智能儀器》復(fù)習(xí)要點(diǎn)(修改)

1、.,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)。 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)。,.,

2、第2章 智能儀器的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口,8155 RAM/IO擴(kuò)展芯片介紹 8155芯片的使用 80C51單片機(jī)與8155的接口及簡(jiǎn)單編程 串行總線：SPI三總線、I2C雙總線 利用SPI總線擴(kuò)展93C46E2PROM 利用I2C總線擴(kuò)展I/O口,.,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

3、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 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：編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán) 獨(dú)立連接式和矩

4、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

5、。 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),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）

6、 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)

7、優(yōu)化設(shè)計(jì),系統(tǒng)誤差及處理方法： (3) 歸一化技術(shù)及頻率響應(yīng)誤差的校準(zhǔn) （4）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)干擾、過(guò)程通道干擾、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) 數(shù)據(jù)采集誤差的軟件對(duì)策數(shù)字濾波 控制狀態(tài)失常的軟件對(duì)策 （1）軟件冗余（2）設(shè)置當(dāng)前輸出狀態(tài)寄存單元 （3）設(shè)自檢程序,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),.,第5章 測(cè)量算法與

8、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),程序運(yùn)行失常的軟件對(duì)策 1）設(shè)置軟件陷阱 若出錯(cuò)處理程序入口標(biāo)號(hào)為ERR，則軟件陷阱指令為： NOP NOP LJMP ERR,.,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),程序運(yùn)行失常的軟件對(duì)策 1）設(shè)置軟件陷阱 軟件陷阱可安排的地方： （1）程序中未使用的中斷向量區(qū) （2）未使用的大片ROM空間 （3）表格的頭、尾 （4）程序區(qū)的斷裂處,.,第5章 測(cè)量算法與系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),程序運(yùn)行失常的軟件對(duì)策 2）看門(mén)狗技術(shù) 看門(mén)狗技術(shù)的實(shí)現(xiàn)： （1）利用單片機(jī)內(nèi)部的看門(mén)狗 （2）利用單片機(jī)內(nèi)部閑置的定時(shí)器 （3）利用單片機(jī)外部系統(tǒng)板上的定時(shí)器 （4）硬件看門(mén)狗,.,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