智能仪器》复习要点.ppt
智能仪器复习要点,第1章 绪论,什么是智能仪器？它有哪些特点？在智能仪器中，微处理器（单片机）的作用可归结为两大类 对测试过程的控制 测试的自动化 对测试数据的处理 仪器的多功能化智能仪器的组成框图（典型的微机应用系统）,实际上可将其分解成三个部分:数据的采集:将输入的模拟信号进行调 理，并经A/D变成数字信号；数据的分析处理：由CPU按要求对采集的数据进行分析、处理。输入、输出：接受命令，将测量结果存储、显示或输出。,第1章 绪论,第1章 绪论,智能积分式数字电压表的工作原理及特点。虚拟仪器系统的基本构架是：高性价比的通用计算机，模块化的通用硬件设备，功能强大的专业测试软件系统。智能仪器的监控程序及其结构。智能仪器设计的主要任务、研制的步骤及注意事项。,第3章 预处理电路及数据采集,微机控制的数据采集和处理系统框图。模拟信号预处理电路：传感器及其应用；模拟信号放大电路。D/A接口及产生各种信号波形的程序（带/不带锁存器、运放；8位或多于8位的）。典型的例子：0832与80C51单片机的接口。,A/D接口：一般接口方法：主要信号线：模拟信号输入Vin，数字输出线DBi（8位或多于8位的），启动信号START、状态输出DONE/BUSY，输出允许端OE（有、无三态输出）,第3章 预处理电路及数据采集,第3章 预处理电路及数据采集,A/D接口：单片机与ADC接口的通信方式：延时方式、查询方式、中断方式。接口实例：ADC0809与单片机的接口 AD574与单片机的接口 5G14433与单片机的接口 ICL7135与单片机的接口,A/D接口：接口实例：用/变换器与80C51构成ADC，高精度双斜式A/D转换器接口原理与编程。数据采集系统构成原理，用AD363与80C51构成的数据采集系统。,第3章 预处理电路及数据采集,第4章 人机接口技术,键盘控制与传统仪器面板上的开关旋钮控制的本质区别：键盘按键给CPU一个信息，而不直接改变内部电路参数。键盘接口的任务。键盘的分类：编码和非编码键盘 独立连接式和矩阵连接式,第4章 人机接口技术,识别按键的方法：行扫描法、线反转法(1)行扫描法：(2)线反转法：需用可程控并行接口 工作分两步 初始化，线反转 键码的获得：判断哪行哪列 位置码(特征码)键读数,用数据线通过接口进行扫描用地址线进行扫描,第4章 人机接口技术,LED显示器接口 七段LED：译码（硬件、软件）硬件接口、显示程序（多位）点阵式LED：点阵式显示原理:代码字符发生器点阵码,第4章 人机接口技术,利用51单片机的串行口实现键盘/显示器接口8279接口芯片基本功能：可自动扫描键盘和七段LED显示器；扫描键盘和显示器信号可以选择内部译码或外部译码方式。各引脚信号、内部寄存器：1：命令/状态 0：数据命令有8条，用最高三位(特征位)来区分。,C/D,第4章 人机接口技术,8279接口芯片 FIFO RAM：8个单元，存放被按键信息 键扫描方式的格式 传感器方式的格式 显示RAM：16个单元，用来存放显示字符的段码，段码输入有左边输入和右边输入两种方式。最多可接16位七段LED显示器。,格式,7289接口芯片：可连接64键的矩阵键盘、驱动8个共阴极数码管。当检测到有效按键时，会产生中断请求信号。含译码电路，可直接接受BCD码或16进制码，有两种译码方式。,第4章 人机接口技术,具有SPI串行总线的键盘显示器接口芯片7289 的结构、引脚信号、控制命令及其用法。,7289接口芯片：控制指令分为三大类：不带数据的纯指令-6条（单字节）带有数据的指令 读键盘数据指令(1)带有数据的指令（双字节）按方式0译码 按方式1译码 不译码：对位控制，对段控制(2)读键盘数据指令 双字节：第一字节输入；第二字节输出当前按键的键值。,第4章 人机接口技术,第4章 人机接口技术,LCD显示器：显示原理 与单片机接口：驱动芯片7211；液晶模块（44780）。,第4章 人机接口技术,CRT显示器：字符显示原理：字符代码字符发生器点阵码并串转换串行点阵信号 字符显示终端：显示存储器用来编辑屏幕，单元地址与屏幕位置一一对应，单元中的内容为显示字符代码。单片机与微型打印机的接口。,第5章 测量算法与系统优化设计,常用的测量算法 量程自动选择、极限判断和越限报警、自检算法（开机自检、周期性自检、键控自检）标度变换（线性变换和非线性变换）随机误差及处理方法（数字滤波）,第5章 测量算法与系统优化设计,系统误差及处理方法：(1)非线性特性的校正 校正函数 连续函数拟合 直线分段 分段函数拟合 查表和插值法 抛物线分段,第5章 测量算法与系统优化设计,系统误差及处理方法：(2)偏移和增益误差的自动校准 基本思想：开机后或每隔一定时间自动测量仪器内部的基准参数（如数字电压表中的基准电压或地电位）、计算误差模型，获得并存贮误差因子。正式测量时，根据测量结果和误差因子，计算校准方程，得到较准确的测量结果。实现方法：,数字电压表输入单元的自动校准校准存贮器方式,第5章 测量算法与系统优化设计,系统误差及处理方法：(3)最佳测量方法的自动选择 例：低频率的测量 小相位的测量,第5章 测量算法与系统优化设计,智能仪器的低功耗设计(1)80C51单片机的低功耗运行 待机运行方式 掉电运行方式(2)存储器的低功耗运行(3)系统低功耗的设计方案,智能仪器的抗干扰措施：电源系统、过程通道、空间干扰印制电路板设计注意事项软件抗干扰设计,第5章 测量算法与系统优化设计,第6章 监控主程序的设计,直接分析法：只要根据当前按键的编码，把控制转到相应的处理子程序的入口。具体可用：选择结构来设计 转移表法来设计 转移表内填入子程序入口地址 转移表内填入转移指令,第6章 监控主程序的设计,状态变量法：核心是建立一张状态表。监控主程序根据当前按键和现态这两个关键字查阅状态表，便可确定按键的确切含义。设计步骤：键盘状态图 状态表(符号形式、键码表、机器码 形式状态表)编程(画流程图、编写汇编语言程序),第6章 监控主程序的设计,状态图和状态表的设计原则与技巧 状态数的确定、标志和转移表的结合使用，“0”态的设立，状态表的安排与查找(FNKYT、NEXST、SUB的处理)。用状态变量法设计监控主程序实例,
