计算机测控技术知识点.

I/O信号的种类：数据信息、状态信息、控制信息三类。

数据信息又分为数字量、模拟量、开关量、脉冲量。

计算机和外部的通信方式：按数据传送方式分为并行通信（传送速度快、信息率高）和串行通信（数据按位进行传送）；串行通信又分为全双工方式、半双工方式、同步方式和异步方式。

三种I/O控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式。

程序控制方式又分为：无条件I/O方式、查询式I/O方式（又称条件传送方式）。

对于查询式I/O方式，满足实时控制要求的使用条件：所有外围设备的服务时间的总和必须小于或等于任一外围设备的最短响应时间（也称危险时间）。

中断优先级问题的解决办法：软件查询方式，雏菊链法，专用硬件方式。

I/O接口的编址方式：I/O接口独立编址方式、I/O接口与存储器统一编址方式。

IO接口芯片和CPU之间必要的连接信号：（1）数据信号D0~D7。

（2）读/写控制信号/RD、/WR（或/IOR、/IOW）（3）片选信号/CS和地址线A1、A0（4）时钟、复位、中断控制、联络信号等控制信号。

I/O接口扩展：地址译码器的扩展、负载能力的扩展。

I/O通道分为：模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道四种。

模拟量输入通道主要由信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A/D转换器和控制电路等部分组成。

输出保持一般有两种方案：一种是数字量保持方案（一个输出通路设置一个D/A转换器的结构形式），另一种是模拟量保持方案（多个输出通路共用一个D/A转换器的结构形式）。

数字量输入输出通道：数字量输入通道的数字信号：编码数字（二进制数或十进制数）、开关量、脉冲列三类。

数字量输出通道的数字信号：编码数字（二进制或二-十进制）、开关信号、脉冲信号三类。

D/A转换器按其工作方式可分成并行和串行两种；并行D/A转换器又可分为电流相加型和电压相加型。

按其输出又可分为电压输出和电流输出两种。

并行D/A转换器的工作原理：把每一位的代码按其权的大小转换成相应的模拟量，再把代表各位的模拟量相加，这样，得到的总的模拟量就与数字量成正比的模拟量。

1、异步串行通信接口通常指以下三类：RS-232(A、B、C)，20mA电流环和RS-422/RS485。

2、RS-232C：电气特性—采用负逻辑：-3v ~ -15v表示逻辑“1”，+3v ~ +15v表示逻辑“0”。

特征：由于RS-232C比较高电平输出，且正负输出，所以其驱动器需提供+10V以上的对称电源。

3、将TTL/CMOS信号直接连接：1米以内，最长不超过5米。

4、Page3（异步串行通信的直接连接、多机直接连接）。

5、MC1489是相应的4路RS-232C信号接收器，仅需5V供电。

6、MAX232A功能框图（P4图1.7）。

其功能是：将TTL的异步通信逻辑转换为RS-232C 逻辑电平。

（为什么要有转换部件?）7、上位机与多个串口设备通信时，每个串口必须使用1个独立的RS232C串口，可使用多串口卡，或多路串口接口芯片。

8、使用多串口卡连接多个串口设备的系统。

（P5图1.9）9、MAX488/490与RS422连线图（P6图1-10）。

为防止高频信号在连线中的反射影响通信质量，在接受端加接负载电阻式必要的。

10、总线方式的RS－422组网。

（P8图1-14）11、USB总线特点，以及其级联扩展。

（P17）12、长距离通信解决的问题以及解决方法（P18）。

13、长距离通信分为哪三种方法，各自的距离是多少？-用电流环实现隔离的长线通信，其距离见P18。

-使用RS-422/485的长线通信，通信距离可达1200米，更长的距离可通过中继器实现。

-使用光纤传输RS-422/485信号，通信距离可达20千米。

14、LED显示驱动方式，各自优缺点？1）静态显示：同时点亮，硬件较多，软件设计简单。

2）动态显示：轮流点亮，节省硬件，软件相对复杂，数码管较多，或为点阵显示屏时，常采用矩阵扫描方式。

15、LED为何要限流？由于LED的电流特性为近似的恒压器件，导通电流I在其导通阈值附近快速增大，所以必须加限流电阻控制电流值。

目录计算机测控技术专业方向介绍 (1)嵌入式系统专业方向介绍 (3)网络与软件技术专业方向介绍 (6)计算机测控技术专业方向介绍一、计算机测控技术的基本概述计算机测控是集检测、控制与仪器仪表制造为一体，以嵌入式系统、信息处理与电子技术为主，软硬件兼顾的技术，主要研究系统的数学模型、传感器与测试系统、信号调理、图像处理技术、微弱信号检测技术、数字控制系统、计算机测控系统、现场总线技术与基于Internet的远程测控系统等。

二、培养目标培养在测量与控制、仪器与系统的设计制造、电气工程、自动化、信息技术、电子与计算机技术应用等领域能够从事工程设计、科学研究、技术开发、经济管理等方面的综合型高级工程技术人才。

学生在校期间能系统地掌握机、电、计算机结合的现代测控技术和试验研究技术，并具有测控技术、嵌入式仪器与系统的设计和开发能力。

从事检测技术、智能仪器设计、过程控制仪表及装置、嵌入式系统原理及应用、计算机测控技术、智能控制理论、现场总线技术的研究与工程设计。

三、主要课程设置数字逻辑、汇编语言、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机软件基础、自动控制理论、计算机测量技术、智能仪器设计、智能传感器系统、自动化仪表与系统、单片机原理及应用、嵌入式系统等专业方向课程。

四、毕业生主要从事的工作领域毕业生主要从事计算机测控仪器、计算机控制与自动化系统、智能传感系统、测控系统的智能化技术、嵌入式系统、电磁量与非电量的测试技术、多传感器信息融合与信息处理技术等设计与研究工作。

五、计算机学院计算机技术系情况介绍2．教授介绍：王振友：教授硕导；赵磊：教授硕导；陈平：教授硕导李业德：教授硕导；张景元：教授硕导4．硬件设施：六、计算机测控技术——同学们明智的选择计算机测控技术应用到现在已经相当广泛了。

不仅仅用在工业上，同时，实现工业自动化的设备也需要测量，扩展到我们的航天航空、船舶、通信系统等等所有行业和领域，都离不开计算机测控技术，这些计算机测控技术的应用特点都是具有高可靠性的、在恶劣环境中的应用。

一、填空题 (96分)1、现场总线的核心为（______）。

现场总线通讯协议模型为（______），分为（______）、（______）、（______）、（______）四层。

学生答案：总线协议##协议模型##物理层##数据链路层##应用层##应用层2、计算机系统的硬件组成有（______）、（______）、（______）、（______）、（______）五部分。

学生答案：控制对象（生产过程）##执行器##测量变送环节##输入/输出通道##数字调节器3、数据采集系统中常用的数字滤波有:（______）、（______）、（______）、（______）、（______）。

学生答案：中值滤波##算术平均值滤波##限幅滤波##限速滤波##一阶滞后滤波4、开关量输出信号驱动电路的构成方式有:（______）、（______）、（______）、（______）。

学生答案：大/中/小功率晶体管##可控硅##达林阵列驱动器##固态继电器5、开关量输入/输出通道由（______）、（______）、（______）三部分组成。

学生答案：接口逻辑##输入缓冲器和输出锁存器##I/O电气接口6、计算机控制系统控制过程的主要步骤有（______）、（______）、（______）三部分组成。

学生答案：实时数据处理##实时控制决策##实时控制及输出7、数据采集系统的三种工作方式为（______）、（______）和（______）。

学生答案：查询法##中断法##DMA法8、现场总线协议应用层又分为（______）、（______）两个子层。

FF总线中现场访问子层的三种虚拟关系为:（______）、（______）、（______）。

学生答案：现场总线访问子层##现场总线报文子层##发布者/接收者##客户/服务器##报告分发9、构成干扰的三个要素:（______）、（______）、（______）。

学生答案：干扰源##传输途径##干扰对象DCS的结构是一个分布式系统，从整体逻辑结构上讲，是一个分支树结构。