标准具有明确定义的可提供增强功能的系统级指令，如有些指令可支持简单地实现同时编程，从而可进一步缩短编程时间。通过利用这些简单的指令，设计人员可以缩短产品上市时间并集中精力进行系统特性和设计优化，而不是花费大量时间纠缠配置问题。
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器件和软件支持
下列器件和产品系列可充分支持和利用IEEE 1532标准（参考IEEE Std 1532 BSDL文件）：
CoolRunner?-II
Spartan? 系列FPGA
Virtex? 系列FPGA
System ACE?
Xilinx 还以免费下载的方式推出了世界上首个IEEE 标准1532编程引擎- J Drive。
自动测试设备（ATE）、第三方工具和在线编程器参与者
主要的电信和消费类电子公司合作制定了能够在各种不同的可编程器件上满足他们的需要的标准。主要的自动测试设备制造商（Agilent和Teradyne）、边界扫描工具供应商（ASSET Intertech、Corelis、Intellitech和JTAG Technologies）和在线编程器供应商（Data I/O和BP Microsystems）参与了IEEE-STD-1532的开发。
为了方便您的使用，我们提供了ATE和边界扫描（JTAG）工具及合作伙伴列表。
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串行矢量格式（SVF）
串行矢量格式（SVF）规范是基于边界扫描的刺激信息交换的标准。虽然它可以自由分配，但它不是开放的标准。目前，Asset Intertech拥有该标准的版权。
JEDEC
JEDEC编程文件- 更正式的名称是用于在数据准备系统和可编程逻辑器件编程器间进行数据传输的JESD3-C标准数据传输格式。可从JEDEC网站下载该文件。
JEDEC链描述文件- 更正式的名称是用于链描述文件的JESD32 标准。这一文件格式描述串行链中任意的可编程器件连接。它试图用同一种语言均衡非1149.1类和1149.1类串行链的描述。但是，它不能描述复杂的边界扫描连配置，如分层或多支路架构。
BSDL
边界扫描描述语言（BSDL）标准1149.1b用来描述JTAG 1149.1 边界扫描兼容器件中的1149.1 TAP 控制器和边界扫描寄存器。BSDL还做为VHDL标准的子集实现。Xilinx 广泛地测试和验证了每个BSDL文件。
JTAG
JTAG是英文“Joint Test Action Group（联合测试行为组织）”的词头字母的简写，该组织成立于1985 年，是由几家主要的电子制造商发起制订的PCB 和IC 测试标准。JTAG 建议于1990 年被IEEE 批准为IEEE1149.1-1990 测试访问端口和边界扫描结构标准。该标准规定了进行边界扫描所需要的硬件和软件。自从1990 年批准后，IEEE 分别于1993 年和1995 年对该标准作了补充，形成了现在使用的IEEE1149.1a-1993 和IEEE1149.1b-1994。JTAG 主要应用于：电路的边界扫描测试和可编程芯片的在系统编程。
JTAG也是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议,如DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO,分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。相关JTAG引脚的定义为：TCK为测试时钟输入；TDI为测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口；TDO为测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出；TMS为测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式；TRST为测试复位，输入引脚，低电平有效。GND
TI还定义了一种叫SBW-JTAG的接口，用来在引脚较少的芯片上通过最少的利用引脚实现JTAG接口，它只有两条线，SBWTCK，SBWTDIO。实际使用时一般通过四条线连接，VCC，SBWTCK，SBTDIO，GND，这样就可以很方便的实现连接，又不会占用大量引脚。
JTAG最初是用来对芯片进行测试的,基本原理是在器件内部定义一个TAP（Test Access Port测试访问口）通过专用的JTAG测试工具对进行内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起,形成一个JTAG链,能实现对各个器件分别测试。现在，JTAG接口还常用于实现ISP（In-System Programmable;在线编程），对FLASH等器件进行编程。
JTAG编程方式是在线编程，传统生产流程中先对芯片进行预编程现再装到板上因此而改变，简化的流程为先固定器件到电路板上，再用JTAG编程,从而大大加快工程进度。JTAG接口可对PSD芯片内部的所有部件进行编程。
在硬件结构上，JTAG 接口包括两部分：JTAG 端口和控制器。与JTAG 接口兼容的器件可以是微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、PLD、CPL、FPGA、ASIC 或其它符合IEEE1149.1 规范的芯片。IEEE1149.1 标准中规定对应于数字集成电路芯片的每个引脚都设有一个移位寄存单元，称为边界扫描单元BSC。它将JTAG 电路与内核逻辑电路联系起来，同时隔离内核逻辑电路和芯片引脚。由集成电路的所有边界扫描单元构成边界扫描寄存器BSR。边界扫描寄存器电路仅在进行JTAG 测试时有效，在集成电路正常工作时无效，不影响集成电路的功能。
JTAG的一些说明
通常所说的JTAG大致分两类，一类用于测试芯片的电气特性，检测芯片是否有问题；一类用于Debug；一般支持JTAG的CPU内都包含了这两个模块。
一个含有JTAG Debug接口模块的CPU，只要时钟正常，就可以通过JTAG接口访问CPU的内部寄存器和挂在CPU总线上的设备，如FLASH，RAM，SOC（比如4510B，44Box，AT91M系列）内置模块的寄存器，象UART，Timers，GPIO等等的寄存器。
上面说的只是JTAG接口所具备的能力，要使用这些功能，还需要软件的配合，具体实现的功能则由具体的软件决定。
例如下载程序到RAM功能。了解SOC的都知道，要使用外接的RAM，需要参照SOC DataSheet的寄存器说明，设置RAM的基地址，总线宽度，访问速度等等。有的SOC则还需要Remap，才能正常工作。运行Firmware时，这些设置由Firmware的初始化程序完成。但如果使用JTAG接口，相关的寄存器可能还处在上电值，甚至时错误值，RAM不能正常工作，所以下载必然要失败。要正常使用，先要想办法设置RAM。在ADW中，可以在Console窗口通过Let 命令设置，在AXD中可以在Console窗口通过Set命令设置。
下面是一个设置AT91M40800的命令序列，关闭中断，设置CS0-CS3, 并进行Remap，适用于AXD(ADS带的Debug)
setmem 0xfffff124,0xFFFFFFFF,32 －－－关闭所有中断
setmem 0xffe00000,0x0100253d,32 －－－设置CS0
setmem 0xffe00004,0x02002021,32 －－－设置CS1
setmem 0xffe00008,0x0300253d,32 －－－设置CS2
setmem 0xffe0000C,0x0400253d,32 －－－设置CS3
setmem 0xffe00020,1,32 －－－Remap
如果要在ADW（SDT带的DEBUG）中使用，则要改为：
let 0xfffff124=0xFFFFFFFF －－－关闭所有中断
let 0xffe00000=0x0100253d －－－设置CS0
let 0xffe00004=0x02002021 －－－设置CS1
let 0xffe00008=0x0300253d －－－设置CS2
let 0xffe0000C=0x0400253d －－－设置CS3
let 0xffe00020=1 －－－Remap
为了方便使用，可以将上述命令保存为一个文件config.ini, 在Console窗口输入 ob config.ini 即可执行。
使用其他debug，大体类似，只是命令和命令的格式不同。
设置RAM时，设置的寄存器以及寄存器的值必须和要运行程序的设置一致。一般编译生成的目标文件是ELF 格式，或类似的格式，包含有目标码运行地址，运行地址在Link时候确定。Debug下载程序时根据ELF文件中的地址信息下载程序到指定的地址。如果在把RAM的基地址设置为0x10000000, 而在编译的时候指定Firmware的开始地址在0x02000000, 下载的时候，目标码将被下载到0x02000000，显然下载会失败。
通过JTAG下载程序前应关闭所有中断，这一点和Firmware初始化时关闭中断的原因相同。在使用JTAG接口的时候，各中断的使能未知，尤其是 FLASH里有可执行码的情况，可能会有一些中断被使能。使用JTAG 下载完代码，要执行时，有可能因为未完成初始化就产生了中断，导致程序异常。所以，需要先关闭中断，一般通过设置SOC的中断控制寄存器完成。
使用JTAG写Flash。在理论上，通过JTAG可以访问CPU总线上的所有设备，所以应该可以写FLASH，但是FLASH写入方式和RAM大不相同，需要特殊的命令，而且不同的FLASH擦除，编程命令不同，而且块的大小，数量也不同，很难提供这一项功能。所以一般Debug不提供写Flash功能，或者仅支持少量几种Flash。目前就我知道的，针对 ARM，只有FlashPGM这个软件提供写FLASH功能，但使用也非常麻烦。AXD，ADW 都不提供写FLASH功能。我写Flash的方法时是，自己写一个简单的程序，专门用于写目标板的FLASH，利用JTAG接口，下载到目标板，再把要烧写的目标码装成BIN格式，也下到目标板（地址和烧 FLASH的程序的地址不同），然后运行已经下载的烧FLASH的程序。使用这种方式，比起FlashPGM的写Flash，速度似乎要快一些。
关于简单JTAG电缆。
目前有各种各样简单JTAG电缆，其实只是一个电平转换电路，同时还起到保护作用。JTAG的逻辑则由运行在PC上的软件实现，所以在理论上，任何一个简单 JTAG电缆，都可以支持各种应用软件，如Debug等。我就曾使用同一个JTAG电缆写Xilinx CPLD，AXD/ADW调试程序。关键再于软件的支持，大多数软件都不提供设定功能，因而只能支持某种JTAG电缆。
关于简单JTAG电缆的速度。
JTAG 是串行接口，使用打印口的简单JTAG电缆，利用的是打印口的输出带锁存的特点，使用软件通过I/O 产生JTAG时序。由JTAG标准决定，通过JTAG 写/读一个字节要一系列的操作，根据我的分析，使用简单JTAG电缆，利用打印口，通过JTAG输出一个字节到目标板，平均需要43个打印口I/O, 在我机器上（P4 1.7G)，每秒大约可进行660K次 I/O 操作，所以下载速度大约在660K/43, 约等于15K Byte/S. 对于其他机器，I/O速度大致相同，一般在600K ~ 800K.
关于如何提高JTAG下载速度。
很明显，使用简单JTAG电缆无法提高速度。要提高速度，大致有两种办法，
1。使用嵌入式系统提供JTAG接口，嵌入式系统和微机之间通过USB/Ethernet相连，这要求使用MCU。2。使用CPLD/FPGA提供JTAG接口，CPLD/FPGA和微机之间使用EPP接口（一般微机打印口都支持EPP模式），EPP接口完成微机和CPLD/FPGA之间的数据传输，CPLD/FPGA完成JTAG时序。
这两种方法本人都实现过。第一个方法可以达到比较高的速度，实测超过了200KByte/S(注意：是Byte，不是Bit)；但是相对来说，硬件复杂，制造相对复杂。第二种相对来说，下载速度要慢一些，最快时达到96KByte/S，但电路简单，制造方便，而且速度可以满足需要。第二种方案还有一个缺点，由于进行I/O操作时，CPU不会被释放，因此在下载程序时，微机CPU显得很繁忙。
关于简单JTAG电缆
目前有各种各样简单JTAG电缆，其实只是一个电平转换电路，同时还起到保护作用。JTAG的逻辑则由运行在PC上的软件实现，所以在理论上，任何一个简单 JTAG电缆，都可以支持各种应用软件，如Debug 等。可以使用同一个JTAG电缆写Xilinx CPLD，AXD/ADW调试程序。关键再于软件的支持，大多数软件都不提供设定功能，因而只能支持某种JTAG电缆。
关于简单JTAG电缆的速度
JTAG 是串行接口，使用打印口的简单JTAG电缆，利用的是打印口的输出带锁存的特点，使用软件通过I/O产生JTAG时序。由JTAG标准决定，通过JTAG 写/读一个字节要一系列的操作，根据我的分析，使用简单JTAG电缆，利用打印口，通过JTAG输出一个字节到目标板，平均需要43个打印口I/O, 在我机器上（P4 1.7G)，每秒大约可进行660K次 I/O 操作，所以下载速度大约在660K/43, 约等于15K Byte/S. 对于其他机器，I/O速度大致相同，一般在600K ~ 800K.
JTAG接口有四个引脚。以JTAG的术语来说，这些引脚组成了测试访问端口TAP。这些引脚是：
? TMS：测试模式选择。此引脚用来实现TAP 控制器各个状态之间的切换。
? TCK：测试时钟。JTAG 操作是与TCK 同步的。
? TDI：测试数据输入--需要移位到指令寄存器或数据寄存器(扫描链)的串行输入数据。
? TDO：测试数据输出-- 自指令寄存器或数据寄存器串行移出的数据。
什么是ISP?
ISP是一种通用的程序下载方式，AVR单片机都有ISP下载接口。可以通过ISP下载线或者STK500把程序下载到单片机中。
ISP下载线成本低廉，制作简单，一个并口ISP下载线只需几十元即可得到。开发工具成本低也是AVR单片机的优势之一。
JTAG与ISP的区别和联系
区别：JTAG可以调试程序，而ISP只能下载程序。
联系：同作为AVR程序下载工具，都能把程序从电脑下载到单片机中。都能对芯片的熔丝位和锁定位进行编程。
JTAG调试与普通软件仿真的区别和联系
联系：都可以在计算机调试程序终端看到程序的运行效果，都可以设置断点，单步运行，进入循环，跳出循环，连续运行等操作。还能实时观察各寄存器的值，IO口状态等。
区别：软件仿真，用的是计算机来模仿单片机运行，不是全真的环境，很多时候会出现偏差甚至错误。而用JTAG在线调试，程序本身在单片机内运行，完全真实的硬件环境，更准确的反映程序运行的实际情况，有助于大型程序的调试。
1 JTAG原理分析
简单地说，JTAG的工作原理可以归结为：在器件内部定义一个TAP(Test Access Port，测试访问口)，通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试和调试。首先介绍一下边界扫描和TAP的基本概念和内容。1.1 边界扫描
边界扫描(Boundary-Scan)技术的基本思想是在靠近芯片的输入／输出引脚上增加一个移位寄存器单元，也就是边界扫描寄存器(Boundary-Scan Register)。
当芯片处于调试状态时，边界扫描寄存器可以将芯片和外围的输入／输出隔离开来。通过边界扫描寄存器单元，可以实现对芯片输入／输出信号的观察和控制。对于芯片的输入引脚，可以通过与之相连的边界扫描寄存器单元把信号(数据)加载到该引脚中去；对于芯片的输出引脚，也可以通过与之相连的边界扫描寄存器“捕获”该引脚上的输出信号。在正常的运行状态下，边界扫描寄存器对芯片来说是透明的，所以正常的运行不会受到任何影响。这样，边界扫描寄存器提供了一种便捷的方式用于观测和控制所需调试的芯片。另外，芯片输入／输出引脚上的边界扫描(移位)寄存器单元可以相互连接起来，任芯片的周围形成一个边界扫描链(Boundary-Scan Chain)。边界扫描链可以串行地输入和输出，通过相应的时钟信号和控制信号，就可以方便地观察和控制处在调试状态下的芯片。
1.2 测试访问口TAP
TAP(Test Access Port)是一个通用的端口，通过TAP可以访问芯片提供的所有数据寄存器(DR)和指令寄存器(IR)。对整个TAP的控制是通过TAP控制器(TAP Controller)来完成的。下面先分别介绍一下TAP的几个接口信号及其作用。其中，前4个信号在IEEE1149.1标准里是强制要求的。
◇TCK：时钟信号，为TAP的操作提供了一个独立的、基本的时钟信号。
◇TMS：模式选择信号，用于控制TAP状态机的转换。
◇TDI：数据输入信号。
◇TDO：数据输出信号。
◇TRST：复位信号，可以用来对TAP Controller进行复位(初始化)。这个信号接口在IEEE 1149.1标准里并不是强制要求的，因为通过TMS也可以对TAP Controller进行复位。
◇STCK：时钟返回信号，在IEEE 1149.1标准里非强制要求。
◇DBGRQ：目标板上工作状态的控制信号。在IEEE 1149.1标准里没有要求，只是在个别目标板(例如STR710)中会有。
简单地说，PC机对目标板的调试就是通过TAP接口完成对相关数据寄存器(DR)和指令寄存器(IR)的访问。系统上电后，TAP Controller首先进入Test-LogicReset状态，然后依次进入Run-Test／Idle、Select-DR- Scan、Select-IR-Scan、Capture-IR、Shift-IR、Exitl-IR、Update-IR状态，最后回到Run-Test／Idle 状态。在此过程中，状态的转移都是通过TCK信号进行驱动(上升沿)，通过TMS信号对TAP的状态进行选择转换的。其中，在Capture-IR状态下，一个特定的逻辑序列被加载到指令寄存器中；在Shift-IR状态下，可以将一条特定的指令送到指令寄存器中；在Update-IR状态下，刚才输入到指令寄存器中的指令将用来更新指令寄存器。最后，系统又回到Run-Test／Idle状态，指令生效，完成对指令寄存器的访问。当系统又返回到Run-Test／Idle状态后，根据前面指令寄存器的内容选定所需要的数据寄存器，开始执行对数据寄存器的工作。其基本原理与指令其存器的访问完全相同，依次为Select-DR-Scan、Capture-DR、Shift-D、Exit1-DR、Update-DR，最后回到Run-Test／Idle状态。通过TDI和TDO，就可以将新的数据加载到数据寄存器中。经过一个周期后，就可以捕获数据寄存器中的数据，完成对与数据寄存器的每个寄存器单元相连的芯片引脚的数据更新，也完成了对数据寄存器的访问。
目前，市场上的JTAG接口有14引脚和20引脚两种。其中，以20引脚为主流标准，但也有少数的目标板采用14引脚。经过简单的信号转换后，可以将它们通用。
下面通过对JD44B0X实验开发板的简易JTAG的基本原理进行分析，以及对JD44B0X和STR710试验开发板主板的JTAG原理进行对比，进一步阐述JTAG的工作原理。JD44B0X实验开发板的简易JTAG的原理图如图1所示。
图1中，74LS244为三态输出的8组缓冲器和总线驱动器，其功能如表1所列。
由表1可知，在JD44B0X实验板的调试过程中，这款简易JTAG的主要作用就是将PC机发出的电信号与实验板的电信号进行匹配，以实现驱动目标板的功能。
STR710和JD44B0X主板的JTAG原理图如图2和图3所示。
通过图2和图3的对比可以发现，虽然所用的仿真器有很大的差别，但是，实际上忽略一些上下拉电阻以及保护电容(这些电阻、电容对于电路功能没有意义)，它们的基本原理图是十分相似的，唯一的差别就在于对RTCK信号(用于测试时钟返回)和DBGRQ信号(用于设置目标板工作状态)的处理。实际上，在IEEE 1149.1标准中这两个信号都不是强制要求的。因此，在分析仿真器(JTAG)的工作原理时完全可以忽略这两个信号的情况，而仅对IEEE 1149.1标准中强制要求的4个信号进行分析。
2 仿真器与简易JTAG的性能对比
2.1 仿真器硬件连接
PC机配置：1.66 GHz，256 MB内仔。
调试软件：ADS1.2。
目标板：JD44B0X。
完成任务：文件的下载。
硬件连接如图4所示。通过主机的并口与仿真器相连接，再将仿真器与目标板的JTAG调试接口连接。
2.2 性能对比
如表2所列，虽然通过不同的调试代理所需的下载时间有所不同，但是两种仿真器所存在的性能差异仍然很明显。在选刚简易JTAG下载文件的过程中，效率最高的调试代理所需的时间仍将近是仿真器的6倍，这就是仿真器的优势所在。性能的提高必然要付出更多的代价，对开发者来说这个代价就是成本。经过市场的考察，仿真器的价格一般在千元左右，而简易JTAG的价格一般在百元左右，也就是存在将近10倍的差别。另外，还需要考虑的就是其兼容性。兼容性包括与目标板的兼容和与调试代理的兼容。在与目标板的兼容方面，后面的内容中会有详细说明；在与调试代理的兼容方面也有所反映。简易JTAG能够与多个调试代理兼容，而仿真器只能使用其自带的调试代理，具有一定的局限性。
2.3 原因分析
既然所有JTAG的基奉原理都是一样的，为什么这两种仿真器的速度会存在如此大的差异，而且并不是所有的仿真器都是通用的呢?
首先介绍一下 ARM7扫描链架构，如图5所示。
与简易JTAG比较，在扫描过程中，STR710的仿真器为ARM7TDMI添加了一个专门的指针通道以及相应的存储空间store-multiple(STM)。因此在调试状态下，仿真器不再利用系统除了边界扫描寄存器外的任何其他资源，而是通过JTAG-style接口直接获取系统的状态信息，对系统状态进行观测以及调试，进而大大提高调试速度。
在STR710目标板中，ARM7TDMI可以通过外部信号和内部电路模块(ICE)进入调试状态。当目标板一旦进入调试状态后，内核就将其与存储器分离开来，这样内核就可以保证在不影响系统正常运作的状态下对系统的状况进行监测和调试。同时，ARM7TDMI内部状态的检测是通过JTAG-style接口进行的，这个接口允许指令不通过数据线直接进入到内核的扫描通道。这样在调试状态下，STM就可以直接嵌入到指令通道并存储ARM7TDMI寄存器的内容，在不影响系统工作的情况下将这些内容移位出来，使仿真器获得目标板的状态信息。
与仿真器比较，简易JTAG完成的工作就要少得多。它只是完成了对主机信号的电平转换，也就是相当于一个驱动器。上面提到的所有工作都要交给CPU去做，因此在使用简易JTAG下载文件时目标板自然会相应地降低速度。尤其是当程序相对较大时，其速度就会大大降低，对于一些开发人员来讲，这是相当致命的缺点。
关于仿真器与日标板的兼容问题，现在市场上的部分仿真器出现不同程度的不兼容问题，其产生的主要原因是对RTCK信号(DBGRQ信号极不常见，这里不作介绍)的处理情况存在一些差异(不包括周立功系列的实验开发板，它们的仿真器使用的是单片机，与大多数的仿真器都不能兼容)。例如，在STR710中是将STCK
信号与TCK信号直接相连了，而在nano2410A实验开发板中是将STCK信号直接接地，因此造成了ARM JTAG Emulator在nano2410A实验开发板中的不兼容。在对nano2410A主板的JTAG进行了小小的改动后就完成了仿真器兼容性的扩展。
备注：①JD44B0X为北京交通大学自控室实验开发板，STR710为北京微芯力科技有限公司实验开发板；②实验数据为秒表所测。
机械原理试题及答案(试卷+答案)
2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“ ”，错误的填写“ ”） （ 分） 、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。 （ ） 、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数 一定等于一。 （ ） 、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ ） 、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ ） 、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。 （ ） 、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ ） 、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ ） 、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。 （ ） 、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ ） 、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。
（ ） 二、填空题。 （ 分） 、机器周期性速度波动采用（ 飞 轮 ）调节，非周期性速度波动采用（ 调 速 器 ）调节。 、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ ）所以（没有 ）急回特性。 、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（ 重合度大于或 等于 ）。 、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点 ）。 、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（ 大 ），故三角螺纹多应用（ 联接 ），矩形螺纹多用于（ 传递运动和动力 ）。 三、选择题 （ 分） 、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 ） 齿根圆 ； ）齿顶圆； ）分度圆； ）基圆。 、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ① ）一定 ； ）不一定 ； ）一定不。 ② ）一定 ； ）不一定： ）一定不。
机械原理考试试题及答案详解 (1)
机械原理模拟试卷 一单向选择(每小题1分共10分) 1. 对心直动尖顶盘形凸轮机构的推程压力角超过了许用值时，可采用措施来解决。 （A 增大基圆半径 B 改为滚子推杆 C 改变凸轮转向） 2. 渐开线齿廓的形状取决于的大小。 （A 基圆 B 分度圆 C 节圆） 3. 斜齿圆柱齿轮的标准参数指的是上的参数。 （A 端面 B 法面 C 平面） 4. 加工渐开线齿轮时，刀具分度线与轮坯分度圆不相切，加工出来的齿轮称为齿轮。 （A 标准 B 变位 C 斜齿轮） 5. 若机构具有确定的运动，则其自由度原动件数。 ( A 大于 B 小于 C 等于) 6. 两齿轮的实际中心距与设计中心距略有偏差，则两轮传动比__ _____。 ( A 变大 B 变小 C 不变 ) 7.拟将曲柄摇杆机构改变为双曲柄机构，应取原机构的_____ __作机架。 ( A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 ) 8. 行星轮系是指自由度。 （ A 为1的周转轮系 B 为1的定轴轮系 C 为2的周转轮系） 9. 若凸轮实际轮廓曲线出现尖点或交叉，可滚子半径。 ( A 增大 B 减小 C 不变) 10.平面连杆机构急回运动的相对程度，通常用来衡量。 ( A 极位夹角θ B 行程速比系数K C 压力角α) 二、填空题(每空1分共10分) 1. 标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在端。 2. 图(a)，(b)，（c）中，S为总质心，图中转子需静平衡，图中转子需动平衡。
3. 平面移动副自锁条件是，转动副自锁条件是。 4. 周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法分别为应用和。 5. 惰轮对并无影响，但却能改变从动轮的。 6. 平面连杆机构是否具有急回运动的关键是。 三、简答题(每小题6分共24分) 1. 什么是运动副、低副、高副？试各举一个例子。平面机构中若引入一个高副将带入几个约束？若引入一个低副将带入几个约束？ 2．何谓曲柄？铰链四杆机构有曲柄存在的条件是什么？当以曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角将可能出现在机构的什么位置？ 3．什么是渐开线齿廓的根切现象？产生根切原因是什么？标准直齿圆柱齿轮不根切的最小齿数是多少？ 4．如图所示平面四杆机构，试回答： (1) 该平面四杆机构的名称； (2) 此机构有无急回运动，为什么？ (3) 此机构有无死点，在什么条件下出现死点； (4) 构件AB为主动件时，在什么位置有最小传动角。 四、计算题（共36分) 1. 图所示穿孔式计算机中升杆和计算卡停止机构，有箭头标记的为原动件，试判断此机构运动是否确定。（若有复合铰链、局部自由度、虚约束请指出来）（8分） 2. 在电动机驱动的剪床中，作用在剪床主轴上的阻力矩M r的变化规律如图所示，等效驱动力矩I H
机械原理试题及答案试卷答案
机械原理试题及答案试 卷答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。 （ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。 （ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ T ）7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或 等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 ）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（
联接 ），矩形螺纹多用于（ 传递运动和动力 ）。 三、选择题 （10分） 1、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 A ） 齿根圆 ； B ）齿顶圆； C ）分度圆； D ）基圆。 2、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ①A ）一定 ； B ）不一定 ； C ）一定不。 ②A ）一定 ； B ）不一定： C ）一定不。 3、满足正确啮合传动的一对直齿圆柱齿轮，当传动比不等于一时，他们的渐开线齿形是（ ）。 A ）相同的； B ）不相同的。 4、对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用（ ）的运动规律。 A ）等速运动； B ）等加等减速运动 ； C ）摆线运动。 5、机械自锁的效率条件是（ ）。 A ）效率为无穷大： B ）效率大于等于1； C ）效率小于零。 四、计算作图题： （共60分） 注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接卷上作图，保留所有作图线。 1、计算下列机构的自由度。 （10分） F = 3×8－2×11 = 2 F = 3×8－2×11 － 1 = 1 2、在图4-2所示机构中，AB = AC ，用瞬心法说明当构件1以等角速度转动时，构件3与机架夹角Ψ为多大时，构件3的 ω3 与ω1 相等。 （10分） 当ψ = 90°时，P13趋于无穷远处， 14 133413P P P P =∴
声波测试技术的原理及其运用
声波测试技术的原理及其运用 1.声波测试原理 声波探测技术是一种岩土体测试技术，它根据弹性波在岩体中传播的原理，用仪器的发射系统向岩土体中发射声波，由接受系统接收。由于岩体的岩性、结构面情况、风化程度、应力状态、含水情况等地质因素都能直接引起声波波速、振幅和频率发生变化，因此可通过接收器所接受的声波波速、频率和振幅了解岩土体地质情况并求得岩土体某些力学参数（如泊松比、动弹性模量、抗压强度、弹性抗力系数等）和其他一些工程地质性质指标（如风化系数、裂隙系数、各向异性系数等）。 声波仪是声波探测使用的仪器。声波仪有多种型号，主动测试的仪器一般都由发射系统和接收系统两大部分组成。发射系统包括发射机和发射换能器，接收系统包括接收机和接收换能器。发射机是一种声源讯号的发射器，由它向压电材料制成的换能器(图中的1)输送电脉冲，激励换能器的晶片，使之振动而产生声波，向岩体发射。于是声波在岩体中以弹性波形式传播，然后由接收换能器(图中的2)加以接收，该换能器将声能转换成电子讯号送到接收机，经放大后在接收机的示波管屏幕上显示波形。 声波仪的主要部件示意图 2.声波测试技术的运用 声波探测可分为主动测试和被动测试两种工作方法。主动测试所利用的声波由声波仪的发射系统或槌击方式产生；被动测试的声波则是岩体遭受自然界的或其它的作用力时，在变形或破坏过程中由它本身发出的(如滑坡)。主动测试包括波速测定，振幅衰减测定和频率测定，其中最常用的是波速测定。 目前在工程地质勘探中，已较为广泛地采用声波探测解决下列地质问题：根据波速等声学参数的变化规律进行工程岩体的地质分类；根据波速随岩体裂隙发育而降低及随应力状态的变化而改变等规律，圈定开挖造成的围岩松驰带，为确定合理的衬砌厚度和锚杆长度提供依据；测定岩体或岩石试件的力学参数如杨氏模量、剪切模量和泊松比等；利用声速及声幅在岩体内的变化规律进行工程岩体边坡或地下硐室围岩稳定性的评价；探测断层、溶洞的位置及规模，张开裂隙的延伸方向及长度等；利用声速、声幅及超声电视测井的资料划分钻井剖面岩性，进行地层对比，查明裂隙、溶洞及套管的裂隙等；划分浅层地质剖面及确定地下水面深度；天然地震及大面积地质灾害的预报。 声波探测的工作方法： （1）测网的布置 测网的布置一般应选择有代表性的地段，力求以最少的工作量解决较多的地质问题。 测点或观测孔的布置一般应选择在岩性均匀、表面光洁、无局部节理裂隙的地方，以避免介质不均匀对声波的干扰。如果是为了探测某一地质因素，测量地段应选在其他地质因素基本均匀的地方，以减少多种地质因素变化引起的综合异常给资料解释带来困难。装置的距离要根据介质的情况、仪器的性能以及接收的波型特点等条件而定。 （2）工作方式
《机械原理》试题及答案
试题 1 3、 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。 一、选择题（每空 2 分，共 10 分） 4、 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑 。 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A 、从动件的尺寸 B 、 机构组成情况 C 、 原动件运动规律 D 、 原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm ，80mm ，100mm ，当以 30mm 5、 在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为 2，则称为 差动轮 系 ，若其自由度为 1，则称其为 行星轮系 。 6、 装有行星轮的构件称为 行星架（转臂或系杆） 。 7、 棘轮机构的典型结构中的组成有： 摇杆 、 棘爪 、 棘轮 等。 三、简答题（15 分） 1、 什么是构件？ 的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的 A 、双摇杆 B 、 双曲柄 C 、曲柄摇杆 单位体。 2、 何谓四杆机构的“死点”？ 答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从 D 、 不能构成四杆机构 动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动， 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A 、一次多项式运动规律 B 、 二次多项式运动规律 C 、正弦加速运动规律 D 、 余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A 、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B 、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 机构的这种传动角为零的位置称为死点。 3、 用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪 些？ 答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过 了被切齿轮的啮合极限点 N 1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。 避免根切的方法：（a ）减小齿顶高系数 ha*.(b)加大刀具角α.(c)变位修正 四、计算题（45 分） 1、 计算如图 1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2） C 、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度 b 与其直径 D 之比 b/D<0.2） D 、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。 A 、模数 C D E C D B B F G B 、 分度圆上压力角 A A C 、齿数 D 、 前 3 项 a b 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。 2、 作相对运动的三个构件的三个瞬心必 在同一条直线上 。 图 1 小题 a ：其中 A 、B 处各有一个转动副，B 处有一个移动副，C 、D 处的移动副记作一个 1 《机械原理》试题及答案
机械原理试题及答案2份
试题1 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为2个，最小约束数为 1个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在转动副中心处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为曲柄摇块机构。 4、 传动角越大，则机构传力性能越好。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有柔性冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从中间平面中取。 7、 常见间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在高速轴上。 9、 实现往复移动的机构有：曲柄滑块机构、凸轮机构等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，，。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁 现象是否相同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力，也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力大于等于驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动，但在具体的使用选择上，又 有什么不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平稳，但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触
机械原理试题及答案
第七章齿轮机构及其设计 一、选择题 1.渐开线在______上的压力角、曲率半径最小。 A.根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆 2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于______。 A.两分度圆 B.两基圆 C.两齿根圆 D.两齿顶圆 3.渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量_______求得。 A.分度圆齿厚 B.齿距 C.公法线长度 D.齿顶高 4.在范成法加工常用的刀具中，________能连续切削,生产效率更高。 A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀 5.已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25,齿顶高系数h a*=1，齿顶圆直径D a=135mm,则其模数大 小应为________。 A.2mm B.4mm C.5mm D.6mm 6.用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆__________。 A.相切 B.相割 C.相离 D.重合 7.渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角__________法面压力角。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 8.斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角βb与分度圆上的螺旋角β相比_________。 A.βb >β B.βb =β C.βb <β D. βb =>β 9.用齿条型刀具加工，αn=20°,h a*n =1,β=30°的斜齿圆柱齿轮时不根切的最少数是_________。 A.17 B.14 C.12 D.26 10.渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数z v=__________。 A.z/cosβ B.z/cos2β C.z/cos3β D.z/cos4β 11.斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的_________。 A.端截面中 B.法截面中 C.轴截面中 D.分度面中 12.在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方_________。 A.不断增大 B.不断减小 C.保持不变 D.不能确定 13.渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角_____。 A.加大 B.不变 C.减小 D.不能确定 14.一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度________变化的。 A.由小到大 B.由大到小 C.由小到大再到小 D.保持定值 15.一对渐开线齿廓啮合时，啮合点处两者的压力角__________。 A.一定相等 B.一定不相等 C.一般不相等 D.无法判断 16在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中________决定了轮齿的大小及齿轮的承载能力。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 17.在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中________决定了齿廓的形状和齿轮的啮合性能。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 18和标准齿轮相比，以下变位齿轮的四个参数中________已经发生了改变。 A.齿距p B.模数m C.压力角α D.分度圆齿厚 二、判断题 1.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱，其啮合角一定是20°。（）
机械原理试卷答案
《机械原理与设计》（一）（答案） 班级： 姓名： 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 一、填空题（共25分，每一空1分） 1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 2H P 个约束，而引入L P 个 低副将引入 L P 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度 F 的关系是32L H F n P P =--。 2． 机构具有确定运动的条件是: 机构的原动件数等于机构的自由度 数；若机构自由度Ｆ>0，而原动件数
压力角相等 ； 螺旋角大小相等且旋向相同 。 7． 能实现间歇运动的机构有棘轮机构 ;槽轮机构;不完全齿轮机构。 8．当原动件为整周转动时，使执行构件能作往复摆动的机构有 曲柄摇杆机构 ；摆动从动件圆柱凸轮机构；摆动从动件空间凸轮机构或多杆机构或组合机构等 。 9．等效质量和等效转动惯量可根据等效原则：等效构件的等效质量或等效转动惯量所具有的动能等于原机械系统的总动能来确定。 10．刚性转子静平衡条件是 不平衡质量所产生的惯性力的矢量和等 于零 ；而动平衡条件是不平衡质量所产生的惯性力和惯性力矩的矢量都等于零 。 二、 （5分）题二图所示，已知： BC //DE //GF ，且分别相等，计算平面机构的自由度。若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出。 题二图 n= 6 P L = 8 P H =1 3236281L H F n P P =--=?-?-＝1 三、（10分）在图示铰链四杆机构中，已知：l BC =50mm ，l CD =35mm ， l AD =30mm ，AD 为机架，若将此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
机械原理测试题及答案
一、填空题（10 道小题，20 个空，每空1 分，共20 分） 1．平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 2．移动副的自锁条件是，转动副的自锁条件是。 93.969mm，3．已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其主动轮齿数z1= 20 ，基圆直径d b1= 从动轮齿数z2= 67 ，则从动轮的基圆直径d b2=。 4．正变位齿轮与标准齿轮比较，其分度圆齿厚，齿根高。 5．在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，运动规律有刚性冲击； 运动规律无冲击。 功之比，它反映了功在机械中的有效利用程6．机械效率等于输入功与 度。 7．刚性转子的动平衡条件是，。 8．在单销四槽外接槽轮机构中，已知主动拨盘的角速度为ω = π / 4 rad/s, 则在主动拨盘运动 一周的时间内，槽轮运动了秒，停歇了秒；槽轮机构的运动系数 为。 9．微动螺旋机构的两段螺纹的旋向应，两导程应。 10．当两构件组成转动副时，其速度瞬心在处，组成移动副时，其瞬心在处。 二、简答题（4 道小题，每道小题5 分，共20 分） 1．何谓急回运动？试列出三种具有急回运动的连杆机构。 2．何谓周期性速度波动和非周期性速度波动？为什么要加以调节？各用什么办法来加以调节? 3．平底推杆凸轮机构的压力角为多少？这种凸轮机构是否存在自锁现象？为什么? 4．设计直动推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓时，若机构的最大压力角超过了许用值，试问可采取 哪几种措施以减小最大压力角？ 注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。第 1 页共 4 页
= 250mm，cm， 图三、1 ，而其他各杆的长度不变，则当分别以1、2、3 图三、2 分） 所示冲床机构的自由度，若存在局部自由度、复合铰链或虚约束，请指出其 注：学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。第 2 页共 4 页
机械原理试题及答案试卷答案
机械原理试题及答案试卷 答案 Newly compiled on November 23, 2020
2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。（ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。（ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ T ）7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。（ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或 等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 ）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（ 联接），矩形螺纹多用于（传递运动和动力）。 三、选择题（10分） 1、齿轮渐开线在（）上的压力角最小。
机械原理试卷及答案
XX 大学学年第二学期考试卷（A 卷） 课程名称： 机械原理 课程类别： 必修 考试方式： 闭卷 注意事项：1、本试卷满分100分。 2、考试时间 120分钟。 : 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确 答案，并将正确答案的选项填在题后的括号内。每小题2分，共20分） 1. 以移动副相连接的两构件的瞬心在 ( B ) / A ．转动副中心处 B. 垂直于导路方向的无穷远处 C. 接触点处 D. 过接触点两高副元素的公法线上 2. 有一四杆机构，其极位夹角为11°，则行程速比系数K 为 ( D ) A. 0 B. C. 1 D. 3. 以下哪种情况不会发生机械自锁 ( D ) A. 效率小于等于零 B. 作用在移动副上的驱动力在摩擦角之内 C. 生产阻抗力小于等于零 D. 轴颈上的驱动力作用在摩擦圆之外 4. 有一四杆机构，杆长分别为17mm ，38mm ，42.5mm ，44.5mm ，长度为17mm 的杆为连架杆，长度为44.5mm 的杆为机架，则此四杆机构为 ( A ) A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 ^ C. 双摇杆机构 D. 无法确认 5. 下列凸轮推杆运动规律中既无刚性冲击也无柔性冲击的是 ( C ) 系（部） ： 专业 班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
A. 一次多项式 B. 二次多项式 C. 五次多项式 D. 余弦加速度 6. 直齿圆柱齿轮的齿数为19，模数为5mm ，* a h =1，则齿顶圆半径为 ( C ) A. 47.5 mm B. 50 mm C. 52.5 mm D. 55 mm 7. 连杆机构的传动角愈大，对机构的传力愈 ( B ) A. 不利 B. 有利 C. 无关 D. 不确定 （ 8. 当凸轮轮廓出现失真现象时，凸轮理论廓线的曲率半径ρ与滚子半径r r 满足以下关系 ( A ) A. ρ
最新机械原理期末考试及答案
《机械原理》试卷参考答案 开课单位：机械工程学院，考试形式：闭卷，允许带 计算器、绘图仪器 入场 题序 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得分 评卷人 一、是非题（共10分，每小题2分，对者在括号内打“√”，错者打“×”）得分︳ 1、(× ) 当机构的自由度数小于机构的原动件数时，机构将具有确定的相对运动。 2、(√ ) 不论刚性转子上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需在任意选定的两个平面内，分别 适当地加一平衡质量，即可达到动平衡。 3、(× ) 在其他参数不变的前提下，槽面摩擦较平面摩擦的摩擦力较大，是因为前者摩擦系数较大。 4、(√ ) 在移动副中，当驱动力作用线在摩擦锥之内，则发生自锁。 5、(√ ) 对于单自由度的机械系统，若选定等效构件为移动件时，其等效质量是按等效前后动能相等的条 件进行计算的。 二、填空题（共10分，每空1分）得分︳ 1、飞轮主要用以调节 周期性 速度波动，若不考虑其他因素，只为了减小飞轮尺寸和重量，应将其安装 在 高速 轴上。 2、刚性转子的静平衡就是要使 惯性力 之和为零；而刚性转子的动平衡则要使 惯性力 之和及 惯性力偶矩 之和均为零。 3、三个彼此作平面相对运动的构件共有 3 个瞬心，且必位于 同一直线 上。 4、在机构运动分析的速度多边形中，机架的速度影像是 极点 。速度影像和加速度影像原理只适用 于 同一构件 。 5、当机械的效率0≤η时，机构则发生 自锁 。 三、（共10分）计算图1所示机构的自由度，并判断机构的运动确定性，如机构中存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请在图上示出。得分︳ 图1 虚约束 局部自由度 复合铰链 复合铰链 b) a)
测试技术主要内容
机械工程测试技术主要知识点 绪论 1)测试系统的组成 第一章信号的描述 2)信号的分类什么是确定信号，什么是周期信号什么是非周期信号什么是准周期信号什么是非确定性信号 确定性信号：能用明确的数学关系式或图像表达的信号称为确定性信号 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号 周期信号(period signal)：依一定的时间间隔周而复始、重复出现；无始无终。 一般周期信号：（如周期方波、周期三角波等）由多个乃至无穷多个频率成分（频率不同的谐波分量）叠加所组成，叠加后存在公共周期。 准周期信号(quasi-periodic signal)：也由多个频率成分叠加而成，但不存在公共周期。（实质上是非周期信号） 3)离散信号和连续信号能量信号和功率信号 什么是能量（有限）信号—总能量是有限的 什么是功率（有限）信号信号在有限区间（t1, t2）上的平均功率是有限的 4)时域信号和频域信号 以时间为独立变量，描述信号随时间的变化特征，反映信号幅值与时间的函数关系 以频率为变量建立信号幅值、相位与频率的函数关系 5)一般周期信号可以利用傅里叶展开成频域信号 6)傅里叶级数展开和傅里叶变换的定义和公式傅里叶变换的主要性质
傅里叶变换： 傅里叶变换： 性质： 对称性：X(t) ? x(-f )尺度改变性 频移特性
7)把时域信号变换为频域信号，也叫做信号的频谱分析。 8)求方波和三角波的频谱，做出频谱图，分别用三角函数展开式和傅里叶级数展开式 傅里叶变换…… 9)非周期信号的频谱分析通过 傅里叶变换 10)周期信号和非周期信号的频谱的主要区别 周期信号的频谱是离散的，非周期信号的频谱是连续的求单边指数衰减函数的傅里叶变换（频谱） 11)随机信号的描述，可分成足什么条件在随机信号的实际测试工作中，为什么要证明随机过程是各态历经的 随机信号必须采用概率和统计的方法进行描述 工程中绝大多数随机过程假定符合各态历经过程，则可用测得的有限样本记录来代表总体过程，否则理论上要测量无穷个样本才能描述该过程 12)脉冲函数的频谱什么是脉冲函数的筛选性质矩形窗函数平稳随机过程和非平稳随机过程，平稳随机过程又可分为各态历经和 非各态历经两类，各态历经随机过程的统计特征参数满的频谱sinc函数的定义单边指数函数的频谱单位阶跃函数的频谱δ函数具有等强度、无限宽广的频谱，这种频谱常称为“均匀谱”。 Sinc（x）=sinx/x
机械原理试题及答案
机械原理自测题（二） 一、判断题。（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、一对相啮合的标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。（ F ） 2、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。（ T ） 3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生两个约 束，而保留一个自由度。（ F） 4、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（F） 5、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（T） 6、对于刚性转子，已满足动平衡者，也必满足静平衡。（T） 7、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径和压力角应在凸轮的理论轮廓上度量。 （T） 8、在考虑摩擦的转动副中，当匀速转动时，总反力作用线永远切于摩擦圆。 （T） 9、当机构的自由度数大于零，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。（T） 10、对于单个标准齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（F） 二、填空题；（10分） 1、机器产生速度波动的类型有（周期性）和（非周期性）两种。 2、铰链四杆机构的基本型式有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）三种。 3、从效率观点分析，机械自锁的条件是（效率小于零）。 4、凸轮的形状是由（从动件运动规律和基圆半径）决定的。 5当两机构组成转动副时，其瞬心与（转动副中心）重合。 三、选择题（10分） 1、为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装（B）。 A）调速器； B）飞轮； C）变速装置。
2、重合度εα = 1.6 表示在实际啮合线上有（C）长度属于双齿啮合区。 A) 60% ； B）40% ； C）75%。 3、渐开线齿轮形状完全取决于（C）。 A）压力角； B）齿数； C）基圆半径。 3、在从动件运动规律不变的情况下，对于直动从动件盘形凸轮机构，若缩小 凸轮的基圆半径，则压力角（B）。 A）保持不变； B）增大； C）减小。 5、在计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度数（B）。 A）增多； B）减小； C）不变。 四、计算作图题（共60分） （注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接在试卷上作图，保留所有作图线。）1、计算下列机构的自由度（10分） A B C D E F G A B C D E F G H M N 图4-1 图4-1 a) b) H F = 3×6－2×8－1=1 F = 3×5－2×6－2 = 1
机械原理考试试题及答案3篇
试题1 一、选择题（每空2分，共10分） 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A、从动件的尺寸 B、机构组成情况 C、原动件运动规律 D、原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm，80mm，100mm，当以30mm的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 A、双摇杆 B、双曲柄 C、曲柄摇杆 D、不能构成四杆机构 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A、一次多项式运动规律 B、二次多项式运动规律 C、正弦加速运动规律 D、余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 C、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2） D、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。 A、模数 B、分度圆上压力角 C、齿数 D、前3项 二、填空题（每空2分，共20分） 1、两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。 3、转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。 4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑。 5、在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为2，则称为差动轮系， 若其自由度为1，则称其为行星轮系。 6、装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。 7、棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。 三、简答题（15分） 1、什么是构件？ 答： 构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位体。
集成电路测试原理及方法资料
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 集成电路测试原理及方法简介 院系：电气工程及自动化学院 姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 设计时间： XXXXXXXXXX
摘要 随着经济发展和技术的进步，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节，是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路基础设计是集成电路产业的一门支撑技术，而集成电路是实现集成电路测试必不可少的工具。 本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状，接着介绍了数字集成电路的测试技术，包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样，最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。 关键词：集成电路；研究现状；测试原理；测试方法
目录 一、引言 (4) 二、集成电路测试重要性 (4) 三、集成电路测试分类 (5) 四、集成电路测试原理和方法 (6) 4.1.数字器件的逻辑功能测试 (6) 4.1.1测试周期及输入数据 (8) 4.1.2输出数据 (10) 4.2 集成电路生产测试的流程 (12) 五、集成电路自动测试面临的挑战 (13) 参考文献 (14)
一、引言 随着经济的发展，人们生活质量的提高，生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关，这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元，2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元，专家预测今后的几年随着消费的增长，对集成电路的需求必然强劲。因此，世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。 集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。 集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。 二、集成电路测试重要性 随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。 如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的补偿，所以应寻求的是质量和经济的相互制衡，以最小的成本满足用户的需要。 作为一种电子产品，所有的芯片不可避免的出现各类故障，可能包括：1.固定型故障；2.跳变故障；3.时延故障；4.开路短路故障；5桥接故障，等等。测试的作用是检验芯片是否存在问题，测试工程师进行失效分析，提出修改建议，从工程角度来讲，测试包括了验证测试和生产测试两个主要的阶段。
机械原理试题及答案(试卷和答案)
Print 机械原理试题及答案(试卷+答案). 仅供测试与学习交流，请下载后24小时内删除。 Array 2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写T，错误的填写F）（20分） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。（ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。（ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小（ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。 （ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ T ） 7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。（ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波 动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回 特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或 等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 ）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（ 联接），矩形螺纹多用于（传递运动和动力）。 三、选择题（10分） 1、齿轮渐开线在（）上的压力角最小。 A ）齿根圆； B）齿顶圆； C）分度圆； D）基圆。 2、静平衡的转子（① ）是动平衡的。动平衡的转子（②）是静平衡 的。
机械原理试卷自测含答案
一、选择题（每题2分，共20分） 1、铰链四杆机构的压力角是指在不计算摩擦情况下连杆作用于（）上的力与该力作用点速度所夹的锐角。A．主动件B．从动件C．机架D．连架杆 2、一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K（）。 A．大于1B．小于1C．等于1D．等于2 3、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于（）是否与连杆共线。 A．主动件B．从动件C．机架D．摇杆 4、渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点（）方向线之间所夹的锐角。 A.绝对速度 B.相对速度 C.滑动速度 D.牵连速度 5、渐开线标准齿轮是指m、α、h a*、c*均为标准值，且分度圆齿厚（）齿槽宽的齿轮。 A.小于 B.大于 C.等于 D.小于且等于 6、机构具有确定运动的条件是（）。 A．机构的自由度大于零B．机构的自由度大于零且自由度数等于原动件数 C．机构的自由度大于零且自由度数大于原动件数D．前面的答案都不对 7、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的（）必须相等。 A．直径B．宽度C.齿数D.模数 8、一渐开线标准斜齿圆柱齿轮与斜齿条传动，法面模数m n＝8mm，法面压力角a n=20°，斜齿轮的齿数Z=20,分度圆上的螺旋角β=20°，则斜齿轮上的节圆直径等于（）mm。 A.170.27 9、在曲柄摇杆机构中，若曲柄为主动件，且作等速转动时，其从动件摇杆作（）。 A．往复等速运动B．往复变速运动C．往复变速摆动D．往复等速摆动 10、两个构件在多处接触构成移动副，各接触处两构件相对移动的方向（）时，将引入虚约束。 A．相同、相平行B．不重叠C．相反D．交叉 11、在一个平面六杆机构中，相对瞬心的数目是（） A．15B．10C．5D．1 12、滑块机构通过（）演化为偏心轮机构。 A．改变构件相对尺寸B．改变构件形状C．改变运动副尺寸D．运动副元素的逆换 二、填空题（每题2分，共20分） 1、机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2、在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 3、机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 4、为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 5、输出功和输入功的比值，通常称为。 6、为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 7、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 8、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生冲击； 9、具有一个自由度的周转轮系称为轮系，具有两个自由度的周转轮系称为 轮系。 10、移动副的自锁条件是；转动副的自锁条件是。 11、铰链四杆机构中传动角 为，传动效率最大。 12、平面低副具有个约束，个自由度。