智能测控系统设计答案

1、1. 智能测控系统中，常用的微型计算机哪几种？你会根据那些因素去选择一款微型计算机？答：常用的有单片机，工控机，嵌入式处理器，DSP,PLC等等。选择因素：1功能性能分析（应用场合）；2功耗及电源要求；3环境要求；4工作可靠性；5价格要求；6封装体积、开发软硬件平台与工具、产品的内部标准与习惯等。2. 选择传感器时需考虑哪些环境因素？答：要考虑：1.传感器的性能指标 ；2.传感器的使用环境。自然环境：温度、湿度、淋雨、气压、振动、冲击等，分为商用品、工业品、军用品。 工作环境：易燃、易爆、粉尘、油污、工作介质等。 工作条件：电源、功耗、抗干扰等3. 使用方便性 ；接口功能：电源、输出信号形式、

2、电缆芯数、接插件等。 外型：体积、重量、形状、运输等。 安装：安装方式、安装要求、安装尺寸、安装工具等。 操作：连接方便性、调节方便性、标定方便性等。 4. 维护方便性 ；可靠性：平均无故障时间、抗过载能力等。 寿命：工作年限、疲劳性能、定期标定。 可更换性：是否可更换、是否方便更换。 可维修性：维修方便性、维修时间、易损件的更换等。5. 成本及其它。：单价、批量价。 二次仪表价格传感器价格：接口电路复杂性、配套仪表价格。 系统价格：构成多点测试系统时的成本。 信誉度：生产厂家的品牌、信誉度、保用期、长期供货能力等。 供货期：最短供货期、维修期等。 3. 电阻应变片是一种常用的力学量敏感元件，

3、举例说明其信号调理电路。电桥电路、放大电路（一般用仪表放大器）、滤波电路、模数采样电路等AD693还可以配电阻应变片构成应变仪，用于测量应力，测量电路如图所示。测量电桥中包含4个350的箔式应变片，其灵敏度为2mV/V。RP1和RP2分别为零点调节电位器和满度调节电位器。若用RRP1来表示RP1的总电阻值。将应变片牢固地粘贴在被测试件表面上，当试件受到外力(拉力或压力)时就会产生形变，使得 应变片的电阻值改变。在一定范围内电阻值的变化率与电阻丝长度的变化率(即应变值)成正比。通常是由应变片构成测量桥路，当试件受力发生形变时，测量电桥 的平衡被破坏而产生输出电压u，再经过AD693进行电压电流转

4、换，最终获得与应变值成正比的420mA电流信号。这就是应变仪测量电路的工作原 理。4涡流传感器什么原理，检测什么物理量？答：当金属导体置于线圈产生的交变磁场中时，由于导体中产生的涡流所引起的新磁场将削弱原线圈磁场，从而导致线圈的等效电感、阻抗、品质因数发生变化。这种效应随金属导体与线圈的距离大小而变可以制成接近开关。可以测量位移或者距离5多普勒效应可用于速度、流速等变量的检测，简述其原理。答：多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高 ，在运动的波源后面，产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低 ，波源的速度越高，

5、所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度，这种现象称为多普勒效应。6半导体集成电路温度传感器的测温范围和测温精度一般为多少？输出形式有哪几种？答：军用级、商用级、工业级。测温范围各有不同，一般在-55到150之间，测量精度一般在0.55之间；输出形式有电压输出、电流输出和数字输出。以下是几种不同输出形式的温度传感器：AD公司的TMP35（10125）/36（-40125）/37（5100），精度为正负2，模拟电压输出；TMP03/04，测温范围-25到100，精度正负1.5，串行数字输出；AD7414/7415，测温范围-40到85，精度正负2，分辨率10

6、位，I2C接口数字输出；TMP17,测温范围-40到105，精度正负3.5，电流输出。7说明半导体霍尔效应，霍尔元件有哪些用途？答：半导体中的电子和空穴受到垂直于电流方向的磁场作用，发生偏转在导体两侧产生电荷积累。V=Q/C。电荷积累后自然产生电位差即为霍尔电压。此效应就成为霍尔效应。可以用于测量电流或者位移。8运算放大器作为传感器的前置放大器，运放的哪些技术参数对其性能有影响？9可编程增益放大器（PGA）是如何实现增益控制的？ 通过程序调整多路转换开关接通的反馈电阻的数值，从而调整放大器的放大倍数。10模拟隔离放大器原理？其作用是什么？答:某些情况下，输入对电路和输出电路之间以及放大电路和电

7、源电路之间不能有直接的电路连接，信号的耦合以及电源电能的传递需要通过磁路或者光路来实现。放大器内部采用这种措施就叫做隔离放大器。隔离放大器具有通用运放的功能，且输入公共地和输出公共地之间有良好的绝缘性能。隔离放大器由输入放大器，信号耦合器件，输出放大器，以及隔离电源组成。11简述集成开关电容滤波器的原理，通过调节什么参数改变截止频率？【后5】开关电容滤波器基本原理：电路的两节点间接有带高速开关的电容器，其效果相当于该两节点间连接一个电阻。用开关电容网络代替RC网络。这样，既容易在集成电路内实现，又容易通过开关频率调整滤波器截至频率。 CR确定后，电阻由T决定开关电容滤波器的截至频率和采样周期T

8、成反比，在集成电路中电容参数固定，采样周期可以由用户控制，因此可以通过调整开关频率调整滤波器截至频率。12U/I变换有什么作用？采用420mA电流信号来传输传感器输出信号的优点是什么？【前7】答： V/I转换，是将输入的电压信号转换成满足一定关系的电流信号，转换后的电流相当一个输出可调的恒流源，其输出电流应能够保持稳定而不会随负载的变化而变化。电流信号具有不受传输线路的电感，电容，负载性质的影响，不存在相位问题等优点。电流传输的优点：a.电流信号适用于远传，不会因为电阻变化而变化；b.电流信号容易还原成电压信号；c.可进行断电检查20mA上限的优点：这是防爆的要求，20mA电流通断引起的火花容

9、量不足以引燃瓦斯。4mA下限的有点：a.方便断线检查b.可有效防止4mA一下干扰信号的干扰，提高抗干扰能13共阻耦合有哪几种形式？如何抑制？【前11】电源内阻抗耦合、公共地线耦合、输出阻抗耦合抑制电源内阻抗耦合，通过减小电源内阻，加电源退耦滤波电路完成，抑制共地耦合，通过将电路等效化，一点接地的形式完成抑制输出阻抗耦合，通过减小输出阻抗，加输出跟随电路的方式完成14在印刷电路板排版时，哪些地方需要加去耦电容？答：设计PCB版时，每个集成电路的电源、地之间都要加一个去耦电容。时钟电路也要加。15为了滤除电源中来自电网的干扰，可以采用哪些办法？【前12】答：消除办法：滤波法、隔离法、吸收法、回避法

10、 1. 滤波法 采样电源滤波器，体积小，价格便宜，效果一般。 2. 隔离法 抗干扰的原理是原边对高频干扰呈现很高的阻抗，而位于原边、副边绕组之间的金属屏蔽层又阻隔了原、副边所产生的分布电容。效果较好。3. 吸收法 利用瞬变电压抑制器TVP(又称TVS ),当两端经受瞬间高能量冲击时,能以极高的速度把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，吸收一个瞬间大电流,从而把它的两端电压箝制在一个预定的数值上,保护了后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。 4. 回避法 采用非动力供电线路。直接从非动力低压变压器“根部”拉专线供电的办法，避开大负荷动力线。控制电源采用与动力电源不同的相线。采用电源净化器、铁磁

11、谐振交流稳压器、UPS等16说明数据采集系统的基本结构。答：基本结构如下17根据转换原理，常用的AD转换器有哪些种类？18、S-D A/D转换器有何特点？【前13】答： 1.转换精度高：由先进的原理保证。2.转换速度低：过采样S-D调制实现A/D转换，牺牲速度换取精度。3.由于采用过采样S-D调制，所以ADC前端不需要加抗混迭滤波器。19说明分级式AD转换器的原理，高速AD转换器芯片有什么特点？【前14】答：将两个或多个较低分辨率的闪烁式ADC组合起来构成一个高分辨率、高转换率的ADC就是分级式ADC，又称流水线式或多极式ADC。一个由两个4位的闪烁式ADC构成的8位分级式ADC的基本原理如下

12、：转换分成两步：首先第一级4位的闪烁ADC完成高4位的转换，并且将其4位二进制输出加到一个4位DAC。然后从采样保持放大器保持的模拟输入信号减去DAC的输出得到的剩余信号经放大后加到第二级4位闪烁ADC，得到低4位的ADC输出，最后将两级的ADC输出合并成8位二进制的输出。特点：高速ADC的转换速度经常在几十MSPS以上，单片机无法控制，即使是高性能嵌入式控制器、DSP等，也难于完成高速ADC的控制。一般的办法是采用硬件直接控制高速ADC的时序，同时控制数据的传输或保存。选用合适的FPGA或CPLD完成硬件设计。20与早期8位单片机相比，现在的8位单片机在哪些方面有所发展？ CPU功能增强：缩

13、短执行指令的时钟周期， 提高时钟频率； 内部资源增多：增大RAM、ROM、EEPROM，增加定时/计数器、I/O接口、中断源、A/D、D/A、监视定时器、DMA、SPI、I2C、USB、CAN等； 在系统编程：通过片内的UART串口或JTAG接口进行程序的下载、调试和固化。 引脚多功能化：引脚可配置，一脚多用； 低电压低功耗：低电压工作，多种节电工作方式。 面向应用的设计：如汽车、射频、网络、接口等。21计算机的数字输入输出通道中为何经常采样光电隔离技术？22单片机多机通信采用RS422总线，请画出一个连接示意图。23单片机系统为何有时需要总线驱动？答: 有些I/O口没有上拉电阻或者是由于传输

14、距离过远，超出了单片机I/O口有限的驱动能力，所以需要总线驱动 作用： 提高CPU驱动能力，提高负载电阻，提高分布电容驱动电流，地址总线，控制总线单向驱动器，还有隔离作用保证了总线的可靠性。所谓总线 即是公共的连接线，一般要连接很多设备，需要的电流较大。单片机一般引脚能提供的电流都不大， 因此 当做为总线时 必须要加驱动 才能提供更大的电流去驱动负载。24、TMS320F2812中的AD转换器性能如何？有何主要特点？【前22】2×8通道复用输入接口；两个采样保持电路；单/连续通道转换；流水线最快转换周期60ns，单周期最快转换周期200ns；可以使用两个事件管理器顺序触发8对模数转换

15、。ADC模块的主要特点：（1）一个12位模数转换模块，两个采样保持器，可以同时或顺序采样；（2）16通道模拟输入，输入电压范围03V；（3）快速转换时间，当ADC时钟配置为25MHz时，最高采样带宽为12.5MHz；（4）自动排序功能支持16通道独立循环“自动转换”，每次转换的通道可编程选择。排序器可以工作在两个独立的8通道排序器模式，也可以工作在16通道级联模式。（5）多个触发源启动ADC转换：软件立即启动、事件管理器A启动、事件管理器B启动、外部引脚启动；ADC模块功能包括： 1.内建取样/保持(sample-and-hold,S/H)之12位ADC核心 2.模拟输入范围：0.0V3.0V

16、 3.快速转换速率：80nsat25-MHz ADC clock,12.5 MSPS 4.共16通道(channels)的多任务输入取得输入模拟电压之数字电压值： 12-bit的ADC模块有25-MHzADC频率于80ns之快速转换，ADC模块有16个信道，可以设定成两个独立的8 信道模块来服务事件管理(EVA,EVB)。ADC模块的主要特点： 一个12位模数转换模块，两个采样保持器，可以同时或顺序采样； 16通道模拟输入，可配置为2个独立的8通道模块，也可以级联成16通道模块，输入电压范围03V； 快速转换时间，当ADC时钟配置为25MHz时，最高采样带宽为12.5MHz； 自动排序功能支持

17、16通道独立循环“自动转换”，每次转换的通道可编程选择。排序器可以工作在两个独立的8通道排序器模式，也可以工作在16通道级联模式。 多个触发源启动ADC转换：软件立即启动、事件管理器A启动、事件管理器B启动、外部引脚启动； ADC排序器由两个独立的8状态排序器（SEQ1和SEQ2）构成，这两个排序器还可以级联构成一个16状态的排序器（SEQ）。对于这两种排序器模式，模数转换模块ADC都可以对一系列转换进行自动排序，每次ADC模块收到一个开始转换请求，就能自动地完成多个转换。对于每个变换，可通过模拟复用器选择16个输入通道中的任何一个。转换结束后，所选通道转换的数字量保存到相应的结果寄存器（AD

18、CRESULTn）中。用户也可以对同一通道进行多次采样，从而实现过采样算法，有利于提高采样精度。25常用的工控机I/O接口模板有哪些种类？【前24】答：1. 模拟量输入接口板 2. 模拟量输出接口板 3. 数字量输入接口板 4. 数字量输出接口板） 5. 固态电子盘模6. 智能接口模板 7. 信号调理模板 8. 工控系统的模板部件 ？26工控机的常用标准通信总线有哪几种？各自有何特点？三种基本通信方法：标准通信总线（外总线）、现场总线、局域网。工控系统通过三种通信方法将主机与各种设备连接，形成信息传输系统，实现信息共享。（1） 标准通信总线又称为外总线，用于工控机和终端设备和其它仪器间的通信，

19、有时也用于系统之间的通信。有并行总线和串行总线两种。常用串行总线有RS232、RS423、RS422、RS485，常用并行总线有IEC625（又称IEEE488，GP-IB或HP-IB）（2） 现场总线的特点：全数字化通信；开放型的互联网络；互操作性和互用性；现场设备的智能化；系统结构的高度分散性；现场设备连接的方便性。 （3）工业以太网是基于IEEE 802.3的强大的区域和单元网络，技术上与以太网兼容。1、以太网是当今最流行应用最广泛的通信网络，具有价格低、多种传输介质可选、高速度、易于组网应用等优点，而且其运行经验最为丰富，拥有大量安装维护人员。2、易与Internet连接。3、工业以太

20、网可以克服现场总线不能与计算机网络技术同步发展的弊端，避免现场总线技术游离于计算机网络技术之外，使两者能很好地融合而形成相互促进的局面。4、工业以太网是统一现场总线、特别是高速现场总线标准的希望。27什么是组态软件？它有哪些功能？【前26】组态软件指包括数据采集、过程控制等功能的专用软件。它是用户可定制功能的应用软件平台工具，用户可以在不需要编代码程序的情况下，便可生成适合自己需要的应用系统。可用于工业PC开发的配置工具，可用模块建立梯形逻辑图、I/O表格、系统测试、操作员显示等。功能：1、强大的图形界面系统 提供给用户丰富的作图工具，可随心所欲地绘制出各种工业界面，并可任意编辑，将开发人员从

21、繁重的界面设计中解放出来。2、良好的开放性 能与多种通信协议互连，支持多种硬件设备。向下能与底层的数据采集设备通信，向上能与管理层通信。3、丰富的功能模块提供丰富的测控功能库，满足测控要求和现场要求，完成实时监控、产生功能报表、显示历史数据、实时曲线、报警等功能。4、强大的数据库配有实时数据库，可存储各种数据，如模拟量、数字量、字符型数据等，实现与外围设备的数据交换。5、可编程的命令语言有可编程的命令语言，用户可根据自己的需要编写程序，增强图形界面能力。6、系统安全防范对不同的操作者赋予不同的操作权限，保证系统的安全可靠运行。7、仿真功能提供强大的仿真功能使系统并行设计，缩短开发周期。28、A

22、RM微处理器有哪些产品系列？各系列又包括哪些种类？5个系列产品：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、SecurCore、Cortex-A8。（1）ARM7系列微处理器包括4种类型的内核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ-S。 （2）ARM9系列微处理器包括3种类型的内核：ARM920T、ARM922T、ARM940T。 （3）ARM9E系列微处理器包括3种类型的内核：ARM926EJ-S、ARM946E-S、ARM966E-S。 （4）ARM10E系列微处理器包括3种类型的内核：ARM1020E、ARM1022E、ARM1026EJ-S。（5）Sec

23、urCore系列微处理器包括4种类型的内核： SecurCore SC100、 SecurCore SC110、 SecurCore SC200和SecurCore SC210。29说出几种常用的嵌入式实时操作系统？嵌入式操作系统分为两种：商用型和免费型。商用型功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，但价格昂贵；免费型具有价格优势，受到重视。商用型(1)VxWorks：美国WindRiver公司，1983。可靠性、实时性和可裁剪性是其特点。支持：x86、i960、Sun、Sparc、MC68xxx、MIPS RX000、Power PC等。 (2) Windows Embedded：有三种

24、产品Windows CE 3.0：一种针对小容量、移动式、智能化、32位、连接设备的模块化实时嵌入式操作系统。其优点是基于Windows背景，界面比较漂亮，容易被用户接受。基本内核至少需要200k的ROM。Windows NT Embedded 4.0：采样PC体系结构，集成Windows NT 4.0的全部服务与功能，用于快速建立功能强大且丰富的嵌入式系统。带有Server Appliance Kit的Windows 2000：建立能够利用Windows 2000强大功能的专用服务器设备。(3) pSOS：模块化高性能的实时操作系统，专门为嵌入式微处理器设计，根据功能和内存需求定制每个应用所

25、需的系统。(4) Palm OS：在PDA市场占有很大份额，具有开放的操作系统应用程序接口，可以根据需要自行开发所需要的应用程序，让用户灵活方便地定制操作系统以适合自己的习惯。 (5) VRTX：1993年Microtec公司（现在为Mentor）推出，是最早的嵌入式实时操作系统之一，曾经是商用性嵌入式系统的首选。(6) QNX：加拿大产品，在x86体系上开发出来，是一个实时、可扩充的操作系统，内核非常小巧，大约为12KB，运行速度极快。 免费型(1) 嵌入式Linux：开放源码，不存在黑箱技术；内核小、功能强、运行稳定、系统健壮、效率高；易于裁剪；不仅支持x86CPU，还可以支持其它数十种C

26、PU；有大量的、不断增加的开发工具；沿用Unix的发展方式，遵循国际标准，方便地获得第三方软硬件厂商的支持；全面支持十兆、百兆、千兆以太网、无限网络、令牌网、光纤网、卫星等多种联网方式；在图像处理、文件管理及多任务支持方面也表现出色。(2) (2)mC/OS2：源码公开的实时嵌入式操作系统，主要特点：源码及其解释全部公开，便于把操作系统移植到不同的硬件平台上；可移植性强，大部分源码用ANSI C写，与处理器硬件相关的部分用汇编语言写；可固化；可裁剪性，靠条件编译实现；占先式，总是运行优先级最高的任务；多任务，可以管理64个任务；可确定性，全部函数调用与服务的执行时间是可知的；稳定与可靠性。 (

27、3)30什么是现场总线？有何特点？列举一些常用的现场总线标准。（1）现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。（2）特点：可将全厂范围内的最基础的现场控制设备变成网络节点连接起来，与控制系统实现全数字化通信；开放型的互联网络；互操作性和互用性；现场设备的智能化；系统结构的高度分散性；现场设备连接的方便性。（3）标准：ControlNet：控制网国际有限公司提出。该公司是1997年7月由Rockwell等22家企业发起成立，是个非赢利独立组织，主要负责向全世界推广ControlNet技术，目前已有50多个公司参加，如ABB Roboties 、Honeywe

28、ll Inc.、日本横河、东芝、Omron等大公司。PROFIBUS：已经成为德国国家标准DIN19245和欧洲标准pr EN50170，并在世界拥有了最多的用户数量。 P-NET：由Proces-Data AS公司研究并开发，P-NET的设想出现于1983年的丹麦，比其它总线更早。 FF-HSE：由Fieldbus Foundation(FF)组织负责开发，并于1998年决定全面采用已广泛应用于IT产业的高速以太网（highspeed ethernet HSE）标准。Swift-Net：由美国SHIP STAR协会主持制定，得到美国波音公司的支持，主要用于航空和航天等领域。 WorldFIP

29、：由成立于1987年的World FIP协会制定并大力推广。其产品在法国占有60%的市场，在欧洲市场占有约25%的份额。广泛用于发电与输配电、加工自动化、铁路运输、地铁和过程自动化等领域。Interbus：由德国Phoenix Contact公司开发，Interbus Club俱乐部支持。CAN：是BOSCH公司为现代汽车应用领先推出的一种多主机局部网，由于其高性能、高可靠性、实时性等优点现已广泛应用于工业自动化、多种控制设备、交通工具、医疗仪器以及建筑、环境控制等众多部门。 LonWorks：由美国Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡导。HART：Highw

30、ay Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。Devicenet：是90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的开放型、低成本、高性能的通信网络，最初由美国Rockwell公司开发应用。31简述CAN的分层结构及主要特性。按ISO标准，Can结构可以划分为两层，数据链路层和物理层。LLC 逻辑链路控制MAC 媒体访问控制PLS 物理信令PMA 物理媒体附属装置MDI 媒体相关接口32.CAN通信协议中有哪几种帧类型？各自的作用是什么？答：CAN系

31、统中有四种类型的帧格式：数据帧：用于传送数据；远程帧：用于申请数据；错误帧：任何节点检测到总线错误就发出错误帧；超载帧：在前后数据帧之间提供附加延时。二、问题1. 欲测量温度从-40120,要求分辨率为0.1，采用12位A/D转换器，问是否需要放大倍数换档？2. 某称重系统采用电阻应变式传感器进行重量监测，试设计该系统的信号调理电路，将传感器信号（直流电桥）进行放大，并转化为频率信号，经光电隔离后输出至单片机。3. 如图，某生产工艺中需对n个加热炉进行温度控制，每个加热炉用2套装置分别对上下层进行温度控制。试对该方案进行总体论述，并对每个部分的功能进行叙述。然后将这个集中分散控制系统改为集中控

32、制系统，提出方案。4.PLC是什么控制器？图示为一体化PLC，说明各部分作用。可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），一种具有微处理机的数字电子设备，专门为工业环境应用设计。PLC 采用可编程的存储器，用来在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等功能的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。各部分作用见笔记本5二值实时标定系统如图所示，定量说明标定方法。6.见题目7. 下图所示为一种分布式测温系统，其中，单片机C8051F320为主机，单片机C8051F330为从机，DS18B2

33、0为温度传感器。请说明该系统各部分功能，并画出主机和从机的通信流程图。答：单片机C8051F330为从机；LED显示温度结果；DS18B20为温度传感器，获取温度信号；声光报警器，当达到一定温度，开始报警；电源是主机，为从机供电；RS485连接主机和从机；单片机C8051F320为主机；USB实现与PC机的通信；PC机控制和监督各系统；UART与其他串口的通信。各部分功能说明：系统的硬件实现如题目所给：整个分布式测温系统采用主机端一点供电的方案, 在总线上提供直流电源, 从机和主机通过电压调整器转换为DC3.3V, 因此可简化整个系统的电源设计以降低成本。从机采用C8051F330 单片机,

34、通过通用I/O 端口直接控制3 位LED 显示器用以显示本地的温度值及声( 蜂鸣器) 光( 双色LED) 报警器; DS18B20 直接与通用I/O 端口连接; 为了节省单片机的I/O 端口, RS485的数据收发未采用单片机的UART, 而是通过一个通用I/O 端口及软件实现的。主机采用具有USB 接口的C8051F320 单片机,PC 可通过USB/RS232 收集整个系统的数据; 通过通用I/O 端口直接控制6 位LED 显示器用以显示各测温点的温度值及声光报警器; DS18B20 直接与通用I/O 端口连接; 由于单片机的UART 已用于实现RS232, 因此通过一个通用I/O 端口及

35、软件实现RS485 的数据收发。主机通讯流程图从机通讯流程图8. 如图所示为某测控系统的键盘显示器接口、通讯接口和输出通道，对图中各部分进行功能描述并作相关分析。（1）8155内部没有锁存器，所以AD0AD7数据地址线可直接与单片机P0.0P0.7口相连，片选信号CE由P2.7控制，IO/M为P2.0控制。8155的读写控制信号RD和WR，地址锁存信号ACE和CPU直接相连，控制8155的读写。多功能可编程RAM/IO扩展器，使用外部IO引脚控制LED为共阴极，用于显示按键值。若CPU发现有按键按下，即轮流的时候PA口每条行线变低，以读出PC口的列值，若列值为0FH，则表明按键不在本行，若不为

36、0FH，对应行值和列值就是被控按键的列行。键盘有4行4列，当有某键盘被按下，相应的行线与列线才会接通，单片机将“1”送到8155的PA口，使所有行线上得到TTL低电平，然后读取PC0PC3的列值，可以判断是否有按键按下，若无按键按下，则所读值为0FH，若有按键按下，则列值必被按键的行列线接通而不等于0FH。（2） SN75LBC184在接收时，A/B为输入，R为输出，由89C52经RXD端接收数据；在发送时，由T接收89c52的txd端的数据，A/B为输出。通常采用RS485传输标准，即将多个发送器和接收器共用一条信号传输线，RS485采用差动电平传输信号，传输距离较长。光耦由发光二极管和光敏

37、三极管组成，用来隔离输入开关与输入模拟量，以消除回路对单片机的共地干扰，提高工作的可靠性。由P1.0脚控制RS485芯片的DE（发送端）和RE（接收端）。（3）输出电路由D/A转换器、U/I转换器、输出锁存器、驱动电路和隔离电路组成。DAC0832是8位采样频率D/A转换器件，输入数据经缓冲器244驱动及光耦隔离，消除干扰进入0832的D0口，WR1、WR2、XFER接低电平，写信号1输入端和写信号2输入端选通，DAC寄存器选通。0832为输出电流型，只在IO1和IO2输出端接运算放大器，将I信号变换为V信号输出，UREF接-5V，则Vout=05V，Rfb为放大器。S2选通CS，S3选通74

38、LS273,273的输出端通过5G1413接发光二极管。5G1413为16条引线的双列直插式封装的达林顿管，是七路达林顿管驱动器阵列，每一路为集电极开路的反相器（相当于OC门）。9如图所示是一般的工控机系统，说明每个部分的作用。工控机系统包括：工控机主机输入接口模板输出接口模板：接口模板自带微处理器，完成有关采集、处理等任务，与PC主机并行工作。通信接口模板：信号调理单元：完成信号的隔离、放大、滤波等任务远程采集模块：工控软件包：10下图所示为带CAN通信接口的数据采集系统，对图中各部分进行功能描述并作相关分析。上课思考题1、与工控机相比，嵌入式控制器具有哪些优点（1）32/64位处理器，处理

39、能力接近PC机，但是体积更小，便于嵌入到设备中（2） 基于PC的控制系统通常是windows系统，由于为非实时系统，一般需要底层硬件平台保证实时性。而嵌入式控制器内嵌RTOS，保证了强实时性。（3） 嵌入式控制器支持大屏幕液晶显示，提供强大的图形用户界面，与PC机相比毫不逊色。（4） 嵌入式控制器是为了控制系统专门设计的，其功能更专，成本更低，功耗更小，而且开发的用户接口保证了系统能够快速升级和更新。工业控制计算机，英文简称IPC，全称Industrial Personal Computer。它是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。也就是说，工控机就是专门

40、为工业控制现场而设计的计算机。特点：可靠性高；实时性好；环境适应性强；过程输入输出配套好；系统扩展性好；系统开放性；控制软件包功能强；系统通信功能强；后备措施齐全；具有冗余性。 2、当前在智能手机上的操作系统有哪些，各自有何特点答案：目前应用在智能手机上的操作系统主要有Palm WebOS、Symbian、Windows mobile、Linux和Android、iPhoneOS和BlackBerry OS七种。最新操作系统有Maemo、MeeGo、bada以及tapas等。1.Symbian作为一款已经相当成熟的操作系统，具有以下的特点： 第一，提供无线通信服务，将计算技术与电话技术相结合。

41、第二，操作系统固化。第三，相对固定的硬件组成。第四，较低的研发成本。第五，强大的开放性。第六，低功耗，高处理性能。第七，系统运行的安全、稳定性。 第八，多线程运行模式。第九，多种UI（User Interface 用户界面），灵活，简单易操作。2.iPhoneOS主要是给iPhone、iPod touch以及iPad使用。是以Darwin为基础的。iOS的系统架构分为四个层次：核心操作系统层，核心服务层，媒体层，可轻触层。系统操作占用大概240MB的存储器空间。3.Windows Mobile包括Pocket PC、Smartphone以及Media Centers三大平台体系，其中Smartphone专为手机。耗电量极大，并且由于Windows CE本