智能儀器習題TEST

1、智能儀器及接口技術思考題及答案一、 判斷題：1）、智能儀器的數據采集系統是指將溫度、壓力、流量、位移等模擬量進行采集量化轉換成數字量后，以便由計算機進行存儲、處理、顯示或打印的裝置。（2）數字式傳感器的輸出一般為數字信號 。×（3）、儀用放大器可同時滿足對放大器的抗共模干擾能力、輸入阻抗、閉環(huán)增益的時間和溫度穩(wěn)定性等不同的性能要求（4）、一般而言，模 / 數轉換器的分辨率越高，其轉換時間會更長（5）、在數據采集系統中，設計的動態(tài)范圍越大，則其分辨率就越高×（6）、與比較型模 / 數轉換器 (ADC) 對比，積分型 ADC 應用于速度更高的場合×（7）、 - A/D

2、 變換器由于采用了過采樣技術和 - 調制技術，增加了系統中數字電路的比例，減少了模擬電路的比例，因而能夠以較低的成本實現高精度的 A/D 變換器，適應了 VLSI 技術發(fā)展的要求 。（8）、模 / 數轉換器的位數與其分辨率成正比 。×（9）、數據采集系統精度是指當系統工作在額定通過速率下，系統采集的數值和實際值之差，它表明系統誤差的總和 。10）解決多通道的串音問題的有效方法就是引入采樣 / 保持器 。×11）非編碼鍵盤是通過硬件直接提供按鍵讀數的。×12）LCD顯示器有靜態(tài)驅動和疊加驅動兩種驅動方式，這兩種驅動方式可在使用時隨時改變。×13）觸摸屏既可

3、以作為輸入設備，也可以作為輸出設備。14）RS232通信采用的是TTL電平，因此它的傳輸距離比485短。×15）USB協議為設備定義了2種供電模式：自供電和總線供電。在自供電模式下，USB設備不需要任何外接電源設備。×16）、PTR2000無線MODEM采用的是FSK調制模式。17）一般USB系統的基本架構分為USB主機控制器/根集線器、USB集線器和USB設備三個主要的部分。18）RS-232、RS-485串行總線可以直接與具有串行口的微控制器如89C51相連。×19）PC上USB主機的驅動程序包括USB設備驅動程序、USB核心驅動程序和USB主控制器驅動程序。

4、20）單片機對非編碼鍵盤的控制可以采用程序控制掃描、定時掃描和中斷掃描三種方式。21）D/A轉換器可以直接與單片機的三總線相連。×22）LCD靜態(tài)驅動和LED的靜態(tài)驅動都是用直流驅動。×23）矩陣式非編碼鍵盤的優(yōu)點是節(jié)省I/O口。24）RS232通信采用的是TTL電平，因此它的傳輸距離比485短。×25）觸摸屏只能做輸入設備。×26）虛擬儀器就是不需要任何硬件資源，所有的功能只須用軟件實現。×27）儀器隨機誤差完全由外部干擾所致，與儀器本身無關。×28）只依據隨機誤差統計規(guī)律選擇濾波算法，不必考慮信號特征。×29）儀器量化誤

5、差（噪聲）是隨機誤差。30）因中值濾波滿足比例不變性，所以是線性的濾波器。31）智能儀器的可用性是指儀器能按要求正常工作的概率，也就是儀器的使用效率。32）可靠率是指在規(guī)定條件下智能儀器完成所規(guī)定任務的成功率×33）智能儀器可靠的電路設計包括采用簡化設計，采用標準器件，增加瞬態(tài)及過應力保護、減少電路設計中的誤差和錯誤等內容。34）消除干擾是提高智能儀器軟件可靠性的一種方法，有平滑濾波、脈沖寬度識別、設置軟件陷阱等方法35）智能儀器中的噪聲與干擾是因果關系，噪聲是干擾之因，干擾是噪聲之果。36）根據產生干擾的物理原因，干擾可以分為內部干擾和外部干擾兩種類型。×37）從干擾表現

6、形式分類，主要有差模干擾和共模干擾兩種。×38）消除或抑制噪聲源，是最積極主動的措施，它能從根本上消除或減小干擾。39）電磁屏蔽是用來防止低頻電磁場對智能儀器的影響，采用導電良好的金屬材料做成屏蔽層，利用高頻電磁場對金屬屏蔽層的作用，在屏蔽金屬內產生電渦流，由渦流產生的磁場抵消或減弱干擾磁場的影響，從而達到屏蔽的目的。×負載干擾主要是指負載電路在接通或斷開瞬間產生的大沖擊電流和高沖擊電壓，形成電磁輻射干擾和傳導干擾，它會影響智能儀器系統的正常工作。41)“轉換速度”這一指標僅適用于A/D轉換器，D/A轉換器可以忽略不計轉換時間×42) “數字量”與“開關量”的含義

7、沒有什么區(qū)別。×43) ADC0809可以利用“轉換結束”信號EOC向CPU發(fā)出中斷請求。LCD顯示器的優(yōu)點是耗電小。 45) 矩陣式非編碼鍵盤比編碼鍵盤的查詢軟件簡單。×46）RS-232標準采用的是同步通信方式。× 47）各種常用的濾波算法不能組合使用。×48）RS485采用差動傳輸，其最大傳輸距離可達1200米。 49）USB根集線器只能具有控制傳輸方式。×50）帶有采樣/保持器的數據采集系統，其采樣頻率可以不受限制。×二、 選擇題：(1) 多通道數據采集系統的框圖如圖1所示。其中（1）-（6）各部分的組成為 ：_B_A、 放大

8、器、A/D轉換器、采樣/保持器、D/A轉換器、計算機、顯示器B、傳感器、多路開關、放大器、采樣/保持器、A/D轉換器、計算機C、傳感器、多路開關、放大器、D/A轉換器、A/D轉換器、計算機D、放大器、多路開關、采樣/保持器、A/D轉換器、D/A轉換器、計算機2) 假設數據采集系統輸入的信號為U=Umsint。如果在轉換時間tconv內，正弦信號電壓的最大變化不超過1/2LSB所代表的電壓，則在Um=FSR條件下，數據采集系統可采集的最高信號頻率為：C_A、 B、C、D、3) 一般來說，數據采集系統的組成包括：A_A、傳感器、調理電路、數據采集電路B、傳感器、調理電路、數據存儲單元C、感器、數據

9、存儲單元、數據采集電路D、調理電路、數據存儲單元、數據采集電路4) USB總線是一種：_D_a、串行總線B、支持即插即用設備的總線C、可給外設提供電源的總線D、上述三者5) RS-232總線、RS485總線、USB總線、IEEE1394總線中傳輸距離最長的是：_B_A、 RS-232 B、RS-485 C、USB D、IEEE13946) 若需要采樣/保持器既能快速的跟蹤，又能長時間的保持，可采用兩級級連的方式，這兩級的保持電容應該選擇為：_A_ A、小電容和大電容B、小電容和小電容C、大電容和小電容D、大電容和大電容7) 如果一個數據采集系統，要求有1%級精度性能指標，在設計該數據采集系統時

10、，應按照_B_級精度選擇系統的各個器件。 A、1% B、0.1% C、10% D、0.01%8) 一個3位半的A/D轉換器的分辨率相當于_C_位的二進制A/D轉換器。A、13 B、12 C、11 D、109) 若某測溫系統的溫度測量范圍是50100，采用8位A/D轉換器轉換成數字量。設當溫度為100時，A/D轉換器的輸出為FFH；而當溫度為50時，A/D轉換器的輸出為33H；那么，當A/D轉換器的輸出為99H時，對應的溫度值是:_B_ A、90 B、75 C、80 D、8510) RS-232總線、RS485總線、USB總線、IEEE1394總線中傳輸速度最快的是：_D_A、RS-232 B、

11、RS-485 C、USB D、IEEE139411) 在開發(fā)USB系統的時候，首要的任務是利用_B_實現設備的枚舉過程，提供各種設備信息。A、 中斷傳輸B、控制傳輸C、同步傳輸D、批量傳輸12) 在常用的4種觸摸屏中，反應速度最慢的是：B_A、 電阻式觸摸屏B、紅外式觸摸屏C、電容式觸摸屏D、表面聲波式觸摸屏13) 在下面幾種串行數據傳輸總線中，沒采用差動傳輸的是 ：_C_A、 USB B、RS-422 C、RS-232 D、RS-48514) USB總線提供了_D_ 速度模式。A、1.5Mbp B、12 Mbps C、480 Mbps D、上面所有的15)若非編碼矩陣鍵盤的列線外接下拉電阻，

12、該矩陣的掃描碼應是：_A_A、 行線輸出高電平B、列線輸出高電平C、行線輸出低電平D、列線輸出低電平16) 既插既用技術包含熱插拔和自動識別配置。USB全速設備主要是通過A_來實現這一技術。A、 設備端的D+接1.5K上拉電阻B、設備端的D-接1.5K上拉電阻C、設備端的D+接1.5K下拉電阻D、設備端的D-接1.5K下拉電阻17) 在USB數據通信結構中，域、包、事務和傳輸的關系是_D_（前面的包含后面）。A、 域、包、事務、傳輸B、包、域、事務、傳輸C、事務、域、傳輸、包D、傳輸、事務、包、域18) 當采用線反轉法進行按鍵識別時，這時的鍵盤接口應：C_A、 行線接上拉電阻B、列線接上拉電阻

13、C、行列都接上拉電阻D、行列都不接上拉電阻19) 點陣字符式LCD顯示模塊的D0D7管腳:_A_A、 可以直接與CPU的數據總線相連B、必須經過鎖存器與CPU的數據總線相連B、 必須經過三態(tài)門與CPU的數據總線相連D、必須經過帶鎖存的三態(tài)門與CPU的數據總線相連20)在USB系統軟件中，與USB控制器硬件打交道的是：C_A、 USB設備驅動程序B、USB核心驅動程序C、USB主控制器驅動程序D、USB用戶軟件21)采集數據中含有脈沖性干擾，信號為直流，請選擇濾波算法：_D_A、算數平均法B、加權平均法C、限幅濾波法D、去極值平均法22)測量數據序列中含有粗大誤差，如果選用拉依達準則濾波算法，數

14、據序列長度最少個數為:_B_A、 30 B、10 C、7 D、任意23) 設采集數據由信號加噪聲構成，根據什么確定濾波算法 ：_B_A、噪聲統計規(guī)律B、信號特征和噪聲統計規(guī)律C、信號特征D、只能用多種濾波算法試驗，由處理效果確定24)中值濾波算法最適合提取隨機干擾中的哪類信號：_C_A、直流信號B、正弦信號C、單調上升或單調下降信號D、脈沖信號25) 指出下列誤差哪個不是系統誤差：B_A、儀器中放大器增益變化引起的誤差B、儀器電源紋波過大引起的誤差C、傳感器非線性關系按線性關系處理引起的誤差D、工作環(huán)境溫度變化引起的誤差26) 下面列出的系統非線性誤差校正方法中，哪種不需要已知數據：_C_A、

15、代數插值法B、最小二乘擬合法C、校正函數法（或反函數法）D、查表法27) 采用分段線性插值法，設段數為4，最少需要幾對（Xi，Yi）已知實驗數據？A、5B、4C、10D、828) 檢測直流電壓信號由于50Hz工頻干擾使測量數據呈現周期性波動。設采樣周期Ts=1ms，采用算數平均濾波算法，消除工頻干擾。選擇平均點數N：( B ) A、10B、20C、30D、5029) 某智能溫度測量儀采用8位ADC，測量范圍為10100，儀器采樣數據經濾波和非線性校正后的數字量為0028H。A0=10，Am=100，Nm=FFH=255，Nx=28H=40。則對應的實測溫度是：:_D_A、28 B、37 C、2

16、2 D、2430) 儀器采集數據中存在隨機誤差和系統誤差，基本數據處理順序是：_B_A、系統誤差消除數字濾波標度變換B、數字濾波系統誤差消除標度變換C、標度變換系統誤差消除數字濾波D、數字濾波標度變換系統誤差消除31) 智能儀器出現故障率平均最小的時期是 ：_B_A、 早期故障期B、偶然故障期C、耗損故障期D、不確定32) 下列概念不屬于智能儀器可靠性的是：_D_A、 可靠率和失效率B、平均修復時間和可用性C、平均故障間隔時間D、智能性33) 要提高智能儀器的可靠率，必須采取各種措施，下列給出的措施中 _A_是十分重要的。A、 提高和改善元器件的可靠性B、設計合理方案C、提高整機工藝D、注意保

17、養(yǎng)34) 影響智能儀智能器硬件可靠性的因素是：_A_A、 元器件的可靠性 、工藝、電路結構、環(huán)境因素以及人為因素B、 元器件的可靠性 、電源、電路結構、環(huán)境因素以及人為因素C、 元器件的可靠性 、電源、電路結構、環(huán)境因素以及CPU種類D、 元器件的可靠性 、工藝、電路結構、環(huán)境因素以及CPU種類35) 程序驗證技術是提高智能儀器軟件可靠性的一種方法，該技術不包括：C_A、 程序正確性證明B、程序的自動證明C、程序的優(yōu)化技術D、程序測試技術36) 智能儀器中噪聲形成干擾作用的三要素是:_B_A、 噪聲源、發(fā)射電路、接收電路 B、噪聲源、耦合通道、接收電路B、 聲源、耦合通道、發(fā)射電路 D、發(fā)射電

18、路、耦合通道、接收電路37) 從干擾出現的區(qū)域分為內部干擾和外部干擾兩類，下列干擾_C_是內部干擾。a) 電網電壓波動B、電磁輻射C、交叉電路D、高壓電源漏電38) 由于兩根導線在較長一段區(qū)間平行架設，從而相互耦合形成干擾，這種耦合屬于:_A_。A、 互感耦合B、漏電耦合C、傳導耦合D、輻射電磁場耦合39) 抑制電磁干擾有多種措施，只有在對電路要求高且采用多層屏蔽的條件下，才采用:_D_A、隔離技術B、濾波技術C、對稱電路D、浮置技術40) 在智能儀智中A/D轉換的抗干擾技術包括：_D_A、 對差模干擾的抑制 B、對共模干擾的抑制C、采用軟件方法提高A/D抗干擾能力D、以上三種都包括41) 智

19、能儀器基本組成結構可以有下面的幾部分，它們分別為 ：_b_A、 CPU，ROM，I/O，RAM，模入通道，模出通道B、CPU，ROM，RAM，I/O，模入通道，儀器面板C、CPU，D/A，A/D，I/O，外部通信，儀器面板 D、CPU，I/O，鍵盤，顯示，外部通信，模出通道42) 采樣保持器的作用是：_c A、提高系統的采樣速率B、保持系統的數據穩(wěn)定C、保證在模數轉換期間ADC前的模擬信號保持不變D、使ADC前信號能跟上模擬信號的變化A、 提高系統的采樣速率B、保持系統的數據穩(wěn)定C、保證在模數轉換期間ADC前的模擬信號保持不變D、使ADC前信號能跟上模擬信號的變化窗體頂部43) 采樣保持器的保

20、持電容的大小 ：_b_A、影響捕捉時間B、影響孔徑時間C、影響孔徑抖動D、影響?zhàn)佀?44) 若非編碼矩陣鍵盤的行線外接上拉電阻，該矩陣的掃描碼應是：_d_ A、行線輸出高電平B、列線輸出高電平C、行線輸出低電平D、列線輸出低電平 45) 可編程鍵盤/顯示接口芯片8279能：_b_ A、外接4*4鍵盤，8位LED顯示器B、外接8*8鍵盤，16位LED顯示器C、外接4*4鍵盤，16位LED顯示器 D、外接8*8鍵盤，8位LED顯示器 46) 為抑制小幅度高頻噪聲，比較好的數字濾波法是：_B_ A、算術平均濾波B、中值濾波 C、限幅濾波 D、奇異數據濾波 47)克服大脈沖干擾常用的數字濾波法是：CA

21、、算術平均濾波B、中值濾波C、滑動平均濾波D、加權平均濾波 48) 利用CD4051設計一個有128條通道的模擬輸入電路。為盡量降低多路開關的誤差，采用級連的連接方式至少需要_B_片CD4051。A、16 B、8 C、18 D、9 49) 噪聲對智能儀器產生干擾必需同時具備三個要素，其中_D_不是噪聲形成干擾作用的三要素之一。A、噪聲源 B、接收電路C、耦合通道 D、發(fā)射電路三、簡答題：1、智能儀器有哪幾種結構形式？對其作簡要描述。2、鍵盤有哪幾種組成方式？各有何特點？按鍵去抖有哪幾種方法？單次鍵和多次鍵的處理方法？3、簡要說明實現64個按鍵的電路如何實現。 4、簡述數據采集系統的基本結構形式

22、，并比較其特點。5、一個數據采集系統的采樣對象是溫室大棚的溫度和濕度，要求測量精度分別是 ± 1 和 ± 3%RH ，每 10min 采集一次數據，應選擇何種類型的 A/D 轉換器和通道方案？6、如果一個數據采集系統，要求有 1% 級精度性能指標，在設計該數據采集系統時，怎樣選擇系統的各個器件？7、影響D/A轉換的精度是什么？如何解決？ 8、什么是尖峰？如何克服？9、為什么D/A有二級鎖存，說明意義？ 10、試說明A/D轉換的三步過程，以及等待轉換結束的三種方法。11、簡要說明后向通道如何抗干擾。12、簡要說明后向通道的功率驅動的問題？13、能否說，一個帶有采樣 / 保持器

23、的數據采集系統，其采樣頻率可以不受限制？為什么？14、在相互通道中，說明城市控制系統的組網方法？（說明要至少有七種方法）。15、與RS-232標準相比，RS-422/485標準有何優(yōu)點？簡述RS-422/485標準為何有這樣的優(yōu)點。16、淺談對RS485組網的方式的考濾？17、試述構建網絡儀器的設計思路。18、簡要論述一下通信協議的制定，并寫一個接收程序或發(fā)送程序。19、單片機（如89C51）的內部RAM如何劃分。20、在程序設計中，抗干擾是如何考慮的？四、程序設計題1、利用74LS164設計一8個鍵，并寫出監(jiān)控程序？2、畫出ADC0809與89C51的連接圖，并寫轉換程序？3、畫出DAC0832與89C51的連接圖，并寫鋸齒波的程序？4、畫出計算機與智能儀器的相互通道的連接圖，并寫出發(fā)送程序？4、畫出計算機與智能儀器的相互通道的連接圖，并寫出接收程序？A/D轉換器的選擇1.確定A/D轉換器的位數從數據采集系統的靜態(tài)精度和動態(tài)平滑性兩方面進行考慮。A/D轉換器的精度應與測量裝置的精度相匹配。1）.從精度上看：一方面要求量化誤差在誤差所占的比重要小，使它不顯著地擴大測量誤差；另一方面必須根據日前測量裝置的精度水平，對A/D轉換器的位數提出恰當的要求。2）.從動態(tài)平滑性考慮：通過模擬的方法確定A/D轉換的位數。對動態(tài)平滑性要求較高的系統，還需要用硬件和