最新智能仪器期末知识点整理
智能仪器复习总结最终版
２.智能仪器中对传感器的技术要求是什么？①具有将被测量转换为后续电路可用电量的功能，转换范围与被测量实际变化范围相一致。
②转换精度符合整个测试系统根据总精度要求而分配给传感器的精度指标，转换速度应符合整机要求。
③能满足被测介质和使用环境的特殊要求，如耐高温、耐高压、防腐、抗振、防爆、抗电磁干扰、体积小、质量轻和不耗电或耗电少等。
④能满足用户对可靠性和可维护性的要求。
３.如何选择传感器？（2的答案再加一句话“其次”）答：要正确选用传感器，首先要明确所设计的测试系统需要什么样的传感器——系统对传感器的技术要求；其次是要了解现有传感器厂家有哪些可供选择的传感器，把同类产品的指标和价格进行对比，从中挑选合乎要求的性能价格比最高的传感器。
４.集中式数据采集系统和分散式采集系统各有何特点？答：①集中式:多路信号共用一个S/H和A/D电路，简化了电路结构，降低了成本，但是它不能获得同一时刻的多路数据，对于要求多路信号严格同步采集测试的系统不适用，然而对于大多数中速或低速的智能仪器，这仍是一种应用广泛的结构。
②分散式采集：每一路信号都有各自的S/H和A/D，不需要模拟多路切换器MUX，每一个S/H和A/D只对自身电路信号处理，速度较高，数据按照一定的顺序输入处理器。
５.智能仪器常用哪几种多单片机系统？各采用什么方式进行通信？答：①串行口直接连接式：TTL电平的串行通信，实现两个单片机之间一对一的通信②SPI总线连接式：两个单片机，通过SPI总线并通过SPI协议进行一对一通信，一个扮演主机，一个扮演外设的角色③多端口存储器连接式：通过一个多端口存储器连接并采用周期安排方式进行通信④并口扩展连接式：多单片机系统并口连接通信方式⑤共享总线式：通过公用的总线连接起来进行通信6.智能仪器设计时如何选用微处理器？答：①对于小型控制系统、智能化仪器、智能化接口等，尽量采用单片机，并自己设计微处理器系统软硬件。
②对于较大批量生产的设备，应采用单片机并自行设计软硬件系统。
智能仪器复习资料
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。
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。
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。
常见的A/D转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理⑴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⑵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。
⑶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。
⑷Σ-△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。
智能仪器复习题及答案
智能仪器复习题及答案一、选择题1. 智能仪器通常具备以下哪种功能？A. 基本测量B. 自动校准C. 数据记录D. 所有上述功能2. 智能仪器与传统仪器相比，其优势主要体现在：A. 成本更低B. 操作更复杂C. 功能更全面D. 体积更小3. 以下哪个不是智能仪器的常见传感器类型？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 声音传感器D. 光传感器4. 智能仪器在数据处理上通常采用哪种技术？A. 模拟信号处理B. 数字信号处理C. 人工神经网络D. 以上都不是5. 智能仪器在故障诊断中，通常采用哪种方法？A. 人工检查B. 经验判断C. 模式识别D. 随机猜测二、填空题6. 智能仪器的核心技术包括__________、__________和__________。
7. 智能仪器的自适应能力主要体现在__________、__________和__________。
8. 智能仪器的通信接口通常包括__________、__________和__________。
三、简答题9. 简述智能仪器在工业自动化中的应用及其重要性。
10. 描述智能仪器在环境监测中的作用及其优势。
四、计算题11. 假设智能仪器测量得到的温度数据为：25°C、27°C、29°C、30°C、28°C，请计算平均温度。
五、论述题12. 论述智能仪器在现代医疗诊断中的作用及其对未来医疗技术发展的影响。
六、答案1. D2. C3. C4. B5. C6. 传感器技术、微电子技术、计算机技术7. 自我诊断、自我校准、自我适应8. RS-232、RS-485、以太网9. 智能仪器在工业自动化中通过其高精度、高稳定性和强大的数据处理能力，提高了生产效率和产品质量。
它们能够实时监控生产过程，自动调整参数，确保生产过程的连续性和稳定性，从而降低人工成本和提高生产安全性。
10. 智能仪器在环境监测中能够实时收集和分析环境数据，如温度、湿度、污染物浓度等，为环境保护提供科学依据。
智能仪器复习
1. 智能仪器主要特点智能仪器汇集各种高新技术；测量过程的软件控制；强大的数据处理功能；多功能化；操作自动化；对外开放性。
2、智能仪器的发展趋势技术指标不断提高；小型化，微型化；智能化；系统化；网络化。
3、促进智能仪器发展的新技术现代传感技术；以A/D转换器为代表的新型元器件；计算机及智能芯片；可编程逻辑器件和可编程模拟器件；微电子技术；计算机软件技术；网络与通信技术；智能理论和技术。
4、根据系统对单片机的硬件资源要求进行选择，考虑的因素主要包括：数据总线字长、运算能力和速度（位数、取指令和执行指令的方式、时钟频率、有无乘法指令等。
）；存储器结构（ROM、OTP、EPROM、FLASH、外置存储器和片内存储器等。
）；I/O结构功能（驱动能力和I/O口数量、A/D转换器、D/A转换器及其位数、通信端口的数量、有无日历时钟等。
）。
5.数据采集系统中选用放大器总的要求是什么？高输入阻抗，反应时间快；频率响应范围宽；高抗共模干扰能力；低漂移、低噪声及低输入阻抗。
6、逐次逼近型A/D转换器的基本原理和主要特点。
原理：逐次把设定的SAR寄存器中的数字量经D/A转换后得到电压V，玉带转换模拟电压V。
进行比较。
比较时，先从SAR的最高位开始，逐次确定个位的数码应是1还是0特点：转化速度较快，在1~100us以内，分辨率可以达到18为，特别是用工业控制系统；转换时间固定，不随输入信号的变化而变化；抗干扰能力相对积分型的差7 双积分式A/D转换器特点双积分式ADC转换过程中进行两次积分，这一特点具有如下优点：抗干扰能力强；具有较高的转换精度；电路结构简单；编码方便。
它的缺点是转换速度低，常用于速度要求不高、精度要求较高的测量仪器仪表、工业测控系统中。
8采样保持器原理当控制信号使模拟开关S闭合时，输入信号V，经输入放大器与保持电容C相连，输出电压V可随输入信号V1变化，电容上电压与输入电压相同，值就是采样期的情况。
当控制信号是模拟开关断开时，电容只与放大器A高阻输入端相连，这可以保持模拟开关断开瞬间的输入信号V1的值不变，输出放大器因此也可在相当时间保持一定的输出值，直至模拟开关再次闭合，这是保持期的工作情况9常见的采样-保持电路，并说明其工作方式LF198/LF298/LF398是比较常用的单片SHA，该芯片为8端双列直插封装形式；AD582是单片SHA，有结型场效应管结构的输入放大器、低泄漏电阻的模拟开关及高性能输出运算放大器组成，芯片为14端双列直插封装形式；AD583是与AD582类似的采样保持芯片，区别在于AD583位单逻辑输入。
26_智能仪器复习要点
序)
③编程(画流程图、编写汇编语言程
第6章 监控主程序旳设计
状态图和状态表旳设计原则与技巧
状态数确实定、标志和转移表旳结
合使用，“0”态旳设置，状态表旳安排与查
找(FNKYT、NEXST、SUB旳处理)。
用状态变量法设计监控主程序实例
第5章 测量算法与系统优化设计
程序运行失常旳软件对策— 2）看门狗技术 看门狗技术旳实现： （1）运用单片机内部旳看门狗 （2）运用单片机内部闲置旳定期器 （3）运用单片机外部系统板上旳定期器 （4）硬件看门狗
第6章 监控主程序旳设计
直接分析法：只要根据目前按键旳编码， 把控制转到对应旳处理子程序旳入口。
状态输出DONE/BUSY，
输出容许端OE（有、无三态输出）
第3章 预处理电路及数据采集
A/D接口：
单片机与ADC接口旳通信方式：
——延时方式、查询方式、中断方式。
接口实例：
ADC0809与单片机旳接口
AD574与单片机旳接口
5G14433与单片机旳接口
数据采集系统构成原理，用AD363与
分段函数拟合
查表和插值法 抛物线分段
第5章 测量算法与系统优化设计
系统误差及处理措施： (2)偏移和增益误差旳自动校准
基本思想：开机后或每隔一定期间自动测量仪器 内部旳基准参数（如数字电压表中旳基准电压或地 电位）、计算误差模型，获得并存贮误差因子。正 式测量时，根据测量成果和误差因子，计算校准方 程，得到较精确旳测量成果。
80C51构成旳数据采集系统。
第4章 人机接口技术
键盘控制与老式仪器面板上旳开关旋钮控 制旳本质区别：键盘按键给CPU一种信息，
而不直接变化内部电路参数。
智能仪器复习 文档
1仪器仪表发展;1第一代为指针式仪器仪表2第二代为数字式仪器仪表3第三代为智能式仪器仪表2仪器仪表中的智能分类：1聪敏仪器2初级智能仪器3模型化仪器4高级智能仪器3智能仪器的基本结构：1微机内嵌式2微机扩展式微机内嵌式结构图：课本P64智能仪器的特点：1测量过程的软件控制，实现以软代硬的效果2数据处理3多功能化5智能仪器发展的主要技术：1传感器技术2 A/D等新器件的发展将显著增强仪器仪表功能与测量范围3单片机与DSP的广泛应用4嵌入式系统与片上系统将使智能仪器的设计提升到一个新阶段 5 ASIC，FPGA/CPLD技术在智能仪器中的广泛使用6 LABVIEW等图形化软件技术7 网络与通信技术8 智能仪器的微型化技术数据采集系统多路模拟输入通道分类，各类数据采集系统的优缺点。
典型结构分类：1.集中采集式：分时采集和同步采集2.分散采集式:分布式单机数据采集系统和网络式数据采集系统分时采集优点：多路信号共用一个S/H和A/D转换器，简化了电路结构，降低了成本缺点：由于信号采集由多路转换开关分时切换，轮流选通使相邻两路信号产生时间偏斜误差。
同步采集优点:实现信号的同步采样，消除分时采集结构的时间偏斜误差，能满足同步采集的要求，又比较容易简单。
缺点:在被测信号路数较多的情况下同步采得的信号在保持器保持的时间会加长，保持器会泄漏，信号有衰减，但各路保持时间不同信号衰减量不同，扔无法获得真正的同步输入。
分布式单机数据采集优点:由单CPU实现无相差并行数据采集控制，系统实时响应性好，能够满足中小规模并行数据采集要求。
缺点:稍大规模的应用场合下，对计算机的硬件要求较高。
网络式采集优点：系统适应能力强，可靠性高。
若某采集站出现故障，只会影响单项数据采集，不会对系统其它部分造成影响。
缺点对计算机硬件要求不高，可以低档硬件组成高性能系统，且特别适合在恶劣环境下工作。
信号调理：实现物理信号向电信号的转换，小信号的放大，滤波外，还有零点的校正，线性化处理，温度补偿，误差修正和量程切换等操作。
智能仪器1-8章复习纲要
第一章概述1.仪器仪表是实现测量的各种技术工具的总称。
它是获取信息的工具、是认识世界的手段，是一个具体的系统或装置。
2.三代仪器仪表：●第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表●第二代为数字式仪器仪表●第三代就是智能式仪器仪表3.结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
智能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器，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) 。
智能仪器可分为聪敏仪器、初级智能仪器、模型化智能仪器、高级智能仪器。
这四类仪器以不同的技术作为支持。
这种分类方法具有兼容性、相关性、方向性的特点。
这种细致分类方法是有向的，高一级类别向下兼容，低一级类别向高一级发展。
相近两类之间有重叠。
4.智能仪器的基本结构有两种基本类型：微机内嵌式、微机扩展式5.智能仪器的主要特点：1.测量过程的软件控制：CPU→软件控制测量过程“以软代硬”→灵活性强、可靠性强2.数据处理：数字滤波、随机误差、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息3.多功能化：一机多用(智能化电力需求分析仪)第二章数据采集技术1.智能仪器的数据采集系统简称DAS（Data Acquisition System），是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后，以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的装置2.数据采集系统的组成结构：前一道环节是感受被测对象，并把被测非电量转换为可用电信号的传感器，后一道环节是将模拟电信号转换为数字电信号的数据采集电路。
按照系统中数据采集电路是各路共用一个还是每路各用一个，多路模拟输人通道可分为集中采集式（简称集中式）和分散采集式（简称分布式）两大类型。
3.在一般测量系统中信号调理的任务较复杂，除了实现物理信号向电信号的转换、小信号放大、滤波外，还有诸如零点校正、线性化处理、温度补偿、误差修正和量程切换等，这些操作统称为信号调理（Signal Conditioning），相应的执行电路统称为信号调理电路。
智能仪器期末复习精选
第三章 8×C552 单片机指令系统概述
期末复习
2、试编出把 8031 外部 RAM 的 2050H 单元中内容和 2060H 单元中内容相交换的程序。
外部 RAM 单元之间的数据不能直接传送，可通过累加器 A 和工作寄存器 R0 作为缓冲存储 单元，相应程序为（设 2050H 中内容为 X，2060H 中内容为Y）：
第一章 导 论
1、智能仪器的四个组成部分 智能仪器是以微处理器为核心的电子仪器，本质上属于嵌入式计算机系统。
期末复习
主
机
微处理器
程序存储器
数据存储器
电 路
MPU
（ROM）
（RAM）
内部总线
I/O接口
键盘/显示接口
A/D 转换器
D/A 转换器
键盘
显示
被测量量
输入 电路
模拟 执行器
模拟量输入输出
人机接口
(3×16)
比较器 输出 选择
串行 I2 C口
监视 定时器
T3
P0 P1 P2 P3 TxD RxD
P5 P4 CT0I～CT3I T2 RT2
CMSR0～CMSR5 RST EW CMT0，CMT1
第二章 8×C552 单片机结构概述
1、8×C552 的中断源
8×C552的15级中断源为： ① INT0 、 INT1 外部中断（2个） ② T0、T1溢出中断（2个） ③ T2字节/字溢出中断 ④ 4个T2捕捉中断（4个） ⑤ 3个T2比较中断（3个） ⑥ A/D转换中断 ⑦ UART串行口中断 ⑧ I2C串行口中断。
期末复习
1、8×C552/MCS-51 的七种寻址方式及其特点。
① 寄存器寻址：指令的操作数放在累加器A、数据指针DPTR或工作寄存器R0～R7中，指 令码内含有操作数所在的寄存器号。
智能仪器重点总结
第一章1.电子仪器分类：从使用的器件来看：经历了从真空管时代---晶体管时代----集成电路时代三个阶段。
从仪器的工作原理来看，它经历了三代：第一代是模拟式电子仪器第二代是数字式电子仪器第三代就是智能仪器。
2.智能仪器定义：在数字化的基础上用微机装备起来，是计算机技术与电子仪器相结合的产物；具有数据存储、运算、逻辑判断能力，能根据被测参数的变化自选量程，可自动校正、自动补偿、自寻故障等；可以做一些需要人类的智慧才能完成的工作，即具备了一定的智能，故称为智能仪器。
3.智能仪器的特点（1）测量过程程序控制（2）具有较强的数据处理能力（3）多功能化4.智能仪器的基本结构两种基本类型：（1）微机内置式（2）微机扩展式5. 智能仪器的结构图6.嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。
具备以下特点：(1) 对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；(2) 功耗很低7.测量电路的连接方式（1）插件式（2）插件箱式8.虚拟仪器是真实的仪器；建立在计算机上；软件在很大程度上替代了硬件，软件的作用增强，软件就是仪器；使用户突破了传统仪器由厂家制造而用户自己无法改变仪器既定功能和面板的约束。
用户可以根据自己的需要去设计或组合自己的专用仪器(或系统)。
功能和面板可以根据需要再定义。
9.计算机测控系统智能仪器属于计算机测控系统的一种形式。
按照仪器或系统担负的任务不同，测控仪器或系统可分为三类：（1）单纯以测试为目的的“测试仪器或系统”（2）单纯以控制为目的的“控制系统”（3）测控一体的“测控系统”10.执行机构驱动模式：电驱动、液压驱动、气压驱动、复合驱动等。
11. 计算机测控系统按照系统采用的控制规律可分为顺序控制、常规控制(如P1D控制)、高级控制(或称先进控制，如最优控制、自适应控制、预测控制等)、智能控制等若干类；根据系统的应用及结构特点可将计算机控制系统大致分成计算机巡回检测和操作指导系统、直接数字控制系统、监督控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统等。
智能仪器期末知识点整理
第一章问:什么是智能仪器?其主要特点是什么?答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
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功能4.具有良好的人机对话功能5。
具有可程控操作能力第二章问：单片机控制ADC的常用方法有哪些？答：1。
程序查询方式［首先微处理器向转换器发出信号,然后读入转换信号，查询转换是否结束，若结束则读取数据，否则继续查询，知道转换结束]2.延时等待方式[首先由微处理器想A/D转换器发出启动信号之后,根据AD转换器的转换时间延时,一般延时时间大于转换时间，演示结束，读入数据。
］3.中断方式[微处理器启动转化器年后去处理其他事情，A/D转换结束后主动向CPU发出中断请求信号,CPU响应中断后再读取转换结果]问:模拟量输入通道有几种基本结构?说明特点和使用场合答：两种,单通道结构和多通道结构。
单通道：常用于频率较高的模拟信号的A/D 转换.传感器输出的信号进入信号调理电路进行滤波、放大等处理后，通过采样/保持器送入A/D转换器,转换为数字信号进入CPU。
单通道数据采集系统：结构简单，成本低，只能采集一路信号.［多通道结构］多通道结构分为并行结构和共享结构。
［多通道并行结构]:各通道可同时进行转,常用于模拟洗脑频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统［多通道共享结构]各路模拟输入信号不需要同时获取时，可选用此结构。
这种形式的通道速度慢，单硬件开销少，适合对转换速度要求不高的系统。
问：在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素有哪些？答:通道数量；开关断开时流过模拟开关的电流；导通电阻，开关闭合时的电阻；指开关接通或断开时的速度第三章1问:D/A转换器的主要技术指标答:1。
转换精度:指在整个工作区间实际的输出电压与理想输出电压之间偏差.通常用分辨率和转换误差描述。
（分辨率）当输入数字发生单位数码变化时所对应的输出模拟量的变化量（转换误差)实际输出的模拟量与理想值之间的最大误差,一般是增益误差、漂移误差、非线性误差 2。
智能仪器总结
1.仪器仪表的发展可以简单地划分为哪三代？三代仪器仪表：●第一代为指针式（或模拟式）仪器仪表●第二代为数字式仪器仪表●第三代就是智能式仪器仪表2.智能仪器有哪几种基本结构类型？对其作简要描述。
微机内嵌式●微机扩展式3.智能仪器的特点测量过程的软件控制:CPU→软件控制测量过程“以软代硬”→灵活性强、可靠性强数据处理：数字滤波、随机误差、系统误差、非线性校准等处理→改善测量的精确度相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息多功能化：一机多用(智能化电力需求分析仪)4.仪器仪表的重要性体现在哪些方面？仪器是认识世界的工具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，也是创新研究的主体内容之一和创新成就的重要体现形式，科学仪器的创新是知识创新和技术创新的组成部分。
3.仪器是信息的源头技术5.智能仪器设计时采用FPGA／CPLD有哪些优点？（P12）它们都是可编程逻辑器件，都是特殊的A SI C（专用集成电路）芯片第二章1. 数据采集系统的组成结构数据采集系统简称DAS（Data Acquisition System），是指将温度、压力、流量、位移等模拟量进行取样、量化转换成数字量后，以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的装置。
应用这一系统可以将现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品质量、降低成本提供信息和手段。
2. 数据采集系统基本组成传感器——模拟信号调理电路——数据采集电路——微机系统3．数据采集卡（NI）根据数据采集电路的数量，DAS可分为两大类型：◆集中式采集◆分布式采集集中式数据采集系统的典型结构多路分时采集分时输入结构因为多路信号共同使用一个S/H,A/D转换器进行数据采集，模拟多路开关分时切换，轮流选通，不能同一时刻获得数据，产生时间偏斜误差。
多路同步采集分时输入结构在多路转换开关之前，给梅路信号通路各加一个采样保持器（S/H），是多路信号采样在同一时刻进行，即同步采样，这样可以消除分时采集结构的时间偏斜误差。
智能仪器复习提纲
第一章1.智能仪器主要特点2、智能仪器的发展趋势3、促进智能仪器发展的新技术第二章智能仪器中的微处理器一、根据系统对单片机的硬件资源要求进行选择，考虑的因素主要包括：第三章数据采集技术1.数据采集系统中选用放大器总的要求是什么？2.逐次逼近型A/D转换器的基本原理和主要特点。
3. 双积分式A/D转换器特点4.采样保持器原理5.常见的采样-保持电路，并说明其工作方式6.A/D转换器与微处理器相连应考虑的问题7.SSR应用中应注意的问题第四章1．画出数字量输出通道结构图，说明输出通道的特点。
2.画出DAC的总体结构图，说明DAC的主要技术特性第五章1.解释什么是串键以及处理串键的两种技术。
2无论键盘系统采用何种组织形式和工作方式，键盘的处理都应包含以下内容：3键盘的组织和工作方式4.led静态显示方式5.led动态显示方式6.在进行LED动态显示控制时,要遵循的规则有第六章1.解释usb数据流的四种基本数据传送类型。
2. 画出单向数字通信系统的结构图，并解释各模块的主要功能。
3解释数字调制技术及调制方法的分类4解释奇偶校验码第七章1.软件陷阱一般安排在什么地方。
2.接地设计应注意的方面？3.解释电源干扰的三种类型。
4.RAM的自检5.显示装置的检查6.干扰的来源与特点7.静电耦合：8.磁场耦合9.双绞线的抗干扰原理及其使用10.金属屏蔽线的抗干扰原理及使用11.抑制扁平电缆的窜扰的措施12.影响智能仪器可靠性的外因是指智能仪器所处工作环境中的外部设备或空间条件导致系统运行的不可靠因素13.时间冗余技术14.指令冗余技术15.看门狗”技术第八章1.列出智能仪器中常用的四种线性结构并作简要说明。
2.解释链表的链式结构编程计算分析P29 通用放大器计算P51程序P80 程序P97 程序P109程序锯齿波发生器阶梯波发生器正弦波发生器P191程序P193程序P196程序P197程序P198程序。
智能仪器期末试题及答案
智能仪器期末试题及答案第一部分：选择题（共40分，每题2分）1. 智能仪器的定义是？A. 可以自动完成测量和控制的仪器B. 集成了人工智能技术的仪器C. 可以进行在线数据交互的仪器D. 具备自我学习和优化能力的仪器答案：D2. 智能仪器的应用范围广泛，以下哪个领域不是其主要应用领域？A. 医疗B. 工业制造C. 农业D. 文化娱乐答案：D3. 智能仪器在工业制造中的主要作用是？A. 监测和控制生产过程B. 分析和处理大数据C. 提高产品的研发效率D. 实现自动化生产答案：D4. 智能仪器中的人工智能技术包括以下哪些方面？A. 机器学习B. 图像识别C. 自然语言处理D. 所有选项都对答案：D5. 智能仪器在医疗领域的应用包括以下哪些方面？A. 诊断与治疗B. 健康管理C. 医疗器械研发D. 所有选项都对答案：D6. 智能仪器的优势是？A. 提高工作效率B. 减少人工错误C. 降低劳动强度D. 所有选项都对答案：D7. 智能仪器的发展趋势是？A. 越来越小型化B. 越来越高精度C. 越来越便携化D. 所有选项都对答案：D8. 智能仪器在农业领域的应用包括以下哪些方面？A. 水质检测B. 土壤检测C. 气候监测D. 所有选项都对答案：D9. 智能仪器在能源领域的应用包括以下哪些方面？A. 能源生产与储存B. 能源消费与节约C. 新能源开发D. 所有选项都对答案：D10. 智能仪器有助于提高生活质量的原因是？A. 提供更准确的数据B. 优化资源利用C. 减少环境污染D. 所有选项都对答案：D第二部分：简答题（共30分，分为三道题，每题10分）1. 请你简要介绍一下智能仪器的分类和特点。
答案：智能仪器可以根据其所应用的领域进行分类，主要包括医疗、工业制造、农业、环境监测、能源等。
智能仪器的特点包括自动化、智能化、高精度和多功能等。
自动化是指智能仪器可以自动完成测量和控制任务，无需人工干预；智能化是指智能仪器具备人工智能技术，可以通过学习和优化来提高性能；高精度是指智能仪器能够提供准确可靠的测量结果；多功能是指智能仪器可以同时完成多种测量和控制任务。
智能仪器(复习专用)
1-1什么是智能仪器？智能仪器的主要特点是什么？参考资料：在仪器科学与技术领域，人们将微型计算机技术与测量技术相结合出现了完全突破传统概念的新一代仪器-----智能仪器，它是电子仪器发展史上的第三代产品。
智能仪器是含有微型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（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。
1-2画出智能仪器通用结构图，简述每一部分的作用。
参考资料：硬件部分的通用结构框图如上图所示，主要包括主机电路、信号输入输出通道、人-机接口电路和通信接口电路四部分。
其中主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，它通常由微处理器（MPU ）、程序存储器、数据存储器及输出（I/O ）接口电路组成。
主机电路可以选择单片机，也可以选择通用计算机。
信号输入输出电路包括模拟量输入输出电路及开关量输入输出电路两部分。
模拟量输入输出电路由模拟量输入电路、A/D 转换器、D/A 转换器及模拟执行器等组成，用于实现对输入模拟量的调理、数字化转换以及将输出数字量转化为模拟量进而驱动模拟执行器等功能；开关量输入输出电路用于实现开关量的输入及输出功能。
需要指出的是信号输入输出电路可以根据处理的信号性质（如为模拟信号）选择其中一种电路（如模拟量输入输出电路）。
人-机接口电路主机实现操作者和仪器之间的信息交流功能，包括参数的设置、测量信号显示和打印等功能。
它由键盘、显示器、打印机等及其接口电路组成。
通信接口用于实现仪器与计算机的联系，使仪器接受计算机的程控命令，将仪器测量的数据上传给计算机，以便进行数据分析和处理。
目前常用的仪器通信接口有GP-IB微处理器（MPU ） 程序存储器 I/O 接口 开关量 输出 外部仪用 标准总线 标准仪用通信接口 开关量 输入 A/D 键盘 模拟量 输入 D/A 数据存储器显示器 键盘显示接口 模拟执 行器 I/O 接口 主机电信号输入输出 人-机接口 通信接口通信接口、RS-232C接口以及应用于集散控制系统中的CAN总路线接口和以太网接口等。
智能仪器期末复习要点
智能仪器期末复习第一章一、智能仪器：是计算机技术与测试技术相结合的产物，含有微计算机或微处理器的测量仪器。
二、虚拟仪器：通常由计算机、仪器模块、软件模块3部分组成。
三、智能仪器发展趋势：1、微型化2、多功能化3、人工智能化4、网络化四、智能仪器的分类：1、微机内嵌（内藏）式2、微机扩展式五、智能仪器由两大部分组成：硬件部分、软件部分。
六、智能仪器的特点：1)操作自动化2)自测功能3)数据分析和处理功能4)友好的人机对话功能5)可程控操作能力第二章一、单通道结构: 当被测信号只有一路时采用。
传感器—信号调理电路—S/H—A/D—CPU 多通道结构：P10二、传感器的分类：按转换原理分类：物理传感器和化学传感器按输出信号分类：模拟传感器、数字传感器和开关传感器三、传感器性能指标：线性范围、精度、灵敏度、稳定性、频率响应特性四、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、隔离放大器：1)光电耦合隔离放大器2)变压器耦合隔离放大器3)电容耦合隔离放大器五、模拟多路开关：机械触点式开关和集成模拟电子开关六、A/D转换器过程：采样→量化→编码七、并联A/D由分压电阻链、电压比较器、寄存器、优先编码器组合成八、A/D技术指标有转换精度（采用分辨率和转换误差来描述）和转换速度九、A/D转换器与微处理器相连应考虑的问题：（1）数据输出线的连接，按数据线的输出方式主要分为并行和串行两种。
（2）A/D转换的启动信号的连接；（3）转换结束信号的处理方式；（4）时钟的提供；（5）参考电压的接法；开关量输入通道结构P48第三章一、模拟量输出通道是将微机输出的数字量转换成适合与执行机构所要求的模拟量的环节二、单路模拟量输出通道的结构：微型计算机—寄存器—D/A—放大/变换电路—执行机构三、（重）D/A转换原理（分类）：权电阻网络D/A转换器、倒T型电阻网络D/A转换器、权电流型D/A转换器等。
最新智能仪器期末考试答案
1.简述智能仪器设计的基本原则。
答：从整体到局部的设计原则；智能仪器的经济性原则；智能仪器的通用性原则；智能仪器的软硬件合理配合的原则；智能仪器的可靠性原则2.简述智能仪器设计的一般步骤答：（1）确定任务，明确目标，拟定总体设计方案1.确定仪器的功能，技术指标及设计任务。
2.建模和测控算法的确定。
3.智能仪器的总体方案设计。
（2）硬件和软件设计1.硬件电路设计和功能模板的研制。
2.软件框图的设计和程序的编制。
（3）系统调试及性能测试1.确定系统规模大小。
2.软硬件权衡分配。
3.硬件部分调试。
4.软件模块调试。
3.与RS-232相比，RS-485标准总线有何特点？答：RS-485具有以下特点：（1） RS-485的电气特性：逻辑"1"以两线间的电压差为+（2-6）V表示；逻辑"0" 以两线间的电压差为-（2-6）V表示。
接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。
（2） RS-485的数据最高传输速率为10Mbps（3） RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好。
（4） RS-485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。
而RS-485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。
即具有多站能力。
（5）因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。
因为RS485接口组成的半双工网络，一般只需二根连线，所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。
4.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。
答：提高硬件可靠性：元器件的选择；筛选；降额使用；可靠电路的设计；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；可靠的程序设计方法；程序验证技术；提高软件设计人员的素质；消除干扰；增加试运行时间。
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第一章问:什么是智能仪器？其主要特点是什么？答:智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
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功能4.具有良好的人机对话功能5.具有可程控操作能力第二章问:单片机控制ADC的常用方法有哪些？答:1.程序查询方式[首先微处理器向转换器发出信号，然后读入转换信号，查询转换是否结束，若结束则读取数据，否则继续查询，知道转换结束]2.延时等待方式[首先由微处理器想A/D转换器发出启动信号之后，根据AD转换器的转换时间延时，一般延时时间大于转换时间，演示结束，读入数据。
]3.中断方式[微处理器启动转化器年后去处理其他事情，A/D转换结束后主动向CPU发出中断请求信号，CPU响应中断后再读取转换结果]问:模拟量输入通道有几种基本结构？说明特点和使用场合答:两种，单通道结构和多通道结构。
单通道:常用于频率较高的模拟信号的A/D 转换。
传感器输出的信号进入信号调理电路进行滤波、放大等处理后，通过采样/保持器送入A/D转换器，转换为数字信号进入CPU。
单通道数据采集系统:结构简单，成本低，只能采集一路信号。
[多通道结构]多通道结构分为并行结构和共享结构。
[多通道并行结构]：各通道可同时进行转，常用于模拟洗脑频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统[多通道共享结构]各路模拟输入信号不需要同时获取时，可选用此结构。
这种形式的通道速度慢，单硬件开销少，适合对转换速度要求不高的系统。
问:在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素有哪些？答:通道数量；开关断开时流过模拟开关的电流；导通电阻，开关闭合时的电阻；指开关接通或断开时的速度第三章1问:D/A转换器的主要技术指标答:1.转换精度:指在整个工作区间实际的输出电压与理想输出电压之间偏差。
通常用分辨率和转换误差描述。
(分辨率)当输入数字发生单位数码变化时所对应的输出模拟量的变化量(转换误差)实际输出的模拟量与理想值之间的最大误差，一般是增益误差、漂移误差、非线性误差 2。
转换速度:一般由建立时间决定。
2 问:开关量输出通道的驱动电路有哪些？答:小功率驱动接口电路，中功率，固态继电器第四章1 问:试说明非编码键盘扫描的原理答:步骤如下:[1]判断键盘有无键闭合[2]消除键抖动影响[3]若有键闭合，则确定闭合建的键值，闭合键的键号=行号*8+列号[4]为了确保键每闭合一次，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2 问:LED显示方式有哪些？各有什么特点？答:有静态显示和动态显示。
[静态显示]指显示器显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定导通或截止，是显示字符的字段持续发光。
在静态显示方式中，每段数码管都应有各自的驱动器件。
为了便于程序控制，在选择LED驱动器件时，往往选择带有锁存功能的器件。
优点是:亮度高，控制程序简单，显示稳定可靠；缺点是:功耗大，当显示的位数较多时，占用的I/O端口比较多。
[动态显示]当显示位数较多时，采用动态显示。
优点:占用的I/O端口比较少，随着高亮度的LED数码管的出现，动态显示同样可以的达到很好的效果显示。
第五章5.3说明冒泡排序法和希尔排序法的基本思想答：冒泡：N个数据，第一次比较N-1次；第二次比较N-2次；类推。
希尔（缩小增量排序法）：（1）取一个正数d1(d1<n，n为数据个数)（2）把全部记录数据分成d1个组，所有相距为d1的数据看做是一组(3)在每组中将一个待排序数据按其大小插到这组已经排序的序列中的适当位置，直到这组数据全部插入完毕。
（4）取d2，（d2<d1）重复（1）~（3）过程。
直到di=1(i>=1)为止。
5.5常用的数字滤波方法有哪些？各种滤波算法有什么特点？用于何种场合？答：1.限幅滤波场合：电流有尖峰干扰或误检测时，变送器不稳定而产生严重失真时，主要应用于变化比较缓慢的参数。
限幅滤波的基本方法是把两次相邻的采样值相减，求出其增量（绝对值）然后与两次采样允许的最大差值（得儿塔y）进行比较。
若小于或等于得儿塔y，则取本次采样值；若大于德儿塔y，则仍取上次采样值作为本次采样值，即|Y(k)-Y(k-1)|<=得儿塔y，则Y(k)=Y(k),取本次采样值|Y(k)-Y(k-1)|>得儿塔y,则Y(k)=Y(k-1)，取上次采样值2.中值滤波场合：去掉由于偶然因素引起的波动或采样器不稳定引起的脉动干扰，用于缓慢变化的过程变量，不适宜用于快速变化的过程参数（如流量）是对某一参数连续采样N次（N为奇数），然后把N次采样值按顺序排列，再取中间值作为样本值。
3.算数平均值滤波场合：适用于对压力、流量等周期脉动的采样值进行平滑加工，对脉冲性干扰的平滑作用不理想，不宜用于脉冲性干扰严重的场合。
连续取N个采样值进行算数平均运算4．递推平均值滤波场合：对周期性干扰有良好的抑制作用，不适用于脉冲性干扰严重的场合，适于高频振荡系统。
特点：平滑度高，灵敏度低。
把N个测量数据看成一个队列，队列的长度固定为N，每进行一次新的测量，把测量结果作为队尾的yn,扔掉队首的y1,这样队列中始终有N个“最新”的数据。
5.加权递推平均值滤波场合:有较大纯滞后时间常数的对象和采样周期较短的系统。
将各次采样值取不同的比例系数后相加6.一阶惯性滤波（低通数字滤波）:对周期性干扰有良好的抑制作用，适用于波动频繁的参数滤波。
7.高通数字滤波:从输入信号中去掉或丢弃慢变的信号，留下快速变化的信号5.11某温度测量系统的测温范围0~150摄氏度，经ADC0809转换后对应的数字量为00H~FFH，试写出标度变换公式。
Ax=(Am-A0)(Nx-N0)/(Nm-N0)+A0 Am=150,A0=0 Ax=(150-0)Nx/255+0第六章1 问:为什么仪器要进行量程转换？智能仪器如何实现量程转换？答:在工程实践中，被测信号往往具有较宽的变化范围。
由于智能仪器中A/D转换器的输入电压通常为0~10V或-5~+5V,若用上述传感器的输出电压范围直接作为A/D转换器的输入电压，往往不能充分利用A/D转换器的有效位，这样就必然影响测量精度。
因此量程自动转换即根据输入信号的大小，在很短的时间内自动选定最合理的量程是智能仪器的一个重要功能。
许多常用智能仪器如数字示波器，智能电桥，数字多用表等都设有自动量程转换功能。
智能仪器在进行测量时先选择合适的量程，然后在合适的量程下进行测量。
智能仪器的量程选择可以通过两条途径实现:一是选用程控放大器，二是选用不同量程的传感器。
2 问:自检方式有哪几种？常见的自检内容有那些？答:自检方式:1开机自检:当仪器接通电源或复位后，仪器进行一次自检，在以后的测控过程中不再进行，开机自检的项目一般有面板显示装置自检、RAM、ROM 自检、输入/输出通道自检、总线自检、以及键盘自检。
2周期性自检:如果只是在开机时进行一次性自检，而且自检项目中又不能包括仪器的所有关键部件，那么就难以保证在运行过程中仪表的可靠性。
因此，大多数智能仪器在运行过程中，要不断地、周期性的插入自检操作。
这种自检完全是自动进行的，并且是在测量工作的间歇期间完成的，不干扰正常测控任务。
除非检查到故障，否则周期性自检不为操作人员所发觉。
3键控自检:对不能正常运行操作中进行的自检项目或当用户对仪器的可信度发出怀疑时，可通过仪器面板上设置的”自检按键“，由操作者控制，启动自检程序。
这种自检模式简单方便，可以在测控过程中寻找一个适当的时机进行自检，又不干扰正常测控工作的进行。
自检内容:1、RAM自检(1)在程序投入运行之前，无论ＲＡＭ内容如何，都被视为是空白区,RAM区内无任何可用信息，检查其能否正确写入和读出数据。
(2)在程序投放之后，作为数据区的RAM已存放有一定的信息，检查程序不应该破坏原有的内容。
对已存放有一定信息的RAM自检时，先将其读出信息暂存在某寄存器，再将该内容重写如原单元后，再次读出。
也可采用“异或”的办法进行检查，即先从被检查的RAM单元中读出信息，求反后再与原单元内容进行一次异或运算，其结果全为1则表明该单元工作正常。
2、ROM自检:采用检验和法3、键盘与显示器的自检。
诊断程序进行一系列预定的I/O，操作者对这些I/O 操作的结果进行验证，如果一切与预定的结果一致，则正常。
4、输入通道的自检。
采用参数判断法(1)变送器部分自(2)ADC部分的自检5、输出通道的自检。
采用间接参数判断法6、总线的自检。
目的是检测经过缓冲器的外部总线传递的信息是否正确。
总线自检时，CPU先对相应的锁存器执行一条输出命令，使地址总线和数据总线上的信息保存到锁存器中，再对锁存器进行读操作，让地址总线和数据总线上的信息重新读入CPU中，与原来的输出信息进行比较。
第八章1.串行通信并行通信以及特点答：并行总线指多个数据位同时传输或接收，可分为不同位数的并行总线，当距离较近而且要求传输速率较高时通常采用并行总线传输方式。
串行总线中数据逐位传输，发送或接收数据最多只需两根线，分别用于发送和接收。
当采用不同的工作方式时，还可将发送和接收二线和一，具有经济实用的特点，当设备距离较远时通常采用串行总线传输方式。
在相同条件下，串行传输比并行传输速度慢。
2.RS-232C总线特点，逻辑电平的定义，使用时应注意什么答：[总线特点]在通信线路的一端，调制解调器将一系列用“1”“0”表示高、低电平的数字信号转换为相应的能与电话网相容的模拟频率信号；在另一端，另一个调制解调器将模拟频率信号变回一系列用“1”“0”表示高、低电平的数字信号。
[逻辑电平]RS-232C采用不平衡传输方式，负逻辑电平。
在发送数据时，发送端驱动器输出+5—+15伏，表示逻辑“0”，输出—15到—5伏表示逻辑“1”。
在接受数据时，接收端接收+3到+15伏，表示逻辑“0”，接收—15到—3伏表示逻辑“1”。
RS-232C的噪声容限是2伏，巩膜抑制能力较差。
[RS-233C的不足]1、接口信号电平值较高，易损坏接口电路芯片，且与TTL电平不兼容，需使用电平转换电路才能与TTL电路连接。
2、采用单端驱动、单端接收的单端双极性电路标准，一条线路传输一种信号。
发送器和接收器之间具有公共信号地，共模信号会耦合到信号系统。
对于多条信号线来说，这种共地传输方式抗共模干扰能力很差。
3、传输速率较低，在异步传输时，波特率最大为19200bps。
4、传输距离有限，最大传输距离只有15m左右。