智能儀器》復(fù)習(xí)要點(diǎn).ppt

智能儀器復(fù)習(xí)要點(diǎn),第1章 緒論,什么是智能儀器？它有哪些特點(diǎn)？ 在智能儀器中，微處理器（單片機(jī)）的作用可歸結(jié)為兩大類 對(duì)測(cè)試過(guò)程的控制 測(cè)試的自動(dòng)化 對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的處理 儀器的多功能化 智能儀器的組成框圖（典型的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)）,實(shí)際上可將其分解成三個(gè)部分: 數(shù)據(jù)的采集:將輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào) 理，并經(jīng)A/D變成數(shù)字信號(hào)； 數(shù)據(jù)的分析處理：由CPU按要求對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。 輸入、輸出：接受命令，將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)、顯示或輸出。,第1章 緒論,第1章 緒論,智能積分式數(shù)字電壓表的工作原理及特點(diǎn)。 虛擬儀器系統(tǒng)的基本構(gòu)架是：高性價(jià)比的通用計(jì)算機(jī)，模塊化的通用硬件設(shè)備，功能強(qiáng)大的專業(yè)測(cè)試軟件系統(tǒng)。 智能儀器的監(jiān)控程序及其結(jié)構(gòu)。 智能儀器設(shè)計(jì)的主要任務(wù)、研制的步驟及注意事項(xiàng)。,第3章 預(yù)處理電路及數(shù)據(jù)采集,微機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)框圖。 模擬信號(hào)預(yù)處理電路：傳感器及其應(yīng)用；模擬信號(hào)放大電路。 D/A接口及產(chǎn)生各種信號(hào)波形的程序（帶/不帶鎖存器、運(yùn)放；8位或多于8位的） 。 典型的例子：0832與80C51單片機(jī)的接口。,A/D接口： 一般接口方法： 主要信號(hào)線： 模擬信號(hào)輸入Vin， 數(shù)字輸出線DBi（8位或多于8位的）， 啟動(dòng)信號(hào)START、 狀態(tài)輸出DONE/BUSY， 輸出允許端OE（有、無(wú)三態(tài)輸出）,第3章 預(yù)處理電路及數(shù)據(jù)采集,第3章 預(yù)處理電路及數(shù)據(jù)采集,A/D接口： 單片機(jī)與ADC接口的通信方式： 延時(shí)方式、查詢方式、中斷方式。 接口實(shí)例： ADC0809與單片機(jī)的接口 AD574與單片機(jī)的接口 5G14433與單片機(jī)的接口 ICL7135與單片機(jī)的接口,A/D接口： 接口實(shí)例： 用/變換器與80C51構(gòu)成ADC，高精度雙斜式A/D轉(zhuǎn)換器接口原理與編程。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成原理，用AD363與80C51構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。,第3章 預(yù)處理電路及數(shù)據(jù)采集,第4章 人機(jī)接口技術(shù),鍵盤(pán)控制與傳統(tǒng)儀器面板上的開(kāi)關(guān)旋鈕控制的本質(zhì)區(qū)別：鍵盤(pán)按鍵給CPU一個(gè)信息，而不直接改變內(nèi)部電路參數(shù)。 鍵盤(pán)接口的任務(wù)。 鍵盤(pán)的分類：編碼和非編碼鍵盤(pán) 獨(dú)立連接式和矩陣連接式,第4章 人機(jī)接口技術(shù),識(shí)別按鍵的方法：行掃描法、線反轉(zhuǎn)法 (1)行掃描法： (2)線反轉(zhuǎn)法： 需用可程控并行接口 工作分兩步 初始化，線反轉(zhuǎn) 鍵碼的獲得： 判斷哪行哪列 位置碼(特征碼) 鍵讀數(shù),用數(shù)據(jù)線通過(guò)接口進(jìn)行掃描 用地址線進(jìn)行掃描,第4章 人機(jī)接口技術(shù),LED顯示器接口 七段LED： 譯碼（硬件、軟件） 硬件接口、顯示程序（多位） 點(diǎn)陣式LED： 點(diǎn)陣式顯示原理:代碼字符發(fā)生器點(diǎn)陣碼,第4章 人機(jī)接口技術(shù),利用51單片機(jī)的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)/顯示器接口 8279接口芯片 基本功能： 可自動(dòng)掃描鍵盤(pán)和七段LED顯示器； 掃描鍵盤(pán)和顯示器信號(hào)可以選擇內(nèi)部譯碼或外部譯碼方式。 各引腳信號(hào)、內(nèi)部寄存器： 1：命令/狀態(tài) 0：數(shù)據(jù) 命令有8條，用最高三位(特征位)來(lái)區(qū)分。,C/D,第4章 人機(jī)接口技術(shù),8279接口芯片 FIFO RAM：8個(gè)單元，存放被按鍵信息 鍵掃描方式的格式 傳感器方式的格式 顯示RAM： 16個(gè)單元，用來(lái)存放顯示字符的段碼，段碼輸入有左邊輸入和右邊輸入兩種方式。最多可接16位七段LED顯示器。,格式,第4章 人機(jī)接口技術(shù),具有SPI串行總線的鍵盤(pán)顯示器接口芯片7289 的結(jié)構(gòu)、引腳信號(hào)、控制命令及其用法。,7289接口芯片： 控制指令分為三大類： 不帶數(shù)據(jù)的純指令-6條（單字節(jié)） 帶有數(shù)據(jù)的指令 讀鍵盤(pán)數(shù)據(jù)指令 (1)帶有數(shù)據(jù)的指令（雙字節(jié)） 按方式0譯碼 按方式1譯碼 不譯碼：對(duì)位控制，對(duì)段控制 (2)讀鍵盤(pán)數(shù)據(jù)指令 雙字節(jié)： 第一字節(jié)輸入； 第二字節(jié)輸出當(dāng)前按鍵的鍵值。,第4章 人機(jī)接口技術(shù),第4章 人機(jī)接口技術(shù),LCD顯示器： 顯示原理 與單片機(jī)接口：驅(qū)動(dòng)芯片7211； 液晶模塊（44780）。,第4章 人機(jī)接口技術(shù),CRT顯示器： 字符顯示原理： 字符代碼字符發(fā)生器點(diǎn)陣碼并串轉(zhuǎn)換串行點(diǎn)陣信號(hào) 字符顯示終端： 顯示存儲(chǔ)器用來(lái)編輯屏幕，單元地址與屏幕位置一一對(duì)應(yīng)，單元中的內(nèi)容為顯示字符代碼。 單片機(jī)與微型打印機(jī)的接口。,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),常用的測(cè)量算法 量程自動(dòng)選擇、極限判斷和越限報(bào)警、 自檢算法（開(kāi)機(jī)自檢、周期性自檢、鍵控自檢） 標(biāo)度變換（線性變換和非線性變換） 隨機(jī)誤差及處理方法（數(shù)字濾波）,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),系統(tǒng)誤差及處理方法： (1)非線性特性的校正 校正函數(shù) 連續(xù)函數(shù)擬合 直線分段 分段函數(shù)擬合 查表和插值法 拋物線分段,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),系統(tǒng)誤差及處理方法： (2)偏移和增益誤差的自動(dòng)校準(zhǔn) 基本思想：開(kāi)機(jī)后或每隔一定時(shí)間自動(dòng)測(cè)量?jī)x器內(nèi)部的基準(zhǔn)參數(shù)（如數(shù)字電壓表中的基準(zhǔn)電壓或地電位）、計(jì)算誤差模型，獲得并存貯誤差因子。正式測(cè)量時(shí)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果和誤差因子，計(jì)算校準(zhǔn)方程，得到較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。 實(shí)現(xiàn)方法：,數(shù)字電壓表輸入單元的自動(dòng)校準(zhǔn) 校準(zhǔn)存貯器方式,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),系統(tǒng)誤差及處理方法： (3) 最佳測(cè)量方法的自動(dòng)選擇 例 ： 低頻率的測(cè)量 小相位的測(cè)量,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),智能儀器的低功耗設(shè)計(jì) (1) 80C51單片機(jī)的低功耗運(yùn)行 待機(jī)運(yùn)行方式 掉電運(yùn)行方式 (2) 存儲(chǔ)器的低功耗運(yùn)行 (3) 系統(tǒng)低功耗的設(shè)計(jì)方案,智能儀器的抗干擾措施： 電源系統(tǒng)、過(guò)程通道、空間干擾 印制電路板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 軟件抗干擾設(shè)計(jì),第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),第6章 監(jiān)控主程序的設(shè)計(jì),直接分析法：只要根據(jù)當(dāng)前按鍵的編碼，把控制轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理子程序的入口。 具體可用： 選擇結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)移表法來(lái)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)移表內(nèi)填入子程序入口地址 轉(zhuǎn)移表內(nèi)填入轉(zhuǎn)移指令,第6章 監(jiān)控主程序的設(shè)計(jì),狀態(tài)變量法： 核心是建立一張狀態(tài)表。 監(jiān)控主程序根據(jù)當(dāng)前按鍵和現(xiàn)態(tài)這兩個(gè)關(guān)鍵字查閱狀態(tài)表，便可確定按鍵的確切含義。 設(shè)計(jì)步驟：鍵盤(pán)狀態(tài)圖 狀態(tài)表(符號(hào)形式、鍵碼表、機(jī)器