《智能仪器设计》习题题目练习及(附答案)
智能仪器练习题
智能仪器设计基础练习题孙四通第一章绪论1、什么是仪器？2、什么是仪器仪表？3、什么是精密仪器？4、什么是智能仪器，为什么称之为智能5、近年来智能仪器开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展，体现在哪些方面？（体现为：模糊判断，故障诊断，容错技术，传感器融合，机件寿命预测试，使智能仪器的功能向更高层次发展。
）6、分别举出在认识世界、改造世界、国民经济、社会保障、国防安全方面应用的仪器的个以上例子。
7、仪器技术在：认识世界改造世界国民经济社会保障国防安全等方面具有不可替代的重要作用。
8、仪器的重要作用：●仪器是认识世界的基本工具；●“仪器仪表工业是信息工业，是信息的源头”；●“科学总是从测量始的”、“没有测量就没有科学”。
●仪器技术在：认识世界改造世界国民经济社会保障国防安全方面等方面具有不可替代的重要作用。
9、什么是（数字仪号处理器）芯片10、（，专用集成电路）芯片11、智能仪器的特点有：1）测量过程的软件控制；2）数据处理3）多功能化12、智能仪器的数据处理功能主要表现在：改善测量的精确度及对测量结果的再加工两个方面。
13、简述：什么是微机内置式智能仪器，什么是微机扩展式智能仪器各有何特点。
14、画出智能仪器的结构简图15、画出智能仪器的基本结构框图？16、画出微机内置式智能仪器的基本结构框图？17、什么是虚拟仪器18、什么是自动测试系统19、什么是、、、、、20、目前应用于测试领域的并行通讯接口总线主要有、、、等。
串行通讯接口有-232C，等。
随着工业仪表技术和计算机技术的发展，基于现场总线技术核工业以太网技术的通讯协议也应用到了智能仪器测试系统中来。
第二章智能仪器设计1、一个项目，从问题的提出到交付使用，一般还要经过：可行性研究，任务书制定，总体方案设计，软硬件方案设计，系统软硬件调试，功能测试，性能试验，项目验收，文档归档等环节。
2、项目可行性分析，是从技术、经济、时间等角度，针对项目所要达到的功能指标、性能指标、产品化程度指标等的可能性评估。
智能仪器课后习题答案
总之�科学仪器作为认识世界的工具�是国民经济的“倍增器”、科学研究的“先 行官”、现代战争的“战斗力”、法庭审判的“物化法官”�其应用遍及“农轻重、陆海 空、吃穿用”。 1-4 简述推动智能仪器发展的主要技术。P8
�2�红外线式触摸屏 红外线式触摸屏以光束阻断技术为基础�不需要在原来的 显示器表面覆盖任何材料�而是在显示屏幕四周安放一个光点距架框�在屏幕四边排 布红外发射管和红外接收管�一一对应形成横竖交叉的红外线组成的栅格。当有任何 物体进入这个栅格的时候�就会挡住经过该位置的横竖两条红外线�在红外线探测器 上会收到变化的信号�因而可以判断出触摸点在屏幕的位置�经由控制器将触摸的位 置坐标传递给操作系统。
P5- P6 智能仪器的四个层次�聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能 仪器。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础�也可能计算机技术和信号处理技 术�。特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。初级智能仪器除了应用电子、 传感、测量技术外�主要特点是应用了计算机及信号处理技术�这类仪器已具有了拟 人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。模型化仪器是在初级智能仪器的基 础上应用了建模技术和方法�这类仪器可对被测对象状态或行为出评估�可以建立 对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型�并对测量误差�静态或动 态误差�进行补偿。高级智能仪器是智能仪器的最高级别�这类仪器多运用模糊判断、 容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。有较强的自适应、自学习、自组 织、自决策、自推理能力。 1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面�P3-5
智能仪器试题及答案
智能仪器设计基础试题一、判断题（每题 2 分,共 20 分）1. 因中值滤波满足比例不变性,所以是线性(de)滤波器.（）2. 基准电压Vr (de)精度和稳定性影响零位误差、增益误差(de)校正效果.（）3. 测量获得一组离散数据建立近似校正模型,非线性校正精度与离散数据精度无关,仅与建模方法有关.（）4. RS232 通信采用(de)是TTL电平,因此它(de)传输距离比485 短.（）5. USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电.在自供电模式下,USB设备不需要任何外接电源设备.（）6. LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式,这两种驱动方式可在使用时随时改变. （）7. 智能仪器中(de)噪声与干扰是因果关系,噪声是干扰之因,干扰是噪声之果. ( )8. 软件开发过程(de)三个典型阶段是定义、开发和测试.（）9. RAM 测试方法中,谷值检测法无法检测“ 粘连” 及“ 连桥” 故障.（）10.曲线拟合要求 y=f（ x ）(de)曲线通过所有离散点（ x i , y i ）.（）二、选择题（每题 2 分,共 20 分）1. 多通道数据采集系统(de)框图如下图所示.其中（ 1 ）~（ 4 ）各部分(de)组成为:( )A. 放大器、A/D 转换器、D/A 转换器、计算机B. 多路开关、放大器、A/D 转换器、计算机C. 多路开关、放大器、D/A 转换器、计算机D. 放大器、多路开关、A/D 转换器、D/A 转换器2. 仪器采集数据中存在随机误差和系统误差,基本数据处理顺序是:( )A. 系统误差消除→数字滤波→标度变换B. 数字滤波→系统误差消除→标度变换C. 标度变换→系统误差消除→数字滤波D. 数字滤波→标度变换→系统误差消除3. 设采集数据由信号加噪声构成,应根据( )确定滤波算法A. 噪声统计规律B. 信号特征和噪声统计规律C. 信号特征D. 只能用多种滤波算法试验,由处理效果确定.4. 采样保持器(de)作用是( )A. 提高系统(de)采样速率B. 保持系统(de)数据稳定C. 保证在A/D转换期间ADC前(de)模拟信号保持不变D. 使A/D 转换器前信号能跟上模拟信号(de)变化5. 采集数据中含有脉冲性干扰,信号为直流,则应选择( )滤波算法.A. 算数平均法B. 加权平均法C. 限幅滤波法D. 去极值平均法6. 在开发USB系统(de)时候,首要(de)任务是利用( )实现设备(de)枚举过程,提供各种设备信息.A. 中断传输B. 控制传输C. 同步传输D. 批量传输7．若非编码矩阵键盘(de)列线外接下拉电阻,该矩阵(de)扫描码应是( ).A．行线输出高电平B．列线输出高电平C．行线输出低电平D．列线输出低电平8．在智能仪智中,A/D 转换(de)抗干扰技术包括( ).A. 对差模干扰(de)抑制B. 对共模干扰(de)抑制C. 采用软件方法提高A/D抗干扰能力D. 以上三种都包括9．在进行数字电路(de)可测试性设计时,下面说法错误(de)是( ). A．设计上应避免“线或”逻辑B．所有不同相位和频率(de)时钟都应来自单一主时钟C．数字电路应设计成主要以异步逻辑电路为基础(de)电路D．电路应初始化到一明确(de)状态,以便确定测试(de)方法10．下面( )调试方式在目标机不存在(de)情况下也可以进行代码(de)调试.A．ROM 仿真器B．在线仿真器C．片上调试D．JTAG三、填空（每空2分,共20分）1．假设一 12 位(de) A/D 转换器,其满量程电压为 10V ,则它(de)分辨率是_____ .2．某仪器(de)非线性采用分段线性插值法进行校正,设段数为4,最少需要_____对（X i ,Y i ）已知实验数据.3．利用 8 片模拟多路开关 CD4051 设计 64 路(de)输入通道.已知CD4051 (de)漏电流为 20nA ,开关导通电阻300Ω ,设信号源内阻1000 Ω .则多路开关漏电流和导通电阻产生(de)误差大小为_____ .如果采用级连方式连接,则需要多路开关_____片.用级连方式连接电路产生(de)误差大小为_____ .4．某智能温度测量仪采用 8 位ADC ,测量范围为10 ～100 ℃,仪器采样数据经滤波和非线性校正后(de)数字量为0028H .A0=10 ℃,Am=100 ℃,Nm=FFH=255 ,Nx=28H=40 .则对应(de)实测温度是_____ .5. 设在某数据采集系统中,对正弦信号 U=（U msin ω t ）/2 采样.采/保(de)孔径时间 tAP=20ns , A/D 转换器(de)位数为 12 位,求采样精度达到 1LSB (de)最高信号频率是_____ .若 S/H (de)捕捉时间tAC=3 μs ,稳定时间ts=2 μs , A/D 转换时间tCONV=40 μs ,输出时间tOUT=4 μs 则通道(de)吞吐率是_____ .6．检测直流电压信号由于50Hz 工频干扰使测量数据呈现周期性波动.设采样周期Ts=1ms ,采用算数平均滤波算法,消除工频干扰.选择平均点数 _____.7．某种仪器 100 台,工作 1000h ,假设有 2 台发生故障,则这种仪器(de)千小时(de)可靠率为_____ .四、简要回答下列问题（ 25 分）1. 简述推动智能仪器发展(de)主要技术.2. 简述智能仪器设计(de)基本原则.3. 简述 USB 既插既用机制实现(de)原理.4. 可靠性是智能仪器中一个重要(de)技术指标.请写出智能仪器中常用(de)提高硬件和软件可靠性(de)方法.5. 什么是可测试性智能仪器设计中引入可测试性设计有什么优缺点五、设计题（15分）试设计一温度检测系统.要求系统能检测 8 路温度信号（假设温度传感器(de)输出信号幅度 0~25mV ）,测试(de)温度范围为0~500 ℃,温度分辨率为℃.测试(de)最终结果用 LCD 显示器或 LED 显示器显示出来.对多通道(de)测量信号要有自动巡回检测(de)功能和选择某一通道进行单一测量(de)功能.若采用自动巡回检测方式,要求每一通道每秒钟检测 100 次.仪器要具有与其它仪器或微机进行通讯(de)能力.画出仪器(de)硬件框图,并说明每部分(de)参数及其选择原则.（1）根据设计要求,放大器(de)放大倍数至少应为多少（2） A/D 转换器至少应选择多少位(de)（3） A/D 转换器(de)速率至少为多少（4）根据设计要求,如果选用 LED 显示器,至少应用几位 LED 显示（5）测试系统与外界(de)通讯如选用串行通信,你准备选择哪种总线它(de)最远传输距离是多少（6）如果系统用 89C51 单片机做控制器,用字符式 LCD 显示模块做显示器,请画出图 2 中单片机与显示模块(de)三根控制线 RS 、 R/W 和 E (de)接口电路.这三根控制信号(de)时序图如图 1 ,它们(de)功能为：RS ：寄存器选择输入线.当其为低电平时,选通指令寄存器；高电平时选通数据寄存器.R/W ：读/ 写信号输入线.低电平为写入,高电平为读出.E ：使能信号输入线.读状态下,高电平有效；写状态下,下降沿有效.图 1图 2答案：答案：一、否、是、否、否、否、否、是、否、否、否二、B 、 B 、 B 、 C 、 D 、 B 、 A 、 D 、 C、 B 三、1．2. 53. ,9,；4. 245．,；6. 207.四、1．传感器技术：信号检测是通过传感器实现(de),为适应智能仪器发展(de)需要,各种新型传感器不断涌现.A/D 等新器件(de)发展显着增强了仪器(de)功能与测量范围.DSP (de)广泛应用：由于 DSP 芯片是通过硬件来完成上述乘法和加法运算,因此,采用DSP 芯片可大大简化具有此类数字信号处理功能(de)智能仪器(de)结构并提高其相应(de)性能,极大地增强了智能仪器(de)信号处理能力.ASIC 、FPGA ／CPLD 技术在智能仪器中(de)广泛使用：使仪器(de)可靠性、成本、速度等方面有提高.LabVlEW 等图形化软件技术.网络与通信技术：智能仪器要上网,完成数据传输、远程控制与故障诊断等；构建网络化测试系统,将分散(de)各种不同测试设备挂接在网络上,通过网络实现资源、信息共享,协调工作,共同完成大型复杂系统(de)测试任务.2．从整体到局部（自顶向下）(de)设计原则：这种设计原则(de)含义是,把复杂(de)、难处理(de)问题分为若干个较简单、容易处理(de)问题,然后在一个个地加以解决.较高(de)性能价格比原则：在满足性能指标(de)前提下,应尽可能采用简单(de)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(de) 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(de)余地；向系统(de)不同配套档次开放,为发挥各方面厂商(de)积极性创造条件；向用户不断变化(de)特殊要求开放,在服务上兼顾通用(de)基本设计和用户(de)专用要求等等. .3．即插即用技术包含 2 个技术层面,既热插拔和自动识别配置.热插拔(de)关键技术在于电路接插件插、拔期间强电流(de)处理.USB 在电缆以及接插件(de)设计上充分考虑了这一点,使得这个瞬时(de)强电流被安全地吸收,从而使 USB 设备实现了热插拔.系统设备(de)自动识别是通过在 USB 主机或 Hub (de)下行端口信号线上接有下拉电阻和在设备端(de)信号线上连接上拉电阻来实现(de).既当 USB 主机或 Hub (de)下行端口处于断开状态时,信号线电平将恒为 0 .当 USB 设备连接上(de)瞬间,会造成 USB 主机或 Hub 端信号线(de)上冲,这样当 USB 主机或 Hub 检测到这个上冲过程, USB 主机可认定有一设备接入.4．提高硬件可靠性：元器件(de)选择；筛选；降额使用；可靠电路(de)设计；冗余设计；环境设计；人为因素设计；仪器可靠性实验；提高软件可靠性：认真地进行规范设计；可靠(de)程序设计方法；程序验证技术；提高软件设计人员(de)素质；消除干扰；增加试运行时间.5．可测试性（ Testability ）是指产品能够及时准确地确定其自身状态（如可工作,不可工作,性能下降等）和隔离其内部故障(de)设计特性.智能仪器设计中引入可测试性设计(de)优点1．提高故障检测(de)覆盖率；2．缩短仪器(de)测试时间；3．可以对仪器进行层次化(de)逐级测试：芯片级、板级、系统级；4．降低仪器(de)维护费用；缺点：1．额外(de)软/硬件成本；2．系统设计时间增加.五、放大器(de)增益 200 ； ADC (de)分辨率 12 位；； 4 位。
智能仪器课后习题答案
智能仪器课后习题答案1-1 你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。
选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想参考：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。
1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。
P5- P6 智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。
特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。
初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。
模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。
高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。
有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。
1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P3-5（1）仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节，仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一（2）先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主题内容之一和创新成就得重要体现形式，科学仪器的创新是知识创新和及时创新的组成部分。
智能仪器练习题整理版
智能仪器练习题练习一一、简答题1.简述智能仪器仪表型式试验和电磁兼容试验主要内容。
答：型式试验和电磁兼容性试验主要包括：外观检查、绝缘性能、电压波动、低温、高温、湿热、振动、浪涌、脉冲群、静电放电、射频电磁场、电源端骚扰、传导、电磁辐射等。
2.简述智能仪器仪表常用的总线接口和通讯接口方式。
答：分为并行接口方式和串行接口方式。
并行接口：PCI接口和ISA；串行接口：OneWire、I2C、SPI、RS232、RS485、现场总线（CAN总线、LonWorks总线）、USB总线、IEEE-488总线、以太网、Camerlink等。
二、智能仪器仪表设计题为铁路现场SS8型电力机车设计随车状态诊断记录仪。
诊断记录仪需要采集机车的一些状态参数，包括：一路交流0~25KV电压信号、一路交流0~1000A 电流信号、一路直流110V开关信号，一路压力传感器输出信号（0－600kPa），一路温度传感器输出信号（4－20mA），以及一个OC门开路输出的光电开关输出。
便携式诊断记录仪采用机车110V直流供电，要求采集精度不低于1％。
要求该设备能够连续采集记录50小时以上的机车状态参数，还可以将数据转储到PC机上，利用PC机上的专家系统进行更精确的分析诊断。
1.设计该智能仪器的总体结构，包括供电系统设计，微处理器的选择，系统复位电路设计等，并简单描述工作原理（10分）答：该仪器选用51或96单片机作为微处理器，选用MAX691进行复位与内存数据保护，选用110V/5V电源模块进行系统供电，单片机外接A/D变换器进行模拟信息采集，利用单片机自带的I/O口进行数字量的采集。
2.为上述每种信号设计前向采集通道电路（20分）答：（答案不唯一）(1) 0～25KV的电压：LEM模块，串行1带8路的A/D接口（控制信号和电源隔离），或多路切换后进模拟量隔离放大器。
(2) 0～1000A的电流：分流器或 LEM模块，同a。
(3) 0～600Kpa的压力：两线制的半导体式压力传感器，同a。
智能仪器原理与设计课后答案
智能仪器原理与设计课后答案【篇一：《智能仪器设计》复习题及答案】>答：智能仪器有以下特点：（1）自动校正零点、满度和切换量程（2）多点快速检测（3）自动修正各类测量误差（4）数字滤波（5）数据处理（6）各种控制规律（7）多种输出形式（8）数据通信（9）自诊断（10）掉电保护。
2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。
答：智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下（由大到小、由粗到细）地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调。
智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段：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。
3、在mcs-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个i/o端口？答：在mcs-51系列单片机中扩展外部存储器用p0和p2口。
4、在8031扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间，为什么不会发生总线冲突？答：因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间，但它们的控制信号是不同的，其中8031的为片外程序存储器的读选通信号，而和为片外数据存储器的读和写选通信号。
5、mcs-51有哪些中断源？它们各自的中断服务程序入口地址是什么？答：mcs-51有5个中断源，它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。
它们各自的中断服务程序入口地址见下表。
6、当使用一个定时器时，如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时？答：首先用定时器定时一个时间，然后在数据存储器中设置一个计数器，通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。
7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。
答：模拟量输入通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的放大器、s/h和a/d，这种形式通常用于高速数据采集系统。
（2）多路通道共享放大器、s/h和a/d，这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。
《智能仪器》复习题及答案
《智能仪器》复习参考题及答案一、填空题1.在电子设备的抗干扰设计中，接地技术是一个重要环节，高频电路应选择（多）点接地，低频电路应选择（单）点接地。
2.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘和（矩阵）式键盘，若系统需要4个按键，应采用（独立式）键盘结构。
大于8个时采用矩阵式键盘3.智能仪器的显示器件常用（LED ）数码管或液晶显示器，其中（LED数码管）更适合用于电池供电的便携式智能仪器。
4.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、（放大器）、滤波器、（采样保持器）和A/D转换器等几个主要部分所组成。
5.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即( 干扰源)、（传输或耦合的通道）和对干扰敏感的接收电路。
6.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（传导）耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和（电磁）耦合。
7.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定，驱动器的输出电平逻辑“0”为（+5 ～+15 ）V, 逻辑“1”为（-5 ～-15 ）V。
8.智能仪器的随机误差越小，表明测量的（精确）度越高；系统误差越小，表明测量的（准确）度越高。
9.智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、（周期性）自检和键控自检三种方式。
10.双积分型A/D转换器的技术特点是：转换速度（较慢），抗干扰能力（强）。
11.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种：即利用（误差模型）、（校正数据表）或通过曲线拟合来修正系统误差。
12.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、（隔离变压器）、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。
13.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算数平均）滤波法，当系统要求测量速度较高时，可采用（递推平均）滤波法。
14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、总线和接插件等的检查。
《智能仪器》复习题及部分答案
1.《智能仪器》复习参考题题2.在电子设备的抗干扰设计中，接地技术是一个重要环节，高频电路应选择（单）点接地，低频电路应选择（多）点接地。
3.智能仪器的键盘常采用非编码式键盘结构，有独立式键盘和（矩阵式）式键盘，若系统需要4个按键，应采用（独立式）键盘结构。
4.智能仪器的显示器件常用（ LED ）数码管或液晶显示器，其中（）更适合用于电池供电的便携式智能仪器。
5.智能仪器的模拟量输入通道一般由多路模拟开关、（信号转换放大电路）、滤波器、（采样保持器）和A/D转换器等几个主要部分所组成。
6.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即(干扰源)、（传输耦合通道）和对干扰敏感的接收电路。
7.干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（传导耦合）耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和（电磁）耦合。
8.RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定，驱动器的输出电平逻辑“0”为（+5V～+15V）V, 逻辑“1”为（-5V～ -15V）V。
9.智能仪器的随机误差越小，表明测量的（精确）度越高；系统误差越小，表明测量的（准确）度越高。
10.智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、（周期性）自检和键控自检三种方式。
11.双积分型A/D转换器的技术特点是：转换速度（慢），抗干扰能力（强）。
12.智能仪器修正系统误差最常用的方法有3种：即利用（误差模型修正系统误差）、（校正数据表修正系统误差）或通过曲线拟合来修正系统误差。
13.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪器的供电系统中可设置交流稳压器、（隔离变压器）、（低通滤波器）和高性能直流稳压电源。
14.为减小随机误差对测量结果的影响，软件上常采用（算术平均）滤波法，当系统要求测量速度较高时，可采用（递推平均）滤波法。
15.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出现了以个人计算机为核心构成的（个人）仪器和（虚拟）仪器等新型智能仪器。
16.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（键盘）、（显示器，I/O通道）、总线和接插件等的检查。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1、智能仪器有何特点？
答：智能仪器有以下特点：（1）自动校正零点、满度和切换量程（2）多点快速检测（3）自动修正各类测量误差（4）数字滤波（5）数据处理（6）各种控制规律（7）多种输出形式（8）数据通信（9）自诊断（10）掉电保护。
2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。
答：智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下（由大到小、由粗到细）地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调。
智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段：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。
3、在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个I/O端口？
答：在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用P0和P2口。
4、在8031扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间，为什么不会发生总线冲突？
答：因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间，但它们的控制信号是不同的，其中8031的PSEN为片外程序存储器的读选通信号，而RD和WR为片外数据存储器的读和写选通信号。
5、MCS-51有哪些中断源？它们各自的中断服务程序入口地址是什么？
答：MCS-51有5个中断源，它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。
它们各自的中断服务程序入口地址见下表。
6、当使用一个定时器时，如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时？
答：首先用定时器定时一个时间，然后在数据存储器中设置一个计数器，通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。
7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。
答：模拟量输入通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于高速数据采集系统。
（2）多路通道共享放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。
8、说明模拟多路开关MUX在数据采集系统中的作用。
答：在多路共享A/D的输入通道中，需用多路模拟开关轮流切换各通道模拟信号进行A/D 转换，以达到分时测量和控制的目的。
9、说明采样/保持电路在数据采集系统中的作用及其使用方法。
答：采样保持电路用来保持A/D转换器的输入信号不变。
该电路有采样和保持两种运行模式，由逻辑控制输入端来选择。
在采样模式中，输出随输入变化；在保持模式中，电路的输出保持在保持命令发出时的输入值，直到逻辑控制输入端送入采样命令为止。
此时，输出立即跳变到输入值，并开始随输入变化直到下一个保持命令给出为止。
10、A/D转换器有哪些类型？请比较它们各自的特点，并各举一例。
答：A/D转换器有（1）比较型，其特点是速度较快、抗干扰差、价格较高。
如ADC0809。
（2）积分型（包括双积分式和电压频率转换式），其特点是速度慢、抗干扰强、价格较低。
如双积分式的MC14433，电压频率转换式的VFC-32。
11、试述A/D转换器的主要参数、输入/输出方式和控制信号。
答：A/D转换器的主要参数为分辨率、转换时间、转换误差。
输入方式有单端、差动方式，极性有单、双极性。
输出方式对数据输出寄存器具备可控的三态门，A/D输出线与CPU数据总线直接相连；不具备可控的三态门，A/D输出线必须通过输入缓冲器与CPU数据总线相连。
控制信号有电平或脉冲形式的A/D启动转换信号，也有A/D转换结束信号。
12、试述模拟量输出通道的结构形式及其使用场合。
答：模拟量输出通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的D/A转换器，这种形式通常用于各个模拟量可分别刷新的快速输出通道。
（2）多路通道共享D/A转换器，这种形式通常用于输出通道不太多，对速度要求不太高的场合。
13、D/A转换器有哪几类？其主要的技术指标有哪些？
答：有通用廉价的D/A转换器、高速和高精度的D/A转换器、高分辨的D/A转换器等。
其主要的技术指标有分辨率、精度、建立时间等。
14、七段LED显示中静态显示和动态显示接口方式有何不同？
答：静态显示接口方式每一位都需要有一个8位输出口控制。
而动态显示接口方式只需要一个8位段输出口和一个8位扫描输出口（显示位数不超过8位）。
15、说明LCD显示器的工作原理。
答：
LCD公共电极
C
该图表示某个液晶显示字段，其显示控制电极和公共电极分别与异或门的C端和A端相连。
当异或门的B端为低电平时，此字段上两个电极的电压相位相同，两电极的相对电压为零，该字段不显示；当异或门的B端为高电平时，此字段上两个电极的电压相位相反，两电极的相对电压为两倍幅值方波电压，该字段显示。
16、LCD显示器驱动电流为何要用交流？
答：为了延长LCD的使用寿命，避免直流电压使液晶发生电化学分解反应而导致液晶损坏，因此驱动电流要用交流。
17、键盘的接口任务是什么？
答：键盘的接口任务是确定是否有键按下；按了哪一个键；消除抖动问题和同时按键的处理等。
18、如何消除键抖动？常用哪几种方法？
答：消除键的抖动可使用硬件或软件的方法。
通常在键数较少时，可使用R-S触发器或RC 滤波器来克服抖动；键数较多时，采用软件延时的方法，即当检出键闭合（或断开）后，执行一个数毫秒的延时子程序，让抖动消失后，再检验一下键的状态。
19、并行通信和串行通信的主要区别是什么，各有什么优缺点？
答：并行通信和串行通信的主要区别在于并行通信数据的各位是同时传送；而串行通信数据的各位按一定的顺序逐位传送。
并行通信和串行通信优缺点为并行通信的信息传输线多，数据传输速度快，适合于近距离通信；而串行通信的信息传输线少，数据传输速度慢，抗干扰能力强，适合于远距离通信。
20、试述串行口多机通信原理。
答：MCS-51单片机的串行口在方式2和方式3工作时，利用SCON中的SM2，当SM2=1时，且接收到的第9位数据为“1”，8位数据装入接收缓冲器SBUF，附加第9位数据送入RB8，并使RI=1申请中断；若接收到的第9位数据为“0”，RI≠1，接收的信息将丢失；当SM2=0时，接收到的第9位数据不管是“0”还是“1”都将8位数据装入接收缓冲器SBUF，附加第9位数据送入RB8，RI=1申请中断。
当主机要向某一个从机发送一组数据时，先发地址，再发数据。
地址信息的第9位为“1”，而数据信息的第9位为“0”。
各从机先置SM2=1，主机向从机发送地址，因各从机接收到的第9位RB8=1，使RI=1产生中断。
各从机的CPU 响应中断，执行中断服务程序，判断主机发来的地址是否为本机地址，若是，该从机的SM2=0准备接收主机发来的数据信息；若不是，保持SM2=1。
接着主机发送数据，由于第9位为“0”，只有地址相符的从机（SM2=0），才能接收数据。
其余从机因SM2=1，不能进行中断处理，从而实现主机与从机的一对一通信。
作业、第二和三章课件范例。