智能仪表试题(共6页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1. 嵌入式系统被定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪。2. 嵌入式系统是现代科学的多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类传感器加入，进入Internet网络技术的连接，而适应应用环境的产品。3. 嵌入式系统的体系结构：主要包括嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及应用软件系统等四个部分。根据应用方式的不同，可将嵌入式系统分为IP级、芯片级和模块级三种不同的体系结构。4. 开发系统的功能：编程能力、调试、运行能力和仿真能力。5. A/D转换芯片的主要性能指标：分辨率、转换时

2、间和转换误差。选择A/D时，分辨率和转换时间是首要指标。6. 采样/保持电路由保持电容、模拟开关和运算放大器等组成。7. D/A芯片的性能指标：分辨率、精度和转换时间。选D/A时，分辨率是首要指标。8. 智能仪器常用的显示器有发光二极管LED，液晶显示器LCD和等离子显示器。9. 点亮显示器的方法有静态和动态。10. 目前常用的键盘有三种：机械触点式按键、导电橡胶式按键和柔性按键。11. 按键码识别的方法分类，有编码式和非编码式。12. 在工业环境中使用的有线通信技术分三类：平行接线式、现场总线和工业以太网。13. 通信的方式分为两种：并行通信和串行通信。14. RS-232C使用负逻辑，正电

3、平（+5+15V），负电平（-5-15V），传送最大距离为15m，最高速率20kbps。15. USB管道分为流管道和消息管道。16. USB传输支持4种数据类型：控制信号流、块数据流、中断数据流和实时数据流。对应4种数据传输方式：控制传输方式、批处理方式、中断传输方式和等时传输方式。17. USB交换包：标志包、数据包、握手包。18. 蓝牙系统的功能单元：天线单元、链路控制硬件、链路管理软件和蓝牙软件协议单元。19. 电磁干扰三要素：电磁干扰源、敏感设备和耦合通道。20. 从干扰源和传播方式的角度，智能仪表受到的干扰分为：电场耦合干扰、磁场耦合、共阻抗耦合、电磁辐射和直线传输干扰。21. 从

4、干扰进入仪表的方式分为：串模干扰、共模干扰、数字电路干扰以及电源和地线系统干扰22. 。智能仪表的接地分为两类：保护接地和工作接地。23. 静电屏蔽：静电屏蔽是用接地良好的金属壳体将电路隔离。电磁屏蔽：用于消除电磁场的辐射干扰，原理是利用金属板对电磁场的三种损耗，分别是吸收损耗，界面反射损耗和内部反射损耗。24. 干扰对智能仪表造成的后果：测量误差增大、仪表控制状态失灵、数据受干扰发生变化和程序运行失常。25. 软件抗干扰技术的任务：输入/输出的抗干扰技术、cpu抗干扰技术。26. 指令冗余包括：指令冗余和数据冗余。27. 软件开发一般经历：分析、设计、编程、测试以及运行与维护等阶段。软件设计

5、方法主要是结构化设计和结构化编程。28. 软件测试方法有：功能性测试和程序逻辑结构测试。29. 智能仪表的软件主要包括：监控程序、中断服务程序和用于完成各种算法的功能模块。30. 监控程序包括：监控主程序和命令处理子程序。31. 初始化管理主要包括：可编程器件初始化、堆栈初始化和参数初始化。32. 智能仪表的显示模式主要有模拟显示、数字显示和模拟数字混合显示。33. 完全微分型PID控制算式分为：位置型、增量型和速度型。34. 克服积分饱和的方法：积分限幅法、积分分离法和变速积分法。35. 多传感器信息融合的目的：检测融合、估计融合和属性融合。按融合判决方式分为：硬判决方式和软判决方式。36.

6、 智能仪表设计准则：从整体到局部、经济性要求、可靠性要求和操作和维护的要求。37. 智能仪表的调试过程中，经常出现的故障有：线路错误、元器件失效、可靠性差和软件错误。一、简答题：1、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。2、智能仪表的发展趋势？1、微型化 2、多功能化 3、人工智能化 4、网络化 5、虚拟仪表化 3、什么是嵌入式系统（嵌入式系统的定义）？嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。4、七段LED显示中静态显

7、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。5、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。6、如何消除键抖动，常用哪几种方法？可以使用硬件或软件的方法。1、用R-S触发器 2、用简单的RC滤波器 3、软件延时7、USB规范中的规定的4种数据传输方式是什么？ 1、控制传输方式 2、批

8、处理方式 3、中断传输方式 4、等时传输方式8、蓝牙系统的4个功能单元是什么？1、天线单元 2、链路控制硬件单元 3、链路管理软件单元 4、蓝牙软件协议单元9、什么是串模干扰和共模干扰？串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加后作用到仪表上的干扰。共模干扰是指输入通道两个输入端上共有的干扰电压。10、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

9、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。11、软件测试应遵循的基本原则是什么？1、应避免设计着自己本人测试自己的程序，由编程者以外的人来进行测试会获得较好的效果。 2、测试用例应包括输入信息和与之对应的预期输出结果两部分。3、不仅要选用合理的数据，还要选用不合理的输入情况，以观察仪表的输出响应。4、除了检查仪表软是否做了它该做的工作外，还应检查他是否做了不该做的事。5、测试完成后，应保存测试用例、出错统计和最终分析报告。12、监控程序包括哪两部分，各部分的作用是什么？监控程序包括监视主程序和命令处理子程序。监视主

10、程序是监视的核心，主要作用是识别命令、解释命令并获得子程序的入口地址。命令处理子程序负责具体执行命令，完成命令所规定的各项实际动作。13、智能仪表显示管理软件的任务主要有哪些，显示方式有哪些？任务：1、显示更新的数据 2、多参数的测和定点显示管理 3、指示灯显示管理。显示方式：模拟显示、数字显示和模拟数字混合显示。14、仪表的随机误差和系统误差分别指的是什么？随机误差是指在相同条件下多次测量同一量值时，因其大小和符号做无规则的变化而无法预测，但在多次测量中他是符合统计规律的误差。系统误差是指在相同条件下多次测量同一量值时其大小和符号保持不变或按一定规律的变化的误差。15、采用数字滤波算法克服随

11、机误差有哪些优点？1、数字滤波无需硬件，他只是一个硬件过程，因此可靠性高，不存在阻抗匹配问题。2、数字滤波使用软件算法实现的，因此可以使多个输入通道使用一个“滤波器”，从而降低了仪表的硬件成本。3、只要适当改变软件滤波器的滤波程序或运算参数就能方便的改变滤波特性。16、智能仪表的设计一般应遵循的设计准则是什么？1、从整体到局部的设计准则。2、经济性要求。3、可靠性要求。4、操作和维护的要求。17、智能仪表调试过程中常见的故障有几种？1、线路错误。2、元器件失效。3、可靠性差。4、软件错误。18、干扰对智能仪表造成的后果有哪些？1、测量误差大。2、仪表控制状态失灵。3、数据受干扰发生变化。4、程

12、序运行失常。19、电磁干扰和电磁兼容分别指的是什么？当电磁发射源产生的电磁场信号对其周围环境中的装置、设备、或系统产生有害影响时，称之为电磁干扰。电磁兼容是指处于同一电磁环境中所有电子设备和系统均能按照设计的功能指标要求满意的工作，互不产生不允许的干扰。20、从干扰源和传播方式的角度讲，智能仪表受到的干扰大致可以分为哪几类？1、电场耦合干扰 2、磁场耦合干扰 3、共阻抗耦合干扰 4、电磁辐射干扰 5、直接传输干扰。二、论述题1、智能仪表的硬件电路主要由哪些电路组成？各部分电路的作用是什么？硬件部分包括主机电路、过程输入/输出通道（模拟量输入/输出通道、开关量输入/输出通道）、人机联系部件和接口

13、以及串行或并行数据通行接口等。主机电路是用来存储数据、程序，并进行一系列的运算处理，它由微处理器、ROM、RAM、I/O接口和定时/计算电路等芯片组成，或者它本身就是一个单片机护或嵌入式系统。模拟量输入/输出通道（分别由A/D和D/A转换器构成）用来输入/输出模拟量信号；而开关量输入/输出通道则用来输入/输出开关量信号。人机联系部件的作用是沟通操作者和仪表之间的联系。通信接口则用来实现仪表与外界交换数据，进而实现网络化互联的需求。2、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。监控程序是仪表软件的中心环节，他接受和分析各

14、种命令，管理和协调全部程序的执行。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）。3、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

15、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。4、画出A/D转换器ADC0809与单片机8031的接口电路，并说明ADC0809各引脚的功能。（略）5、智能仪表的中断过程通常包括哪些操作要求？画出中断管理流程图。1、必须暂时保护程序计算器的内容，一遍使

16、CPU在服务程序执行完时能回到它在产生中断之前输出的状态。2、必须将中断服务程序的入口地址送入程序计算器。这个服务程序能准确地完成申请中断的设备所要求的操作。3、在服务程序开始时，必须将服务程序需要使用的CPU寄存器的内容暂时保护起来，并在服务程序结束时在恢复其内容。4、对于引起中断而将变为低电平的设备。仪表或系统必须进行适当的操作使再次变为高电平。5、如果允许继续发生中断，则必须将允许中断触发器再次置位。6、最后，恢复程序计算器原先被保存的内容，以便返回到被中断的程序断点。6、克服随机误差的数字滤波算法有哪些，它们分别有什么特点，分别适用于什么场合？常用的数字滤波算法有：程序判断、中值滤波法

17、、算术平均滤波、递推平均滤波、加权递推平均滤波、一阶惯性滤波和复合滤波等算法。程序判断法通过限幅滤波。场合：有随机脉冲干扰的测控系统。算术平均滤波是对某一被测参数连续采样。能克服由偶然因素引起的波动或采样器不稳定引起的误码等造成的脉冲干扰。算术平均滤波连续取n个采样值进行算术平均。适用对一般具有随机干扰的信号进行滤波。递推平均滤波是只需一次测量。适用于测量速度较慢或要求数据计算速度较高时的实施系统。加权递推平均滤波对不同的数据加以不同的权。一阶惯性滤波对周期性干扰具有良好的抑制作用，采用定点运算。适用于波动频繁的参数滤波。复合滤波的特点是先用先用中值滤波算法滤掉采样值中的脉冲干扰，然后把剩余的

18、各采样值进行算术平均滤波。7、什么是积分饱和，它有那些不良影响？克服积分饱和的方法有哪几种？由于在偏差始终存在的情况下，输出u(n)将达到上下极限值。此时虽然对u(n)进行了限幅，但积分项仍在累加，从而造成了积分过量。当方差方向改变后，因积分项的累计值很大超过了积分值得限幅范围，故需一段时间后，输出u(n)才脱离饱和区。这种由积分引起的过积分作用称为积分饱和现象。不良影响：造成调节滞后，使系统出现明显的超调，恶化控制品质。克服积分饱和的方法：1、积分限幅法 2、积分分离法 3、变速积分法8、常用的屏蔽技术有哪几种，各自的特点是什么？屏蔽接地时应注意哪些原则？1、静电屏蔽 静电屏蔽是用接地良好的

19、金属壳体将电路隔离，对高频和低频的静电感应均有效果。2、磁屏蔽 主要用于消除地消除低频磁场的干扰，一般用来防止磁铁、电机、变压器、线圈等产生的磁感应和磁耦合。3、电磁屏蔽 主要用于消除电磁场的辐射干扰。原则：1、屏蔽外壳的接地要与系统的参考地相接，并只能在一处相接。2、所有具有相同参考点的电路单元必须装入一个屏蔽层内，有引出线时采用屏蔽线。3、接地参考点不同的电路单元应分别屏蔽，不能放在一个屏蔽层内。4、屏蔽层与公共端连接时，当一个接地的放大器与一个不接地的信号源连接时，连接电缆的屏蔽层应接在放大器的公共端，反之，应接到信号源的公共端。高增益放大器的屏蔽层应接到放大器的公共端。三、程序设计题1、智能仪表具有自动量程切换功能，可以根据被测量的大小，自动切换到不同量程的传感器上运行。假设有两个不同量程的传感器A和B，A的最大测量范围为Ma，B的最大测量范围为Mb，它们的满量程输出是相同的。请画出不同传感器量程切换的流程图。2、完全微分型PID算法可以表示。其中的a0,a1,a2是PID控制器参数的函数。请画出能实现该算法的程序流程。3、不完全微分型PID算法可以表示，。请画出能实现该算法的程序流程。专心-专注-专业