1、1.什么是智能仪器?其主要特点是什么?智能仪器是计算机技术和测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。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，因而被称为智能仪器。特点：1 操作自动化 2 具有自测功能 3具有数据分析和处理能力 4 具有友好的人机对话功能 5 具有可程控操作能力。1.2 简述内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能由硬件和软件组成。硬件包括微处理器，存储器，输入/出通道，人机接口电路，通信接口电路等。功能：微处理器仪器核心，存储器包括数据存储器和程序存储器，用来存储程序和数据。输入通道主要包括传感器、信号调理电路和 A/D 转换
2、器等，完成信号的滤波，放大，模数转换。输出通道主要包括 D/A 转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理后的数字信号转换为模拟信号。人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁。操作者可通过键盘向仪器发出控制命令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来。通信接口可实现仪器与计算机和其它仪器的通信。2.1 智能仪器常用放大器的种类和特点？程控放大器：为适应不同的工作条件，在整个测量范围内获得合适的分辨率，提高测量精度。仪用放大器：输入阻抗和共模抑制比高、误差小、稳定性好。隔离放大器：输入端和输出端各有不同的参考点。可保护电子仪器设备和人生安全，提高共模抑制比，获得较精确的测量结果。2
3、.2 常见的 A/D 转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理并联比较型 A/D 转换器：转换速度快 ,但是随着输出位数的增加所需器件数增加速度很快逐次逼近型 A/D 转换器：抗干扰能力差，所以在 A/D 转换器之前一般要加采样/保持器锁定电压。双积分型 A/D 转换器：能起到滤波作用提高了抗干扰能力。由于转换速度依赖于积分时间，所以转换速度慢。-调制型 A/D 转换器：制作成本低,提高有效分辨率.采用逐次逼近法的 A/D 转换器是由一个比较器、D/A 转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。逐次逼近法转换过程
4、是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置 1，送入 D/A 转换器，经 D/A 转换后生成的模拟量送入比较器，称为 Vo，与送入比较器的待转换的模拟量 Vi 进行比较，若 VoVi，该位 1 被保留，否则被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位为 1，将寄存器中新的数字量送 D/A转换器，输出的 Vo 再与 Vi 比较，若 VoVi，该位 1 被保留，否则被清除。重复此过程，直至逼近寄存器最低位。转换结束后，将逐次逼近寄存器中的数字量送入缓冲寄存器，得到数字量的输出。逐次逼近的操作过程是在一个控制电路的控制下进行的。双积分法采用双积分法的 A/D 转换器由电子开
5、关、积分器、比较器和控制逻辑等部件组成。基本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把此时间间隔转换成数字量，属于间接转换。 双积分法 A/D 转换的过程是：先将开关接通待转换的模拟量 Vi，Vi 采样输入到积分器，积分器从零开始进行固定时间 T的正向积分，时间 T 到后，开关再接通与 Vi 极性相反的基准电压 VREF，将VREF 输入到积分器，进行反向积分，直到输出为 0V 时停止积分。Vi 越大，积分器输出电压越大，反向积分时间也越长。计数器在反向积分时间内所计的数 值，就是输入模拟电压 Vi 所对应的数字量，实现了 A/D 转换。2.3 A/D 转换器的主要技术指标和选用原
6、则。1）分辨率 2）转换速率 3）量化误差 4）偏移误差 5）满刻度误差 6）线性度2.4 常用单片机控制 ADC 的方法有哪些 ?程序查询方式延时等待方式中断方式2.7 在设计智能仪器时选择模拟多路开关要考虑的主要因素?通道数量泄漏电流导通电阻开关速度3.1 D/A 转换器有哪几类?有什么特点?技术指标倒 T 型电阻网络 D/A 转换器：阻值只有 R 和 2R 两种，精度容易保证,而且流过2R 电阻电阻的电流直接流入运算放大器的输入端，提高了转换速度；权电阻网络 D/A 转换器：结构简单,所用电阻元件少 ,但各电阻相差较大,在集成芯片中很少应用；权电流型 D/A 转换器：采用恒流源后，由于恒
7、流源内阻极大，相当于开路，所以各支路权电流的大小不受开关导通电阻和电压的影响，降低了对开关电路的要求,提高了转换精度。技术指标：转换精度：分辨率，转换误差；转换速度3.2微处理器的输出信号驱动执行机构时应考虑哪些问题？种类和特点不能直接驱动执行机构，需要经过锁存器，并经过隔离和驱动电路才能与执行机构相连。小功率驱动接口电路：具有1040mA 的驱动能力采用小功率三极管和集成电路作为驱动电路；中功率驱动电路：具有50500mA 驱动能力,采用达林顿管或中功率三极管驱动；固态继电器输出接口电路:由固态电子元件组成的新型无触点功率型电子开关。3.3对电压测量的基本要求频率范围宽电压测量范围广输入阻抗
8、高测量准确度高抗干扰能力强4.1 独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘各有特点？分别适合于什么场合？答：独立式键盘：一键一线，即每一按键单独占用一根检测线与主机相连。优点是键盘结构简单，各测试线相互独立，按键识别容易。缺点是占用较多的检测经，不便于组成大型键盘。 矩阵式键盘：把检测线分别分成两组，一组为行线，另一组为列线，按键放大行线和列线的交叉点上。当需要的按键数大于 8 时,一般采用矩阵式键盘。 交互式键盘：任意两检测线之间均可以放置一个按键。其所占用的检测线比矩阵式还要少，但是这种键盘所使用的检测线必须具有位控功能的双向 I/O 端口线。4.2 非编码矩阵式键盘的识键方法及原理扫描法：为由
9、 48 矩阵组成的 32 键键盘与单片机的接口电路。8155 的端口 PC工作于输出方式，用于行扫描。端口 PA 工作于输入方式，用来读入列值。采用程序扫描工作方式，扫描法步骤如下。判断键盘上有无键闭合。使 PC 口输出扫描字 00H，读 PA 口状态。若 PA0PA7 都为 1则无键闭合；若不都为 1，则有键闭合。2.消除键抖动影响。在检测到有键闭合后，软件延时 l0 一 20 ms 后再检测有无键闭合。如有键闭合则予以确认。若有键闭合，则确定闭合键的键值。从 PC 口依次使键盘的一根行线为 0，输出不同的扫描字。例如，先令 RC0 为，PC1PC3为 1，即扫描字为 FEH，然后读取 PA
10、0PA7 的值。若其中某位为 0，则这次扫描到有键闭合；若 PA0PA7 都为 1，则无键闭合，再从 PC 口输出扫描字 FDH，即PC1 为 0、对下行进行扫描对应 x0x3 行的扫描字分别为 FEH，FDH，FBH和 F7H。闭合键的键号行号8 十列号,例如，当 PC 口输出扫描字 FBH 时(PC2 为0，PC 口其余口线为 1)，若检测到 PA0 为 0，则闭合键的键值为 28 十010H；若检测到 PA7 为 0则闭合键的键值为28 十 717H。为了保证键每闭合一次，CPU 仅做一次处理，在程序中需要等待闭合键释放以后再转去执行相应的键处理程序。线反转法：妇描法要远行扫描查询，当按
11、下的键是在最后一行时，则要经过多次扫描才能获得键值，而如果采用线反转法，则只需经过两个步骤即可。线反转法的原理如图 411 所示，反转法两个步骤如下。 将 P1.7P1.4 作为输出线，将 P1.3P1.0 作为输入线，并使 Pt 口输出为 0FH(即 P1.7PI1.4 为 0000)。若无键按下，则输入口线P1.3P1.0 为 1111；若有键按下，则输入口线 P1.3P1.0 上的数据不为全 l(若图中1 键按下，则 Pl.3P1.0。为 1110)，将该数据存入内存某一单元 N 中。将第一步中 I()口线的传送方向反转过来，即原来作为输出的 P1.7Pl .4 口线作为输入线，原来作为
12、输入的 Pl.3P1.0 口线作为输出线。使输出口线输出 0000，然后读入输入口线的数据(若图中 1 键按下，则 Pl .7PI1.4 为 1101)，将该数据存人内存某一单元 N 十 1 中，最后将 N 十 l 单元中的数和 N 单元中的数拼接起来，就是按下键的特征码。4.3LED 显示器的显示方式及特点静态显示方式：静态显示方式是指显示器显示某一字符时，相应段的发光二报管恒定导通或截止，使显示字符的字段连续发光。动态显示方式： 当显示位数较多时，宜采用动态显示方式。所有位的段选线并联起来，由一个 8 位 IO 端口控制，而各位的共阳极或共阴极分别由相应的 IO端口控制，形成各位的轮流选通
13、，即 LED 显示器分时轮流工作，每次只能使一个器件显示 15M。由于入的视觉暂留现象和发光二极管的余辉效应，人眼仍感觉所有的器件都在同时显示，获得稳定的视觉效果。此种显示方式的优点是占用IO 端口少，随着高亮度 LED 数码管的出现，动态显示同样可以达到很好的显示效果。4.4触摸屏的技术要求及种类各有什么特点？技术要求：工作稳定性手写文字和图形识别价格低功耗少分类：电阻式触摸屏：经济性很好，供电要求简单，非常容易产业化， 适用的应用领域广，耐磨性较差；红外线触摸屏：价格便宜，安装容易，能较好地感应轻微触摸与快速触摸，任何细小的外来物都会引起误差。电容式触摸屏：透光率和清晰度优于四线电阻式，反
14、光严重，存在失真 表面声波触摸屏：对原显示器的清晰度影响小，对触摸的感知分辨率很高，4.5LCD 显示器的结构及工作原理与微处理器接口电路编程结构：包括上下偏振片、反光板、正背面电极、基板、液晶材料等工作原理：借助外界光线照射液晶材料而实现显示的被动显示器件。它利用液晶分子排列结构的可极化性和旋光性进行工作。经久耐用，对表面粗糙度要求高。5.1智能仪器数据处理的优点？可用程序代替硬件电路完成多种运算能自动修正误差能对被测参数 进行复杂的计算和处理能进行逻辑判断精度高，稳定可靠，抗干扰能力强常用的数字滤波算法有哪些？各有什么特点？适应于什么场合？常用的数字滤波算法有程序判断滤波、中值滤波、算术平
15、均值滤波、去极值平均滤波、递推平均值滤波、加权递推平均值滤波、一阶惯性滤波、高通数字滤波、复合数字滤波等。5.3与硬件滤波器相比，采用数字滤波器有何优点？1、用程序滤波，降低成本2、可靠性高，稳定性好。3、可以对很低的信号进行滤波4、可以改变滤波器的参数，使用方便、灵活。6.1以电压表为例，简述其自动零点调整功能的原理。 答：自动零点调整的原理，首先微处理器通过粗陋控制继电器吸合使仪器输入端接地，启动一次测量并将测量值存入 RAM 的某一确定单元中，接着微处理器通过输出口又控制继电器释放，使仪器输入端接被测信号，最后微处理器再做一次减法运算，并将此差值作为本次测量结果加以显示。6.2自检方式有
16、几种？常见的自检内容有什么？自检方式：开机自检、周期自检、按键自检内容：ROM 自检、 RAM 自检、键盘与显示器自检、输入自检、输出自检、总线自检6.3简述 ROM、RAM 的自检过程7.1 智能仪器硬件抗干扰的方法。 仪器安装空间的电磁干扰：采用低通滤波，屏蔽和良好的接地方法解决 传输通道的干扰：采取切断干扰窜入的渠道 采用抑制交流电源干扰的计算系统电源的方法7.2 可靠性的措施元件：A 严格管理元器件的购置和储运 B 老化、筛选、测试 C 降额使用 D 选用集成度高的元器件。系统：A 硬件冗余技术 B 电磁兼容设计 C 信息冗余技术 D 故障自动检测与诊断技术 E 失效保险。软件：1时间
17、冗余技术2指令冗余技术3软件陷阱技术4看门狗技术7.3干扰的耦合方式？抑制干扰的主要技术及措施？A、直接耦合方式；B、公共阻抗耦合方式；C、电容耦合方式；D、感应耦合方式；E、辐射耦合方式；F、漏电耦合方式。技术：1、滤波技术(无源滤波器与有源滤波器）2、屏蔽技术与双绞线传输 3、隔离技术4、接地技术 5、抑制静电放电干扰和漏电干扰及其抑制10.1什么是虚拟仪器？由什么组成？定义：是在以通用计算机为核心的硬件基础上，由用户设计定义，具有虚拟面板，测试功能，由测试软件实现的一种计算机仪器系统。构成：包括计算机，模块化功能 硬件和应用软件。10.2什么是网络化仪器？答：是电工电子，计算机软硬件和网络，通信等多方面技术的有机组合体， 以智能化，网络化，就交互性为特征，结构比较复杂。多采用体系结构来表示 其总体框架和系统特点。包括：基本网络系统硬件，应用软件和各种协议阶梯波发生器锯齿波发生器程序中累加器 A 的初值取大数， “INCA”改为“DEC A”就可产生负向锯齿波
