测控测试题目总结版23950.pdf

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1、-.z 测试技术题目汇总浓缩版缺 1 章节局部及 2 章节 此整理版主要是删去了重复局部！1 章节 1.MCS-51 单片机的内部构造由 中央处理单元CPU、存储器RAM 和 ROM和 I/O 接口组成.2.89C51 程序存储器即 ROM用于存放编好的程序和表格常数。3.ROM 和 PAM 的主要区别：1在于断电后 ROM 内的信息不丧失，而 RAM 中的信息立即消失；2读写方式不同，ROM 采用特殊方式写入信息，信息写入后只能读，而 RAM既能读又能写。4.复位分为：上点自动复位、按键手动复位、软件复位。5.复位操作的主要功能是把 PC 初始化为 0000H。6.程序计数器 PC 可对 6

2、4KB 的 ROM 直接寻址，也可对 89C51 片内 RAM 寻址。7.MCS-51 单片机有七种寻址方式：立即寻址、直接寻址、存放器寻址、存放器间接寻址、变址寻址、相对寻址、位寻址。8.堆栈的操作有两种：一种叫数据压入，另一种叫数据弹出。9.程序状态工作字 PSW 中 RS1 和 RS0 可以确定工作存放器组的选择。10.在 CPU 片外存储器时，P0 口分为复用的低 8 位地址总线和 8 位数据总线。11.片内 RAM 指令用 MOV,片外 RAM 指令用 MOV*;片内、片外 ROM 指令用 MOVC。12.MCS-51 单片机中的 P0 口和 P2 口除了可以进展数据的输入、输出外，

3、通常还用来构建系统的数据总线和地址总线。13.89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器输入端为*TAL1，输出端为*TAL2。14.89C51 单片机的数据存储器片内有 21 个特殊功能存放器SFR，它们同 128 字节 RAM统一编址，地址为 80HFFH。15.在乘、除指令中，用到了 8 位存放器 B。乘法指令的两个操作数分别取自 A 和 B，乘积存于 B 和 A 两个 8 位存放器中。除法指令中，A 中存放被除数，B 中存放除数，商存放于 A，余数存放于 B。3 章节-.z 填空题 1.键抖动会引起一次按键被误读屡次，只作一次键输入处理，必须去除抖动影响。一般

4、而言，消除抖动的解决方法有：用 R-S 触发器或单稳态电路构成硬件去抖动电路、软件延时去抖。采用后者时，在检测到有键按下时，执行一个 10ms 的延时程序,然后再确认该键电平是否仍保持 闭合 状态电平，如保持该状态电平，则确认为真正键按下状态，从而消除了抖动影响。2.键盘工作方式分为编程扫描方式、定时扫描方式和中断扫描方式三种。3.在键盘的监测方中对是否有键按下的信息输入方式有中断方式与查询方式两种。4.当键盘有键按下时，要逐行或逐列扫描，以判定是那一个按键按下。通常扫描方式有两种即扫描法和反转法。5.行列式键盘又叫矩阵式键盘，用 I/O 线组成行、列构造，按键设置在行列的交点上。6.LED

5、显示器有静态显示和动态显示两种方式。7.量化间隔和量化误差是 A/D 转换器的主要技术指标之一。8.异步串行通信有单工，半双工，全双工三种传送方式。9.键开关状态的可靠输入 去抖由于机械触点的弹性作用，在闭合及断开瞬间均有抖动过程，抖动时间长短，与开关的机械特性有关，一般为 510ms 10.LED 显示方式中，显示位数较多的情况下，一般都采用动态 显示方式。11.串行通信时，在帧格式中，一个字符由：起始位、数据位、奇偶校验位和停顿位 4 局部组成。12.为了提高 CPU 的效率，可以采用 中断扫描工作方式，即只有在键盘有键按下时才产生中断申请。13.人机对话接口特点 专用性、小型价廉和数字逻

6、辑控制三种 14.拨盘种类很多，其主要用于输入少量的控制参数，以 4 位十进制 BCD 码拨盘为例，拨盘后面有 5 个接点，其中一根为 输入 控制线，另外几根是 BCD 码输出 信号线。15.当对键盘进展扫描并求得键值后，还必须做进一步处理。方法是首先判别其是功能键还是数字键。假设为数字键，则送显示缓冲区进展显示；假设为功能键，则由散转指令“JMP A+DPTR转到相应的功能键处理程序，完成相应的操作。16.定时扫描工作方式是利用单片机内部定时器产生定时中断，CPU 响应中断后对键盘进展扫描、并在有键按下时转入键功能处理程序。定时扫描工作方式的键盘硬件电路与编程扫描工作方式一样。17.为了提高

7、 CPU 的效率，可以采用中断扫描工作方式，即只有在键盘有键按下时才产生中断申请；CPU 响应中断，进入中断效劳程序进展键盘扫描，并做相应处理。18.作为专用显示及键盘子系统,89C51 通过串行口与主 CPU 系统通信。判断题 1.【】扫描法是在判定有键按下后逐列(或行)置低电平，同时读入行(或列)状态，如果行(或列)状态出现非全 l 状态，这时 0 状态的行、列交点的键就是所按下的键。2.【】静态显示器的亮度较高。这种显示方式编程容易，管理也较简单，在显示位数较-.z 多的情况下，一般都采用静态显示方式。3.【】在行列式键盘中，依次给列线送低电平，然后检查所有行线状态，如果全为 1，则所按

8、下之键不在此列。4.【】定时扫描工作方式的键盘硬件电路与编程扫描工作方式不一样。5.【】串行通信是指将计算机内部的并行数据转换成串行数据，将其通过一根通信线传送，将接收的串行数据转换成并行数据送到计算机中。6.【】中断响应程序完毕之后，一般用 RET 返回。7.【】三态缓冲存放器输出端的“三态是指高电平态、低电平态和低阻态。8.【*】在 LED 的显示方式中，动态显示器的亮度比静态显示器高，常用于显示位数较多的情况。理由：静态显示器的亮度较高，并非动态显示器，常用于显示位数较多的是动态显示器。9.【*】人机接口使用的最方便的拨盘是二进制输入、BCD 码输出的 BCD 码拨盘。理由：所使用的拨盘

9、是十进制输入、BCD 码输出的 BCD 码拨盘。十进制的输入最方便。10.【】单片机定时扫描工作方式是利用单片机的内部定时器产生定时中断，CPU 响应中断后进展键盘扫描和后续的键处理。11.【】独立式按键的软查询方式的键盘程序没有使用散转指令，也没有软件防抖动措施。它只包括键查询、键功能程序转移。12.【】全编码键盘不能由硬件逻辑自动提供与被按键对应的键码，需要软件辅助。13.【】键盘工作方式包括：编程扫描方式、定时扫描方式和断电扫描方式三种。14.【】人机接口中一般都是模拟逻辑控制电路。许多外部设备都有标准的接口控制与通信要求。15.【】独立式按键构造的优点是在按键数量较多时，可以节省 IO

10、 口线。16.【】BCD 码拨盘后面有 5 个接点，其中 A 为输入控制线，另外 4 根是 BCD 码输出信号线。17.【】对于后向通道中的数模转换，二进制输出的数字量采用 DA 变换器；频率量输出则可以采用 FV 转换器变换成模拟量。18.【】四个 8 位并行 I/O输入/输出接口 P0P3 每个口可以用作输入，也可以用作输出。简答题 1.编制好的键盘控制程序应解决下任务是什么.答：1、监测有无按键按下。-.z 2、有键按下后，在无硬件除抖动电路时，应有软件延时方法除去抖动影响。3、有可靠的逻辑处理方法。如 n 键锁定，即只处理一个键，其间任何按下又松开的键不产生影响；不管一次按键持续有多长

11、时间，仅执行一次按键功能程序等。4、输出确定的键号以满足散转指令要求。2.简要说明键盘的工作方式。答：编程扫描方式：利用 CPU 在完成其它工作的空余，调用键盘扫描子程序，来响应键输入要求。在执行键功能程序时，CPU 不再响应键输入要求。定时扫描方式：定时扫描工作方式是利用单片机内部定时器产生定时中断(例如 10ms)，CPU 响应中断后对键盘进展扫描、并在有键按下时转入键功能处理程序。中断扫描方式：为了提高 CPU 的效率，可以采用中断扫描工作方式，即只有在键盘有键按下时才产生中断申请；CPU 响应中断，进入中断效劳程序进展键盘扫描，并做相应处理。3.什么是独立式按键构造，其优缺点是什么.5

12、 分 答：独立式按键是指直接用 I/O 口线构成的单个按键电路。1 分每个独立式按键单独占有一根 I/O 口线，每根 I/O 口线上的按键工作状态不会影响其他 I/O 口线的工作状态；2分 优缺点：独立式按键电路配置灵活，软件构造简单，但每个按键必须占用一根 I/O 口线，在按键数量较多时，I/O 口线浪费较大。故在按键数量不多时，常采用这种按键电路。2 分 4.什么是行列式键盘.行列式键盘的优缺点.答：行列式键盘又叫矩阵式键盘。用 IO 口线组成行、列构造，按键设置在行列的交点上;行列式键盘的优点：在按键较多的时候，占用 I/O 线的数目比较少;行列式键盘的缺点：键盘扫描过程更加复杂，编程更

13、加复杂4 分 5.简述键输入接口遇到的问题以及产生的原因，采取的解决方案和原理是什么.8 分 答：由于机械触点的弹性作用，在闭合及断开瞬间均会出现抖动过程，抖动的时间与机械特性相关，时间一般为 510ms。2 分 键的抖动会引起一次按键被误读为屡次，影响输入的结果，因此必须去除抖动的影响。2分 可以采用 R-S 触发器或单稳态电路来构成去抖动的硬件电路。2 分 采用软件延时去抖动的原理为：当键按下时，先执行一个 10ms 的延时程序，然后再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，假设保持闭合状态电平，则可以确认为真正键按下状态，一次来消除抖动的影响。2 分 6.写出按键扫描的工作过程.答：1.判断

14、键盘中是否有键按下；-.z 2.进展行扫描，判断是哪一个键按下，假设有键按下，则调用延时子程序去抖动；3.读取按键的位置码；4.将按键的位置码转换为键值键的顺序号 0、1、2、F。7.人机对话接口的特点.5 分 答：1.专用性。一般来说单片机应用系统都是专用计算机应用系统。人机通道外部设备配置水平完全根据系统功能要求而定。1 分 2.小型价廉。单片机应用系统本身的特点是低本钱，中小规模、环境适应性强、配置灵活。因此，相应的外部设备以配置小型、微型、廉价型为原则。2 分 3.数字人机接口中一般都是数字逻辑控制电路。许多外部设备都有标准的接口控制与通信要求。1 分 4.逻辑控制。1 分 8.LED

15、 显示器有哪几种显示方式，各有什么特点.5 分 答：LED 显示器有静态显示与动态显示两种方式。2 分静态显示器的亮度较高。这种显示方式编程容易，管理也较简单，在显示位数较多的情况下，一般都采用动态显示方式。2分动态显示省 I/O 口且省电，适合用在显示位数较多的场合。1 分 9.写出通常去除抖动影响的两种措施，及各自去除的方法.5 分 答：1.硬件措施，通常用 R-S 触发器或单稳态电路构成的硬件去抖动电路。2.5 分 2.软件措施，采用的方法是在检测到有键按下时，执行一个 10的延时程序后再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态，从而消除了抖动影响。2

16、.5 分 10.简述定时扫描工作方式.5 分 答：定时扫描工作方式是利用单片机内部定时器产生定时中断，2.5 分CPU 响应中断后对键盘进展扫描、并在有键按下时转入键功能处理程序。2.5 分 11.长线传输的阻抗匹配有几种模式.5 分 答：三种；终端并联阻抗匹配、1.5 分始端串联匹配、1.5 分终端并联隔直流匹配。2 分 分析题 1.请设计一个抢答器单片机系统，要求 4 个按键控制 4 个发光二级管。按键要求用独立式按键，发光二级管可采用共阳级，片内时钟信号采用并联谐振回路。复位电路可为上电自动复位或按键电平复位。画出电路图并简述抢答器的工作原理。10 分 答：电路图如下6 分 其工作原理为

17、：四个按钮分别控制对应的四个发光二级管。先对 p1.4p1.7 进展循环扫描，当检测到*位为 0 时，停顿扫描，即不会再响应按键。根据变为 0 的位对其相对应的 p1.0p1.3-.z 输出 0，点亮发光二极管。一次抢答完，按复位按钮复位。4 分 2.上图中，利用 89c51，可以同时点亮六位 LED 管，P0，P1，7406 和 7407 的作用，并简述其工作原理。9 分 答：1、P0 口输出段选码，P1 口输出位选码。3 分 2、75452(或 7406)是反相驱动器，这是因为 89C51 的 P1 口正逻辑输出的位控与共阴极 LED 要求的低电平点亮正好相反，即当 P1 口位控线输出高电

18、平时，点亮一位 LED。7407 是同相 OC 门，作段选码驱动器。3 分 3、逐位轮流点亮各个 LED，每一位保持 1 ms，在 1020 ms 之内再一次点亮，重复不止。这样，利用人的视觉暂留，好似 6 位 LED 同时点亮一样。3 分 3.图 1 所示为键闭合及断开的抖动图，图 2 中所示为 R-S 触发器电路图，试分析键输入用R-S 触发器去抖动电路的工作原理。9 分 答案：设按键未按下时，a=0，b=1，输出 Q=1。按键按下时，因按键的机械弹性作用的影响，使按键产生抖动。当开关没有稳定到达 b 端时，因与非门 2 输出为 0 反响到与非门 1的输入端，封锁了与非门 1，双稳态电路的

19、状态不会改变，输出保持为 1，输出 Q 不会产生抖动的波形。4 分 当开关稳定到达 b 端时，因 a=1，b=0，使 Q=0，双稳态电路状态发生翻转。当释放按键时，在开关未稳定到达 a 端时，因 Q=0，封锁了与非门 2，双稳态电路的状态不变，输出 Q 保持不变，消除了后沿的抖动波形。当开关稳定到达 a 端时，因 a=0，b=1，使 Q=1，双稳态电路状态发生翻转，输出 Q 重新返回原状态。由此可见，键盘输出经双稳态电路之后，输出已变为规*的矩形方波5 分 4.利用 8031，5.1k 电阻，设计一个 4 位拨码盘电路，并以表格分析其输出为 8421 的拨码盘工作状态。9 分 答：可以采用两种

20、方式：1、A 接低电平，8421 端外接上拉电阻：1 分 1 分 输出状态为 1 时，表示该输出线与 A 相通。1 分-.z 拨盘输入 控制端 输出状态 A 8 4 2 1 0 1 0 0 0 0 l 1 0 0 0 1 2 1 0 0 1 0 3 1 0 0 1 1 4 1 0 1 0 0 5 1 0 1 0 1 6 1 0 1 1 0 7 1 0 1 1 1 8 1 1 0 0 0 9 1 1 0 0 1 2 分 2、A 接低电平，8421 端外接上拉电阻：1 分 对 8421 码，“0有效-负逻辑，输出状态为 0 时，表示该输出线与 A 相通。1 分 拨盘输入 控制端 输出状态 A 8

21、4 2 1 0 0 1 1 1 1 l 0 1 1 1 0 2 0 1 1 0 1 3 0 1 1 0 0 4 0 1 0 1 1 5 0 1 0 1 0 6 0 1 0 0 1-.z 7 0 1 0 0 0 8 0 0 1 1 1 9 0 0 1 1 0 2 分 4 章节 填空题 1.前向通道表达了被测对象与系统相互联系的信号输入通道，原始参数的输入通道。2.被测对象的状态参数常常是一些非电物理量，如温度、压力、载荷、位移等。3.在接口技术中，常见的前向通道有 A/D、V/F。4.信号拾取这一环节可以通过敏感元件、传感器或 测量仪表来实现。5.AD 转换一般都设置在前向通道中，它将外界输入的

22、模拟信号转换成计算机数据总线能承受的数字量。6.在一个数据采集系统中，采样速度表示了采集系统的实时性能。采样速度由模拟信号带宽、数据通道数和每个周期的采样数 决定。7.A/D 转换的步骤一般需经过：采样、保持、量化 和 编码四个步骤。8.在单通道信号采集状况下，对于单路小信号 电流或电压，必须经过小信号放大环节。一般小信号放大可选择 测量放大器 ，为了减少通过通道干扰可采用隔离放大器。9.前向通道*号调节的重点为小信号放大、信号滤波以及对频率量的放大整形等。10.如果传感器输入信号电平差异较大时，放大器应选用 可编程增益放大器，根据信号电平不同选择不同的增益。11.一般前向通道配置的电源具有以

23、下特点：小功率、高稳定度、高纯洁度和有干扰隔离与抑制措施。12.V/F 转换器具有良好的 精度、线性 和 积分输入特性，常能提供其它类型转换器无法到达的性能。13.在前向通道的处理中，假设传感器或传感仪表输出的是 电流 信号，首先应通过 I/V 转换，将 电流 信号转换成 电压 信号。14.设计测控系统的前向通道，在选择 A/D 转换器时，要从 A/D 转换器的 转换精度及分辨率、转换速度、输出状态、环境参数要求，以及本钱等方面综合考虑。15.对于频率信号和开关信号，能满足 TTL 电平要求时可直接输入单片机的 IO 口、扩展 IO 口或中断入口。16.由奈奎斯特(Nyquist)采样定理，在

24、理想的数据采样系统中，为了使采样输出信号能无失真地复现原输入信号，必须使采样频率至少为输入信号最高有效频率的两倍。17.无论是电流信号或者电压信号一般都通过 A/D 或 V/F 这两种转换方式将信号传入 CPU系统。-.z 18.一般的电源干扰隔离方法有电源隔离、模拟通道隔离、数字通道隔离三种。19.假设 A/D 转换为 3 位，满量程为 7 伏，则 1 LSB 为 1 伏。20.由于使用 VF 转换器用作模数转换具有一些独特的优点，因此，在一些 非快速过程 的前向通道中，广泛使用 VF 转换来代替通常的 AD 转换。21 前向通道*号调节的任务是要将被测对象输出的信号变换成计算机输入要求的信

25、号。判断题 1.错所有微机系统都有前向通道。2.对前向通道的繁简难易程度取决于前向通道中传感器输出信号与计算机逻辑电平的相近程度。3.对如果单片机自带 A/D 转换，可以省去前向通道中的 A/D 接口电路；否则必须要在前向通道中配置 A/D 接口。4.对A/D 转换的精度不仅取决于量化位数，还取决于参考电压。5.对对于单路小信号电压或电流，必须经过小信号放大处理环节。6.错前向通道与被测对象靠近，而传感器常输出的是大信号，因此要考虑干扰的隔离和抑制。7.对在强电磁干扰的环境下，前向通道要从传感器选择信号的传输、电源的供应、信号的放大等都必须考虑抗干扰措施。8.对A/D 转换的采样周期必须大于捕

26、捉时间，才能保证采样阶段充分地采集到输入模拟信号。9.错在一些快速过程的前向通道中，愈来愈趋向使用 V/F 转换代替通常的 A/D 转换。10.对如果被测环境较特殊，而无现成的传感器可选用，只能选择适宜的敏感元件。11.对多路开关的选择由单片机控制，而多路开关在通道中的插入位置则应根据传感器输出信号状况而定.12.对为了能够在恶劣的环境下远距离可靠地传送微小信号，可以使用小信号双线变送器器件。13.【】在前向通道中，传感器输出的信号可以直接送到 A/D 转换器，经过 A/D 转换后送入 CPU 系统；也可以直接送到 V/F 转化器，转换为频率量送到 CPU 系统。14.【】D/A 转换一般都设

27、置在前向通道中，它将外界输入的数字信号转换成计算机数据总线能接收的模拟量信号。15.【】对传感器输出的模拟信号的处理，A/D 转换比 V/F 转换响应速度慢。16.【】前向通道的信号输入信号都要经过放大来防止较大的误差。17.【】最简单的 I/V 转换器就是一个精细电阻。18.【】如果传感器输入信号电平差异较大时，放大器应选用隔离放大器可编程增益放大器。-.z 19.【】近年来以模拟量输出的传感器日益增多，这类传感器精度高、抗干扰能力强，而且信号便于远距离传送。20.【】在 A/D 转换中，量化误差和分辨率是统一的，提高分辨率可减少量化误差。21.【】在前向通道中使用光纤传感器可以从根本上解决

28、由现场通过传感器引入的干扰。简答题 1.什么是前向通道.前向通道设计中应考虑的问题有哪些.5 分 答：对于单片机的实时控制和智能仪表等应用系统，被测对象的有关参量往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度等物理量，这些模拟量必须转换成数字量才能输入到计算机进展处理，这就是单片机与被测对象连续的所谓前向通道；3 分 前向通道中应考虑信号拾取、信号的调节、AD 转换以及电源配置与干扰防止诸问题。2 分 2.怎样去选择一个 A/D 转换器.5 分 答：1根据前向通道的总误差，选择 A/D 转换器精度及分辨率；1 分 2根据信号对象的变化率及转换精度要求，确定 A/D 转换速度，以保证系统的

29、实时性要求；1 分 3根据环境条件选择 A/D 转换芯片的一些环境参数要求，如工作温度、功耗、可靠性等级等性能；1 分 4根据计算机接口特性，考虑如何选择 A/D 转换器的输出状态；1 分 5其他，还要考虑到本钱、资源、是否是流行芯片等因素。1 分 3.简述采用 V/F 转换器与计算机接口优点。(5 分)答：1接口简单、占用计算机资源少；1 分 2频率信号输入灵活；1 分 3抗干扰能力好；1 分 4便于远距离传输。1 分 由于这些优点，因此在一些非快速过程的前向通道中，愈来愈趋向使用 V/F 转换来代替通常的 A/D 转换。1 分 4.隔离放大器常用在哪些场合.5 分 答：1.测量处于高共模电

30、压下的低电平信号；1 分 2.消除由于对信号源地网络的干扰(如大电流的跳变)所引起的测量误差；1 分 3.防止构成地回路及其寄生拾取问题(不需要对偏流提供返回通路)；1 分 4.保护应用系统电路不致因输入端或输出端大的共模电压造成损坏；1 分 5.对于医疗仪器为病人提供平安接口。1 分 5.简述采样/保持器的定义。5 分-.z 答：采样保持器是在输入逻辑电平控制下，处于“采样或“保持 两种状态的电路。在采样状态下，电路的输出跟踪输入模拟电压，转为保持状态时，电路输出保持前一次采样完毕瞬时的模拟信号电平，直至进入下一次采样状态为止。6.实际使用上，为了保证数据采集精度，在前向通道中应采取哪些措施

31、.6 分 答：(1)增加每个周期的采样数，通常根据数据带宽，在最高频率端每周期采样 7l0 次。即max)107(ffs；2 分(2)在 AD 转换前设置低通滤波，消除信号中无用的高频分量。2 分(3)对于多通道数据采集系统，由于是分时控制采样，考虑到通道的分时、模拟信号的带宽等因素，多通道数据采集系统的最小采样频率Sf应为：Nffsmax)107(，其中 N 为通道数，最大采样周期ssfT/1。2 分 7.信号调节电路的设置与哪些方面有关.4 分 答：主要与以下四方面的内容有关：1传感器的选择；1 分 2现场干扰程度；1 分 3测量通道数量；1 分 4计算机输入信号。1 分 8.A/D 转换

32、器有哪些主要性能指标.5 分 答：1量化误差与分辨率；1 分 2转换精度；1 分 3转换时间与转换速率；1 分 4失调零点温度系数和增益温度系数；1 分 5对电源电压变化的抑制比。1 分 9.分类说明电源干扰的危害和相应的解决方法。8 分 答：(1)过压、欠压、停电的危害是显而易见的，解决的方法是使用各种稳压器、电源调节器，对付暂短时间的停电则配置不连续电源(UPS)。2 分(2)浪涌与下陷是电压的快变化，如果幅度过大也会毁坏系统。解决的方法是使用快速响应的交流电源调压器。2 分(3)尖峰电压持续时间很短，一般不会毁坏系统，但对微机系统正常运行危害很大，会造成逻辑功能紊乱，甚至冲坏原程序。解决

33、方法是使用具有噪声抑制能力的交流电源调节器、参数稳压器或超隔离变压器。2 分(4)射频干扰对微机系统影响不大，一般加接 23 节低通滤波器即可解决。2 分 10.请简述前向通道的特点.5 分-.z 答：(1)前向通道总要靠近信号拾取对象；1 分(2)前向通道的环境无主观选择余地；1 分(3)前向通道电路设计的难易繁简除与环境因素有关外，还取决于传感、变换器件的选择；1 分(4)前向通道电路的处理技术有一定难度；1 分(5)前向通道的抗干扰设计是前向通道设计中的一个重要内容。1 分 11.前向通道中，为满足信号调节、通道隔离、特殊供电要求，可采取一些先进的芯片技术，目前可提供的有哪些.5 分 答

34、(1)隔离放大器。1 分(2)可编程增益放大。1 分(3)小信号双线发送器。1 分(4)DCDC 变换器。1 分(5)通用有源滤波器。1 分 12.采样/保持器保持电压的变化时，在保持状态下，由于保持电容的漏电流会使保持电压不断地衰减或上升。要怎样去减少泄漏电流.4 分 答：采用高输入阻抗的运算放大器作缓冲放大器，选择优质电容，如聚四氟乙稀电容器作为保持电容以及选用漏电流小的模拟开关。4 分 分析题 1.以下列图是一个微机系统的抗干扰供电配置系统电路，试分析电路中所采用的抗干扰的措施，且分析其作用。10 分 双T滤波器交流稳压器隔离变压器1:1低通滤波器非稳压直流整流器A/D板D/A板RAM板

35、cpu板稳压块+9V+18V-18V地220V交流答：1交流稳压器。1 分用来保证供电的稳定性，防止电源系统的过压与欠压，有利于 提高整个系统的可靠性。1 分 压器。1 分高频噪声通过变压器主要是靠初、次级间寄生电容耦合。隔离变压器的初级和次级之间均用屏蔽层隔离，减少其分布电容，以提高抗共模干扰的能力。1 分 2 低通滤波器。1 分电源系统的干扰源大局部是高次谐波，因此采用低通滤波让50 周市电基波通过，滤去高次谐波，以改善电源波形。1 分 3 双 T 滤波器。1 分以消除 50Hz 工频干扰。其优点是构造简单，对固定频率的干扰滤波效果好。1 分 4 采用分散独立电源块供电。1 分 在每块系统

36、功能模块上用三端稳压集成块组成稳压电源。每个功能块单独对电压过载进展保护，不会因*块稳压电源故障而使整个系统破坏，大大提高了供电的可靠性，也有利于电源散热。1 分-.z 2.以下列图是一种采用 DCDC 变换器供电的典型前向通道供电方式。利用应用系统中标准的+5V 电源经 DCDC 变换器变换成前向通道所要求的各种电平电压。其中干扰的隔离可以通过哪三个环节解决，并分析其各自实现的功能.答：A.电源隔离。通过 DCDC 变换器实现。DCDC 变换器的输入回路与输出回路是隔离的，这样切断了系统的主电源与前向通道电源间的干扰渠道。B.模拟通道隔离。通过隔离放大器实现。信号调节电路中采用隔离放大器作为

37、小信号放大用，可以防止现场干扰源通过传感器电源进入前向通道。C.数字通道隔离。通过光电耦合器实现。光电耦合一般放在前向通道的数字通道中，紧靠计算机的输入。3.在前向通道中，假设从传感器采集回来的信号为小电流或小电压，要将此信号经过 A/D或 V/F 转换送给计算机处理。试画出设计框图。假设传感器采集到的为大电压和大电流的信号时，又该怎样设计.要求用一个框图实现 4.由图试分析 V/F 转换频率输入通道的构造特点 传感器信号调节器V/F计算机应用系统光电隔离器小电压V05Vf图V/F转换频率输入通道结构传感器I/V小电流I答案：1这种输入通道构造与一般 AD 转换器前向通道构造相似，只不过是将

38、AD转换器改换成 VF 转换器。2.5 分 2传感器一般都是模拟量小信号电流或电压输出，经过信号调节器调节成能满足 VF 转换器输入要求的大电压信号。2.5 分 3F 转换器把这些模拟输入电压转换成相应的 TTL 频率信号，经光电耦合后送入计算机IO 口、计数器输入端或中断源输入端上。2.5 分 在这类通道中，信号调节器及其前端电路皆为模拟电路。2.5 分 5.以下列图为不同传感器输出单个输出时对应的前向通道构造，请补充完成以下列图，并论述补充内容的理由。10 分-.z 答：构造图补充如下5 分 对于单路小信号(电流或电压)，必须经过小信号放大环节，放大到能满足 AD 转换、VF 转换要求的输

39、入电压。一般小信号放大可选择测量放大器，为了减少通过通道干扰可采用隔离放大器，如果传感器安放现场与计算机系统相距较远则可选用小信号双线发送器芯片。1 分 对于一些常规信号修正、变换，如零点校正、线性化、误差修正和补偿以及标度变换等信号调节任务，由于借助于计算机的运算机逻辑处理功能，大局部由软件完成，与常规硬件调节电路相比大为简化，往往只须提供进展信号修正、变换的原始数据即可。1 分 前向通道的信号滤波是为了提高信噪比，同样，除了硬件设置有源或无源滤波外，也可以通过软件实现数字滤波。1 分 选择大信号输出传感器，可以省去小信号放大。如系大电流输出，只要经简单的 IV转换即可。对于大信号电压可以经

40、 AD 转换，也可以经 VF 转换送入计算机，但后者响应速度较慢。2 分 6.以下列图是一种采用 DCDC 变换器供电的典型前向通道供电方式。利用应用系统中标准的+5V 电源经 DCDC 变换器变换成前向通道所要求的各种电平电压。其中干扰的隔离可以通过哪三个环节解决，并分析其各自实现的功能.9 分 答：A.电源隔离。通过 DCDC 变换器实现。DCDC 变换器的输入回路与输出回路是隔离的，这样切断了系统的主电源与前向通道电源间的干扰渠道。3 分 B.模拟通道隔离。通过隔离放大器实现。信号调节电路中采用隔离放大器作为小信号放大用，可以防止现场干扰源通过传感器电源进入前向通道。3 分 C.数字通道

41、隔离。通过光电耦合器实现。光电耦合一般放在前向通道的数字通道中，紧靠计算机的输入。3 分 7.测量放大器，其原理如以下列图所示。1传感器的输出信号直接接到测量放大器的+IN和一 IN 端子上，其放大倍数一般为多少.2测量放大器的两个差动输入端+IN、-IN 直接与信号源相连，这样连接的作用是什么.3理想测量放大器仅对输入端的差值放大，如果输入端仅有共模电压，即 V+=V-=VCM，则放大器的输出为多少.4简述测量放大器的特点及其应用场合。10 分 答：(1)放大倍数一般在 11000 之间。2 分(2)有较高的共模干扰抑制能力。2 分(3)放大器的输出为零。2 分(4)测量放大器具有高输入阻抗

42、，低失调电压及温度漂移系数和稳定的放大倍数、低输出阻抗，故在前向通道的小信号放大中得到广泛应用，如热电偶、应变电桥、流量计量等前向通道放大。4 分 传感器传感器传感器小信号放大信号修正与变换滤波A/D转换计算机计算机光电耦合V/F转换I/V转换小电压小电流大电流大电压-.z 8.信号脉冲频率输入通道构造类型，根据前向通道中所选择的传感器不同，数字频率输入通道构造有很大不同。试列举三种不同的频率输入通道构造，并完成以下构造框图。1最简信号频率输入通道构造3 分 2VF 转换信号频率输入通道构造3 分 3R、L、CF 转换信号频率输入通道构造4 分 5 章节 填空题 1.后向通道是 CPU 或计算

43、机对控制对象实现控制操作的 输出通道 。2.单片机在完成控制处理后，总是以数字信号通过 I/O 或者数据总线 送给控制对象。3.后向通道中的数字信号形态主要有 开关量、二进制数字量 和 频率量，可直接用于开关量、数字量系统及频率调制系统，但对于一些模拟量控制系统，则应通过数模转换变换成模拟量控制信号。4.在功率开关接口器件及电路中，CPU 输出 开关量 后，需要进展 功率放大 ，才能驱动开关量外设。5.采用达林顿驱动电路主要是采用多级放大 和 提高晶体管增益，防止加大输入驱动电流。这种构造形式具有高输入阻抗和极高的增益。6.在开关工作应用中，可控硅整流器只工作在导通 或 截止状态。7.在数字逻

44、辑电路中最常用的机械继电器是簧式继电器。8.对于固态继电器，当施加触发信号时主回路呈导通状态，没有信号 时又呈阻断状态。9.固态继电器有许多类型供用户选择，按品种分有 军品 、民品和 I/O 模块。10.D/A 转换器的主要性能指标有静态指标、动态 指标以及环境和工作条件指标。11.失调误差定义为数字输入为全 0 码时，其 模拟 输出值与 理想 输出值之偏差值。12.D/A 转换器的输出与输入传递特性曲线的斜率称为 D/A 转换增益或标度系数。13.固态继电器是一种无触点通断功率型电子开关，又名 固态开关。14.固态继电器至少由三个局部组成，即 输出电路、隔离局部和输出局部。15.如以下列图所

45、示，齐纳二级管的作用是防止产生触点电弧。16.固态继电器里特设“过零控制电路的作用是防止高次谐波的干扰和对电网的污染。17.光电耦合器件易构成各种功能状态，如 隔离、隔离驱动、远距离传送。18.如以下列图，输出局部采用 PIN 型光敏二极管和高速开关管组成复合构造，使系统具有较高的响应速度。19.隔离驱动用光电耦合器件有达林顿输出光电耦合器件和可控硅输出光电耦合器件两种。判断题 1.【】固态继电器按输出功能分有直流型、过零型、非过零型。-.z 2.【】带运算放大器的参考电压源具有驱动能力强，负载变化对输出参考电压有直接影响。没有直接影响 3.【】后向通道对于频率量输出可以采用 FV 转换器变换

46、成模拟量。4.【】根据目前 CPU 输出功率的限制，能输出控制对象所要求的功率信号。不能输出 5.【】在开关工作应用中，可控硅整流器只工作在导通或截止状态。6.【】实际满量程(AFS)要比标称满量程(NFS)小 1 个 LSB 增量。标称满量程(NFS)是指相应于数字量标称值 2n 的模拟输出量。但实际数字量最大为 2n-1，要比标称值小 1 个 LSB，因此，实际满量程(AFS)要比标称满量程(NFS)小 1 个 LSB 增量。7.【】DA 转换中，影响输出结果的模拟参量不只是参考电压源。DA 转换中，参考电压源是唯一影响输出结果的模拟参量。8.【】在功率开关接口器件及电路中，CPU 输出开

47、关量后，并不需要进展功率放大，才能驱动开关量外设。需要进展功率放大 9.【】后向通道中数字信号可直接用开关量，数字量系统及频率调制系统。10.【】在应该系统中，开关量都是通过单片机的/口输出的。/或扩展/11.【】直流型的和交流型都要设置叫收电路。只有交流需要设置叫收装置，因为直流型无过零控制电路。12.【】前向通道是输出通道，后向通道是输入通道。前向通道是输入通道，后向通道是输出通道。13.【】可控硅输出光电耦合器件常用在交流大功率的隔离驱动中。14.【】典型的开关功率管具有高速、中等功率特性，其驱动电流可达 800mA，击穿电压为 40V。15.【】由于 SCR 通常用来控制直流大电压开关

48、负载，故不宜直接与数字逻辑电路相连。在实际使用时应采取隔离措施，如光电耦合隔离。16.【】机械继电器的开关响应时间较大，计算机应用系统中使用机械继电器时，控制程序中必须考虑开关响应时间的影响。17.【】中功率、大功率场效应管构成的功率开关驱动器件可高频工作，输入电流小，并能随意地截止，兼有晶体管开关和 SCR 的全部优点。18.【】由于场效应管(FET)不是电荷控制器件，只在开关的过程中才需要电流，而且只要求微安级的输入电流，就能控制很大的输出电流。19.【】对于典型的开关晶体管电路，输出电流是输入电流乘以晶体管的增益。20.【】DA 转换芯片一般都只能接收自然二进制数字代码和 BCD 代码。

49、21.【】后向通道是一个输出通道，输出电平容易受到直接损害。22.【】对于一些模拟量控制系统，应该通过 A/D 转换变成数字量控制信号。简答题-.z 1.什么是后向通道.简述后向通道的特点。5 分 答：后向通道是 CPU 或计算机对控制对象实现控制操作的输出通道。2 分 后向通道的特点：(1)小信号输出、大功率控制。1 分(2)是一个输出通道。1 分(3)接近控制对象，环境恶劣。1 分 2.在 DA 转换中，影响转换精度的主要误差因素有哪些.并简述这些误差因素的定义。6分 答：(1)失调误差1 分，数字输入为全 0 码时，其模拟输出值与理想输出值之偏差值。1 分 (2)增益误差1 分，DA 转

50、换器的输出与输入传递特性曲线的斜率称为 DA 转换增益或标度系数，实际转换的增益与理想增益之间的偏差值称为增益误差。1 分 (3)非线性误差1 分，实际转换特性曲线与理想特性曲线(通过两端的直线)之间的最大偏差，并以该偏差相对于满量程的百分数度量。1 分 3.D/A 转换器的静态主要性能指标中有一项为哪一项分辨率，这个分辨率是指什么.4 分 答：DA 转换器的分辨率定义为：当输入数字发生单位数码变化时，即 LSB 位产生一次变化时，所对应输出模拟量(电压或电流)的变化量。2 分对于线性 DA 转换器来说，其分辨率与数字量输出的位数 n 呈以下关系。2 分 4.什么 D/A 转换增益以及什么是增