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第4章智能仪器通信接口

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智能仪器复习资料

智能仪器复习资料

1.什么是智能仪器?其主要特点是什么?智能仪器是计算机技术和测试技术相结合的产物，是含有微计算机或微处理器的测量仪器。

由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用，因而被称为智能仪器。

特点：1操作自动化2具有自测功能3具有数据分析和处理能力4具有友好的人机对话功能5具有可程控操作能力。

简述内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能由硬件和软件组成。

硬件包括微处理器，存储器，输入/出通道，人机接口电路，通信接口电路等。

功能：微处理器仪器核心，存储器包括数据存储器和程序存储器，用来存储程序和数据。

输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等，完成信号的滤波，放大，模数转换。

输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等，将处理后的数字信号转换为模拟信号。

人机接口电路主要包括键盘和显示器，是操作者和仪器的通信桥梁。

操作者可通过键盘向仪器发出控制命令，仪器可通过显示器将处理结果显示出来。

通信接口可实现仪器与计算机和其它仪器的通信。

智能仪器常用放大器的种类和特点？程控放大器：为适应不同的工作条件，在整个测量范围内获得合适的分辨率，提高测量精度。

仪用放大器：输入阻抗和共模抑制比高、误差小、稳定性好。

隔离放大器：输入端和输出端各有不同的参考点。

可保护电子仪器设备和人生安全，提高共模抑制比，获得较精确的测量结果。

常见的A/D转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理⑴并联比较型A/D转换器：转换速度快,但是随着输出位数的增加所需器件数增加速度很快⑵逐次逼近型A/D转换器：抗干扰能力差，所以在A/D转换器之前一般要加采样/保持器锁定电压。

⑶双积分型A/D转换器：能起到滤波作用提高了抗干扰能力。

由于转换速度依赖于积分时间，所以转换速度慢。

⑷Σ-△调制型A/D转换器：制作成本低,提高有效分辨率.采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成，基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。

19280智能仪器原理及应用

19280智能仪器原理及应用

课程名称：智能仪器原理及应用课程代码： 09280第一部分课程性质与特点一、课程性质与特点1．课程性质《智能仪器》是高等教育自学考试电子工程本科专业必修的专业基础课程之一。

智能仪器在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到了广泛的应用。

通过本课程的学习，使学生掌握利用微处理器系统使电子仪器实现智能化的具体方法，包括硬件和软件两个方面。

2．课程特点智能仪器课程侧重讨论智能仪器实际设计过程中所涉及的具体方法与技巧。

旨在使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。

本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾。

因此本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点二、课程目标与基本要求1．课程目标使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。

2．基本要求掌握智能仪器的结构、设计要点，模拟量输入输出通道，人机接口，通信接口，以及典型处理功能，掌握电压测量为主的智能仪器、智能电子计数器和数字存储示波器的工作原理和结构组成，还要掌握个人仪器和虚拟仪器的基本概念、组成原理和设计方法，了解VXI和LabVIEW仪器系统的组成原理。

三、与本专业其他课程的联系1．学习本课程主要涉及模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、微机控制方法等方面的有关知识。

因此，应当尽可能地在先修《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理》和《微机接口技术》，《单片机原理与应用》等课程或者学过“电路基础”、“数字电路”、“单片机原理与应用”等课程的基础上进行自学.2．本课程将为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础。

第二部分考核内容与考核目标第一章导论一、学习目的与要求通过本章学习，学生应重点掌握智能仪器的组成及特点、智能仪器及测试系统的发展以及智能仪器设计的要点。

智能仪器通信接口介绍模板

智能仪器通信接口介绍模板

智能仪器通信接口的 应用
工业控制系统
1
智能仪器通信接口在工业控 制系统中的应用广泛，如 PLC、DCS等。
2
智能仪器通信接口可以实现 设备之间的数据传输和控制， 提高生产效率和自动化程度。
3
智能仪器通信接口在工业控 制系统中具有实时性、可靠
性和稳定性等特点。
4
智能仪器通信接口在工业控 制系统中的应用有助于实现 远程监控和故障诊断等功能。
工业自动化：智能仪器通信接口在工业自动化领域的应用越来越广泛，如生 产线监控、设备管理等。
智能家居：智能仪器通信接口在家居领域的应用也越来越多，如智能照明、 智能安防等。
医疗设备：智能仪器通信接口在医疗设备领域的应用也越来越广泛，如医疗 监测、医疗诊断等。
汽车电子：智能仪器通信接口在汽车电子领域的应用也越来越广泛，如汽车 导航、汽车安全等。
智能仪器通信接口介绍
演讲人
目录
01.
智能仪器通信接口概 述
02.
智能仪器通信接口技 术
03.
智能仪器通信接口的 应用
04.
智能仪器通信接口的 发展趋势
智能仪器通信接口概 述
通信接口的定义
01 通信接口是智能仪器与外部设备进行数据 传输和通信的硬件和软件接口。
02 通信接口可以实现仪器与计算机、其他仪 器或设备之间的数据交换和控制。
更智能的通信技术
01
5G技术：高速、低延 迟、大容量，实现远
程实时控制
04
人工智能技术：实现 仪器的自动化控制和 故障诊断，提高仪器
的智能化水平
02
物联网技术：实现仪 器之间的互联互通， 提高工作效率
03
云计算技术：实现数 据的集中存储和处理， 提高数据分析能力

单片机原理及应用教程第3版习题课后答案之欧阳治创编

单片机原理及应用教程第3版习题课后答案之欧阳治创编

《单片机原理及应用程序》（第三版）习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。

可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。

十六进制数可以简化表示二进制数。

2．(1) 01111001 79H (2) 0.11 0.CH (3) 01111001.11 79.CH(4) 11101010.101 0EA.AH (5)01100001 61H(6) 00110001 31H3.(1) 0B3H (2)80H (3) 17.AH (4) 0C.CH4.(1)01000001B 65 (2) 110101111B 4315.(1) 00100100 00100100 00100100 (2) 10100100 11011011 11011100(5) 10000001 11111110 111111116.00100101B 00110111BCD 25H7. 137 119 898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。

一般情况下，可分为系统总线和外总线。

系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB）地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。

地址总线为16位时，可寻址范围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。

在任一时刻，地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。

控制总线(CB)：由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的，以使在传送信息时协调一致的工作。

CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号，所以控制总线可以是输入、输出或双向的。

智能仪器大作业

智能仪器大作业

课程名称：数据采集与智能仪器姓名：学号：班级：《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）武汉理工大学信息学院参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题（10分）1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题（30分）1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。

已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。

（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。

（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确描述工作过程（5分）；第3章人机接口本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏考试题（30分）1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路，画出接口电路图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序（包含程序流程图）。

评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试（10分）第4章数据通信本章要求掌握的内容：RS232C、RS485串行总线，USB通用串行总线，PTR2000无线数据传输考试题（30分）1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路（单片机端含8位LED 显示），编写从PC机键盘输入数字，在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。

仪器通信RS232等

仪器通信RS232等

2 接收数据
RXD
3 发送数据
TXD
4 数据终端准备 DTR
5 信号地
GND
6 数据设备准备好 DSR
7 请求发送
RTS
8 清除发送
CTS
9 振铃指示
RI
DCD RxD TxD DTR SG
通信是根据传送的波特率来确定发送和接收时钟的。收、 发时钟频率和波特率之间的关系为：
时钟频率=N*波特率 这里的N为波特率因子，常为1、16、32、64。
16
串行通信的制式
串行通信按照数据传送方向可分为三种制式：
单工制式（Simplex）
单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传送数据， 发送方和接收方固定。
RI
DB-25型
28
RS-232C接口信号线
PG 发送数据(Transmitted data-TxD) — 通过TxD终端将串行数据发送到 MODEM，(DTE→DCE)。
接收数据(Received data-RxD)—— DCD 通过RxD线终端接收从MODEM发
来的串行数据，(DCE→DTE)。
这时接收方就可以按照接收时钟从数据线上采样数据，直 到接收到了停止位，表明接收完一帧数据。
接收方还可以通过奇偶校验位判断数据传送过程中是否出 现错误。
9
异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活 ，异步传送控制比较简单，对发送与接收时钟要求不很 严格（发送和接收时钟可以不用同一个，所以不必传送 时钟信号），不会造成错误累积，适用于数据的随机发 送/接收，但因每个字节都要建立一次同步，即每个字符 都要额外附加两位，所以工作速度较低（50~9600波特） ，在单片机中主要采用异步通信方式。
33

第4章 并行接口技术(下)

第4章 并行接口技术(下)

4.6
4.6.1．概述
IEEE-488接口标准
在前面的并行接口讨论中，我们了解了在接口和外设间 采用一条控制状态线，可以传递“数据有效”的控制信息， 加强了接口的功能；若采用两条控制状态线，可以实现接口 和外设间的对话，实现数据的握手联络传送，使接口的功能 进一步加强。 若采用三条握手线可以实现一个接口同时和多个外设间 的握手联络传送。一般在接口和外设间除数据线外的控制状 态线越多，越能实现复杂的接口功能，越有利于使接口概念 向高级的方向发展。 (Centronics接口虽有三条握手联络线，其实际作用等 于二条握手联络线)。
NRFD
NDAC
有效(没有准备好)
从时序图可见，总线上每传送一个字节数据，就有一次 DAV，NRFD和NDAC 3线握手过程。 目前在自动测试系统中IEEE 488总线虽仍然广泛使用， 但由于它的数据总线只有8位宽，系统的最高传输速率只有 1MB/s，体积也较大。因此往往不能适应现代科技和生产对测 试系统的需要。
高4位数据 线
结束或识别线 数据有效线
未准备好接收数据线 数据未接收完毕线
17 18 19 20
远程控制
9
10 11 12
IFC
SRQ ATN GND
接口清0线
服务请求线 监视线 机壳地
21
22 23 24
GND
地
第 13 页
第四章 并行接口技术
3.数据总线 D7-D0：8条双向数据线。
D7 ～ D0上可以传送数据、设备地址和命令。 除了用于传送数据外，还用于“听”、“讲”方式的 设臵，以及设备地址和设备控制信息的传送。
IEEE 488总线上数据传送采用异步方式，即每传 送一个字节数据都要利用DAV，NRFD和NDAC这3条信号 线进行握手联络。

智能仪器考试试题

智能仪器考试试题

智能仪器考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、智能仪器的核心部件是（）A 传感器B 微处理器C 显示器D 执行机构2、以下哪种通信方式常用于智能仪器的数据传输（）A 并行通信B 串行通信C 蓝牙通信D 以上都是3、智能仪器中的模拟信号转换成数字信号通常使用（）A ADC 转换器B DAC 转换器 C 计数器D 定时器4、以下哪项不是智能仪器的特点（）A 高精度B 高可靠性C 高成本D 多功能5、智能仪器的软件通常包括（）A 系统软件B 应用软件C 驱动软件D 以上都是6、在智能仪器的误差处理中，常用的方法不包括（）A 软件滤波B 硬件滤波C 校准D 忽略误差7、智能仪器的人机交互界面不包括（）A 键盘B 触摸屏C 指示灯D 电源开关8、以下哪种编程语言常用于智能仪器的软件开发（）A C 语言B Java 语言C Python 语言D 以上都是9、智能仪器的自诊断功能主要是为了检测（）A 硬件故障B 软件故障C 人为操作错误D 以上都是10、以下关于智能仪器的发展趋势，说法错误的是（）A 小型化B 单一功能化C 智能化D 网络化二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、智能仪器通常由_____、＿____和_____三大部分组成。

2、传感器的作用是将_____转换成_____。

3、微处理器在智能仪器中的主要作用是进行_____和_____。

4、智能仪器的显示方式有_____、＿____和_____等。

5、数据采集系统中，采样保持器的作用是_____。

6、智能仪器的抗干扰技术包括_____、＿____和_____等。

7、智能仪器的通信接口常见的有_____、＿____和_____。

8、智能仪器的软件设计原则包括_____、＿____和_____。

9、智能仪器的可靠性指标通常用_____和_____来衡量。

10、智能仪器的校准方法有_____和_____。

三、简答题（每题 10 分，共 20 分）1、简述智能仪器的工作原理。

1502智能仪器及仪表复习大纲(电子信息)

1502智能仪器及仪表复习大纲(电子信息)

《智能仪器及仪表》考试大纲计划学时：42 考试方式：闭卷笔试题目类型：选择题（10题，共20分）、名词解释（10分，2题），简答题（40分,5题）、综合题（共30分,3题）教材：[1] 赵茂泰.《智能仪器原理及应用》（第三版）[M].北京：电子工业出版社, 2009具体要求：第一章导论第一节：1、熟练掌握智能仪器仪表的概念及其举例。

5、掌握智能仪器的基本组成，包括硬件部分和软件部分的组成。

（会选择）智能仪器的通用结构框图研制智能仪器仪表，选用MCU的原则第二章智能仪器模拟量输入输出通道第一节：熟练掌握A/D转换器的转换精度的分项误差：非线性误差、偏移误差、满刻度误差。

微分非线性误差的区分。

（结合图）分辨率的计算：分辨率为X的A/D转换器为几位的。

分辨率为n位半的A/D转换器为几位的。

2、熟练掌握常见的A/D转换器：积分式A/D转换器、并行比较式A/D转换器、逐次比较型A/D转换器各自的特点。

应用范围3、熟练掌握8位逐次比较型ADC0809与MCS-51单片机CPU的接口方法。

（查询、延时、中断程序）第三节：熟练掌握双极性、单极性表达式第三节：1、熟练掌握继电器的原理。

第三章智能仪器人机接口第一节：1、熟练掌握智能仪器中CPU对键盘扫描的三种控制方式。

（交互式、行列式、独立式）各自N条接口线，可连接的按键数目（熟练掌握共阴、共阳极数码管的字形码，可以自己写出来）1、。

（熟练掌握给出指令格式后，写出指令，会单字节指令发送程序，明白指令的功能）第四章智能仪器通信接口第一节：1、掌握GPIB的三类仪器装置。

并行总线。

串行通信协议的概念2、掌握智能仪器常用的通信标准有哪些。

（分清并行、串行）3、熟练掌握波特率的概念，校验的方法，熟练掌握通信帧格式（低位在前）。

4、熟练掌握RS-232的零modem连接方式。

第五章智能仪器典型处理功能第一节：1、熟练掌握智能仪器的自检功能，自检的几种方式。

自检的报错。

自检的概念。

智能仪器人机接口介绍课件模板

智能仪器人机接口介绍课件模板
智能仪器人机接口介绍课件
演讲人
目录
01. 智能仪器人机接口概述 02. 智能仪器人机接口设计原则 03. 智能仪器人机接口设计方法 04. 智能仪器人机接口发展趋势
智能仪器人机接口概述
人机接口的定义
01
人机接口是人 与机器之间的
通信通道
02
人机接口包括 输入设备和输
出设备
03
输入设备包括 键盘、鼠标、
案例六：智能教 育系统的设计 6
案例五：智能交 通系统的设计 5 案例四：智能医 疗设备的设计 4
案例一：智能语音 1 助手的设计
案例二：智能家居 2 控制系统的设计 案例三：智能穿戴 3 设备的设计
智能仪器人机接口发展趋 势
智能化趋势
1
人工智能技术的 应用：智能仪器 将更加智能化， 能够自主学习和 适应环境
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
易用性：界面设 计应易于理解和 使用，降低用户 的学习成本
实用性：界面设 计应满足实际需 求，提供有效的 功能
灵活性：界面设 计应具备可扩展 性和可定制性， 满足不同用户的 需求
稳定性：界面设 计应保证系统的 稳定性和可靠性， 避免出现错误和 崩溃
美观性原则
04
交互功能：提供用户 与仪器之间的交互方 式，如菜单、提示信 息等
05
通信功能：实现仪器 与计算机或其他设备 的数据传输和通信
06
安全功能：保障用户 和仪器的安全，如密 码保护、安全认证等
人机接口的重要性
01
04
增强用户体验：人机接口 可以提供更直观、友好的 操作界面，增强用户体验。
03
提高安全性：人机接口可 以实时监控设备运行状态， 提高设备安全性。

智能仪器仪表网络接口考核试卷

智能仪器仪表网络接口考核试卷
A. USB 1.0
B. USB 2.0
C. USB 3.0
D. USB 3.1
7.以下哪个设备通常不使用网络接口进行通信？（）
A.智能电表
PLC
C.移动电话
D.电子秤
8.关于智能仪器仪表的网络接口，以下哪项描述是错误的？（）
A.网络接口可以实现设备之间的数据交换
B.网络接口可以提高设备的可扩展性
A. IP地址
B. MAC地址
C.端口号
D.子网掩码
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.智能仪器仪表常见的网络接口有哪些？（）
A.以太网接口
B. USB接口
C. VGA接口
D. RS-485接口
2.以下哪些是TCP协议提供的服务？（）
4.关于智能仪器仪表的以太网接口，以下哪项描述是正确的？（）
A.以太网接口只支持10Mbps的传输速率
B.以太网接口可以使用双绞线进行通信
C.以太网接口无法实现远程通信
D.以太网接口无需进行网络配置
5.以下哪个协议不属于应用层协议？（）
A. HTTP
B. FTP
C. IP
D. SNMP
6.在智能仪器仪表的USB接口中，以下哪个版本的数据传输速率最高？（）
A.以太网接口
B. USB接口
C. RS-232接口
D. HDMI接口
2.在智能仪器仪表中，以下哪个参数是TCP/IP协议族中IP协议的主要功能？（）
A.流量控制
B.差错检测
C.数据传输
D.路由选择
3.下列哪种网络接口标准主要用于串行通信？（）
A. USB

电子医疗仪器通信接口

电子医疗仪器通信接口
在一些偏远地区或信号较差的环境中，如何 保证电子医疗仪器与通信接口之间的稳定连 接，确保数据的实时传输是一个需要克服的 技术难题。
技术更新换代的挑战与解决方案
要点一
总结词
要点二
详细描述
技术更新换代是电子医疗仪器通信接口面临的另一个挑战 ，但通过采取适当的解决方案可以应对这一挑战。
随着技术的不断进步，如何将新的通信协议和标准应用到 电子医疗仪器中，同时保持与旧设备的兼容性是一个需要 解决的问题。解决方案可能包括采用模块化设计、升级软 件和硬件等措施，以适应技术的更新换代。
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THANKS
03 电子医疗仪器通信接口的 技术实现
通信协议与标准
通信协议
为了保证不同电子医疗仪器之间的信息交换，需要采用统一的通信协议。常见的通信协议包括TCP/IP、HTTP、 FTP等，这些协议能够确保数据传输的准确性和可靠性。
标准
为了规范电子医疗仪器通信接口的技术实现，需要制定相应的标准。国际上比较知名的标准有IEEE 1297、USB 标准等，这些标准对接口的物理层、链路层、网络层和应用层都做了明确的规定，以确保接口的互操作性和兼容 性。
信协议和标准。
04 电子医疗仪器通信接口的 发展趋势
无线通信接口的普及
无线通信接口在电子医疗仪器中的应用越来越广泛，如蓝牙 、WiFi、Zigbee等，使得医疗设备能够方便地与移动设备、 计算机和其他医疗系统进行数据交换和通信。
无线通信接口的普及有助于提高医疗服务的便利性和效率， 减轻医护人员的工作负担，同时也有助于实现远程医疗和移 动医疗。
总结词
设备兼容性问题也是电子医疗仪器通信接口面临的一大挑战。
详细描述
由于不同品牌、型号的电子医疗仪器之间的通信协议和标准可能存在差异，如何实现不同设备之间的 互操作性和信息共享成为了一个难题。

智能仪器作业答案

智能仪器作业答案

第 2 章 智能仪器模拟量输入/输出通道
2.3 模拟量输出通道(NO.4) 1、单极性。2、双极性。 3、3 ； 双； CS ； XFER； 4 ； DAC 。
第1章 绪论 1、答：内含微型计算机并带有 GB-IP 等通信接口的电子仪器。 主要特点：1、键盘代替旋转式或琴键式开关。 2、微处理器提高仪器的性能。 3、微处理器改善了自动化测量水平。 4、友好的人-机对话能力。 5、配有 GP-IB 或 RS-232 通信接口，可程控操作。
2、
答：主机电路：用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理。 模拟量输入/输出通道：输入/输出模拟信号。 人机接口电路：沟通操作者和仪器之间的联系。 通信接口电路： 实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命 令。 第 1 章 导论（NO.1） 、 GB-IP 等通信接口 、 直流 、 数字式万用表 、 数字式电压表 、 监控
214 0.6m V。
模拟量输入通道(一)(NO.2)
；
8
； 。 逐次比较
。
-7-
《智能仪器原理与设计》作业答案
第 2 章 智能仪器模拟量输入/输出通道
3、方法：ADC0809 的控制地址确定方法： ①、P2 口：不连线的位为 1,连线的位按连线状态连接。 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 ②、P0 口：低三位确定通道号，其它位为不连线状态。 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2
补充：TMOD 和 TCON 的控制字
-6-
《智能仪器原理与设计》作业答案
第 2 章 智能仪器模拟量输入/输出通道
Ⅰ，GATE——门控制。 ●GATE=1 时，由外部中断引脚 INT0、INT1 来启动定时器 T0、T1。 当 INT0 引脚为高电平时 TR0 置位，启动定时器 T0； 当 INT1 引脚为高电平时 TR1 置位，启动定时器 T1。 ●GATE=0 时，仅由 TR0,TR1 置位分别启动定时器 T0、T1。 Ⅱ，C/T——功能选择位 C/T=0 时为定时功能，C/T=1 时为计数功能。 置位时选择计数功能，清零时选择定时功能。 Ⅲ，M0、M1——方式选择功能 由于有 2 位，因此有 4 种工作方式： M1 M0 工作方式 功能说明 0 0 1 1 0 1 0 1 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 13 位定时器/计数器 16 位定时器/计数器 自动重载 8 位定时器/计数器 T0 分为 2 个 8 位独立计数器，T1 停止计数

智能仪器

智能仪器
独立式键盘适用于按键结构简单，各测试相互独立。
矩阵式键盘适用于按键数目大于8的。
交互式键盘适用于检测线必须是具有位控功能的双向I/O端口线。
8.DUM和DMM的原理组成如何？表征性能的好坏的主要指标有哪些？
答:DUM:由输入电路、A/D转换器、键盘、显示器及标准仪用接口电路。性能指标：量程、位数、测量准确度、分辨率、输入阻抗、输入电测、测量速度。
2.D/A转换器的主要技术指标。
答：1.分辨率。2.转换精度。3.转换时间。4.尖峰误差。
A/D转换器的性能指标。
答：1.分辨率和采样速率。2.直流特性也即DC特性，包括积分非线性（INL）、差分非线性（DNL）、丢码率（NMC）。3.交流特性也即AC特性，包括总谐波失真（THD）、信噪比（SNR）和SINAD等。4.其他参数如基准、接口的串/并性、输入通道数和输入范围等。
7.键抖动及消除：1.硬件电路消除法：可利用RS触发器来吸收按键抖动。2.软件延时法：当判定按键按下时，用软件延时10—20ms，等待按键稳定后重新再判一次，以躲过触电抖动期。
8.七段LED显示系统有静态显示和动态显示。
答：在静态显示系统中，每位显示器都应有各自的锁存器、译码器与驱动器锁存器，用以锁存各自待显数字的BCD码或段码。这种显示方式的优点是占用机时少，显示稳定可靠。缺点是当显示的位数较多时，占用的I/O口较多。
1.在一个GP-IB标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络，至少有“讲者”、“听者”、“控者”三类仪器装置。讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置（ 如测量仪器、数据采集器、计算机等）。听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置（如打印机、信号源等）。控者是数据传输过程中的组织者和控制者，例如对其他设备进行寻址或允许“讲者”使用总线等。

基于VB的计算机与智能仪器串口通信

基于VB的计算机与智能仪器串口通信
第２ ５卷 第 ４期
２ １ 年 ７月 ０１
甘 肃 联 合 大 学学 报 （ 自然科 学． ） 版
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＧａ ｓ ａ ｈ ｉｅ ｓｔ （ ｔ ｒｌＳ ｉｎ ｅ ） ｏ ｒ ａ ｎ ｕ Ｌｉｎ ｅＵｎｖ ｒ ｉ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｙ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ４ １２ ．
论 了智 能仪器的串 口通信特点和格式 ， 并在 Ｖ Ｂ环境下编制 了一真空计 与计算机 的串口通信程序．
关 键 词 ： Ｉ 能 仪 器 ； 口通 信 ； 空 计 ＶＢ 智 串 真
中 图分 类号 ： Ｐ Ｔ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ
．
０ 引 言
目前 ， 智能仪器在测控领域的应用非常普遍． 该 类仪 器 通过 ＲＳ ３ ２２接 口（ ＲＳ ８） Ｐ 或 ４５ 与 Ｃ机 组 合 使用 是 构成 测控 系统 的重 要 方 式． 这种 方 式 能
Ｊ Байду номын сангаас２ １ ｕ． ０ ｌ
文 章 编 号 ：１ ７—９ Ｘ（０ ｌ０ —０ １０ ６ ２６ １ ２ １ ４０ ７ －４ Ｊ
基 于 ＶＢ的计 算机 与智能仪 器 串口通信
王 定 贤， 晓利 ， 建 伟 ， 尹 赵 杨 欢
（ 西北核技术研究所 ， 陕西 西安 ７ ０ ２ ） １０ ４
摘
要： ＶＢ软件在编制测控程序方面应用广泛． 本文 阐述 了串口通信 的方 法及其在 Ｖ Ｂ中实现通信 的途径 ， 讨
据通 信设 备 （ Ｅ 如 Ｍｏ ｅ 的标 准 接 口， ＤＣ ， ｄｍ） 也是 计 算 机 与 设 备 仪 器 通 信 中较 常用 的 一 种 接 口．
ＲＳ４ ２由 Ｒ － ３ －２ Ｓ２ ２发展而 来 ， 提高 了 Ｒ －３ 它 Ｓ２ ２的

智能仪器 第4章 开关量信号的输入输出2010

智能仪器 第4章 开关量信号的输入输出2010

图4-1 开关量信号输入通道结构
智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出
4.1.2 开关量输入接口
1 扳键开关与单片机的接口电路 图中， 扳键开关将高电平 或低电平经单片机的I／O引脚 输入缓冲器74LS244，74LS244 的数据输入端与单片机89C51 的P0口相连接，用于8位数据 的传送，89C51的P1.7和/RD作 为74LS244的选通信号 。当扳 键开关合上时，将向P0口的相 应引脚送入低电平；反之，当 开关打开时，将向P0口送入高 电平。
智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出
图4-5D 光电传感器位置检测
图4-5B中当移动的物 体一旦挡住红外光线， 红外接收三极管就会输 出一个脉冲信号。此装 置可以用来检测物体的 有或无，可以作为运动 物体的限位检测电路， 可以作为外人侵入的报 警检测电路，也可以作 为自动门的控制电路。
智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出
5．温度超限检测开关与单片机的接口
图4-6
温度超限开关电路
一般温度测量是想得到 开光量（0或者1）。 热敏电阻或集成温度传 感器测量得到设备的温度 后，与某一设定的临界值 相比较，根据比较的结果 输出高电平或输出低电平， 从而实现温度电子开关的 方法。
图4-2 扳键开关与单片机的接口电路
智能仪器原理与设计------第4章 开关量信号的输入输出
软件上，采用了JC指令逐个移位顺序判别方法编程和用 CJNE指令采取字节比较的判断方法编程。控制转移类指令的本 质是改变程序计数器PC的内容，从而改变程序的执行方向。 以下是本节用到的MS51汇编语言指令介绍： MOVX：外部数据传送指令；外部RAM只能通过累加器A进行数据 传送。累加器A与外部RAM之间传送数据时只能间接寻址方式， 间接寻址寄存器为DPTR，R0，R1； RET：子程序返回指令 JC：有进位时转移指令 RLC：循环左移指令 CPL：按位取反指令 LJMP addr16：程序跳转到地址为addr16开始的地方执行 CJNE A,#data,rel：若A≠#data, 则PCPC+rel，否则顺序执 行；若 A<#data，则CY=1，否则CY=0（以上指令结果影响程序 状态字寄存器PSW的CY标志）

智能制造设备故障诊断与维修教程

智能制造设备故障诊断与维修教程

智能制造设备故障诊断与维修教程第1章智能制造设备概述 (3)1.1 智能制造设备的发展历程 (3)1.2 智能制造设备的主要类型与结构 (4)第2章设备故障诊断基础 (4)2.1 故障诊断的基本概念 (4)2.2 故障诊断的方法与步骤 (5)2.2.1 故障诊断方法 (5)2.2.2 故障诊断步骤 (5)2.3 故障诊断技术的发展趋势 (5)第3章智能制造设备故障诊断技术 (6)3.1 信号处理技术 (6)3.1.1 故障信号的采集与预处理 (6)3.1.2 故障特征提取 (6)3.2 人工智能在故障诊断中的应用 (6)3.2.1 专家系统 (6)3.2.2 人工神经网络 (6)3.2.3 深度学习 (6)3.3 数据驱动的故障诊断方法 (6)3.3.1 支持向量机 (6)3.3.2 随机森林 (6)3.3.3 聚类分析 (7)3.3.4 混合智能故障诊断方法 (7)第4章智能制造设备故障预测与维修策略 (7)4.1 故障预测技术 (7)4.1.1 故障预测概述 (7)4.1.2 故障预测方法 (7)4.1.3 故障预测实现步骤 (7)4.2 维修策略制定 (7)4.2.1 维修策略概述 (8)4.2.2 维修策略分类 (8)4.2.3 维修策略制定原则 (8)4.3 维修决策支持系统 (8)4.3.1 维修决策支持系统概述 (8)4.3.2 维修决策支持系统组成 (8)4.3.3 维修决策支持系统功能 (8)第5章常用传感器及其在故障诊断中的应用 (9)5.1 传感器概述 (9)5.2 常用传感器及其原理 (9)5.2.1 温度传感器 (9)5.2.2 压力传感器 (9)5.2.3 液位传感器 (10)5.3 传感器在故障诊断中的应用案例 (10)5.3.1 温度传感器在故障诊断中的应用 (10)5.3.2 压力传感器在故障诊断中的应用 (10)5.3.3 液位传感器在故障诊断中的应用 (10)第6章智能制造设备故障诊断与维修工具 (10)6.1 常用诊断仪器与工具 (10)6.1.1 万用表 (11)6.1.2 示波器 (11)6.1.3 传感器诊断仪 (11)6.1.4 故障诊断仪 (11)6.2 数据采集与传输设备 (11)6.2.1 数据采集器 (11)6.2.2 无线传输模块 (11)6.2.3 有线传输设备 (11)6.3 维修工具的选择与应用 (12)6.3.1 手动工具 (12)6.3.2 电动工具 (12)6.3.3 特殊工具 (12)6.3.4 维修软件 (12)第7章典型智能制造设备故障诊断与维修实例 (12)7.1 数控机床故障诊断与维修 (12)7.1.1 故障案例一：数控机床加工精度降低 (12)7.1.2 故障案例二：数控机床程序丢失 (12)7.2 工业故障诊断与维修 (13)7.2.1 故障案例一：工业运动失控 (13)7.2.2 故障案例二：工业重复定位精度降低 (13)7.3 3D打印机故障诊断与维修 (13)7.3.1 故障案例一：3D打印机打印层错位 (13)7.3.2 故障案例二：3D打印机挤出机堵塞 (13)第8章智能制造设备故障诊断与维修中的安全管理 (13)8.1 安全生产法律法规 (13)8.1.1 我国安全生产法律法规体系 (13)8.1.2 智能制造设备安全管理相关法律法规 (13)8.2 设备维修安全管理 (13)8.2.1 设备维修安全管理制度 (14)8.2.2 设备维修安全操作规程 (14)8.2.3 维修人员安全培训与考核 (14)8.3 应急预案与处理 (14)8.3.1 应急预案制定 (14)8.3.2 应急预案演练 (14)8.3.3 处理流程 (14)8.3.4 案例分析 (14)第9章智能制造设备故障诊断与维修质量控制 (14)9.1 质量控制基本原理 (14)9.1.1 质量控制定义 (14)9.1.2 质量控制原则 (15)9.1.3 质量控制方法 (15)9.2 维修过程质量控制 (15)9.2.1 维修前质量控制 (15)9.2.2 维修中质量控制 (15)9.2.3 维修后质量控制 (15)9.3 质量改进方法与工具 (15)9.3.1 质量改进方法 (15)9.3.2 质量改进工具 (16)第10章智能制造设备故障诊断与维修发展趋势 (16)10.1 新技术在故障诊断与维修中的应用 (16)10.1.1 人工智能技术 (16)10.1.2 大数据技术 (16)10.1.3 云计算技术 (16)10.1.4 物联网技术 (17)10.2 设备健康管理的发展趋势 (17)10.2.1 预防性维护 (17)10.2.2 智能决策支持 (17)10.2.3 自适应学习 (17)10.3 智能制造与工业互联网的融合与发展 (17)10.3.1 工业互联网平台 (17)10.3.2 网络安全 (17)10.3.3 跨界融合 (17)第1章智能制造设备概述1.1 智能制造设备的发展历程智能制造设备的发展可追溯至20世纪50年代的数控机床。

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（ATN，IFC，REN，EOI和 SRQ） 作用：控制GP－IB总线 接口的状态
二、 GP－IB标准接口的总线结构 五条接口管理控制线的定义如下：
ATN （ATTENTION）注意线： 此线由控制者使用，用来指明数据线上 数据的类型。当ATN为1时，数据总线上的信息是由控制者发出的接口消息， 这时，一切设备一、均要接收这些信息。当ANT为0时，数据总线上的信息是 受命为讲者的设备发出的仪器消息，一切受命为听者的设备都必须听。 IFC（INTERFACE CLEAR）接口清除线： 由控制者使用，当IFC为1时， 整个接口系统恢复到初始状态。
三、 接口消息及编码
总线消息的分类：
按使用信号线的数目来分：总线上传递的消息可又分为 单线消息和多线消息两种。
用两条或两条以上信号线传递的消息称多线消息，例如 各种通令、指令、地址数据等。 通过一条信号线传输的消息称为单线消息，例如ATN， IFC等。
为确保接口的通用性，接口消息编码格式必须作出统一明 确的规定。 单线接口消息通过一条信号线传输消息，无需编码。多线 接口消息是通过DIO线来传输的消息， 需要统一编码。多线接 口消息采用了7位编码，主要分为通令、 指令、地址和副令 （副地址）四类，如下表所示。
4.1.2
接口功能与接口消息
一、 仪器功能与接口功能
自动测试系统中的任何一个仪器装置都分为两部分： 一、仪器设备本身，它产生该仪器装置所具备的仪器功能；
二、接口部分，它产生该仪器装置所需要的接口功能。
仪器功能的任务：把收到的控制信息变成仪器设备的实际动作，如调节 频率、调节信号电平、改变仪器的工作方式等等，这与常规仪器设备的功能 基本相同，不同测量仪器的仪器功能存在很大差异。 接口功能的任务：完成系统中各仪器设备之间的通讯，确保系统正常工 作。
为保证接口系统的标准化和相容性，各仪器设备接口的设 计必须遵照GP－IB标准的各项有关规定，不能自行规定标准以 外的任何新的接口功能。
4.1.2
接口功能与接口消息
二、 接口功能的配置
GP－IB标准把实现自动测量和控制所必须具有的全部逻 辑功能概括为十种接口功能：
1、前述的控者功能（C）、讲者功能（T）和听者功能（L）是一个自 动测试系统中必不可少的三种最基本的功能。 2、为使系统可靠进行三线挂钩，又设置了源挂钩功能（SH）和受者挂 钩功能（AH）。 源挂钩功能为讲者功能和控者功能服务。它利用DAV控制线向受者挂钩 功能表示发送的数据是否有效；
仪器消息是与仪器自身工作密切相关的信息，它只被仪器部分所接收和 使用，虽然仪器消息通过接口功能进行传递，但它不改变接口功能的状态。
接口消息和仪器消息的传递范围如图所示。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
总线是一条24芯电缆，其中16条为信号线，其余为地线及屏蔽 线。电缆两端是双列24芯叠式结构插头。
数据未就绪线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未准备好接收数据， NRFD线就为低，示意讲者暂不要发出信息。
NDAC（NOT DATA ACCEPTED）
数据未收到线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未从数据总线上 接收完数据，NDAC就为低，示意讲者暂不要撤掉数据总线上的信息。
下图为一个讲者与数个听者之间传递数据的三线挂钩简单时序：
下图为一个讲者与数个听者之间传递数据的三线挂钩简单时序：
假定地址 已发送，听者 和讲者均已受 命。三线挂钩 过程如下：
（5） 当讲者检出NDAC为高，就令DAV为高，表示总线上的数 据不再有效。 （6） 听者检出DAV为高电平，就令NDAC再次变为低电平， 以 准备进行下一个循环过程。 显然，三线挂钩技术可以协调快慢不同的设备可靠地在总线 上进行信息传递。
控者是数据传输过程中的组织者和控制者，例如 对其他设备进行寻址或允许“讲者”使用总线等。控者 通常由计算机担任，GP-IB系统不允许有两个或两个以 上的控者同时起作用。
控者、讲者、听者被称为系统功能的三要素，对于 系统中的某一台装置可以具有三要素中的一个、两个或 全部。GP-IB系统中的计算机一般同时兼有讲者、听者与 控者的功能。
服务请求功能（SR）： 当系统中某一装置在运行时遇到某些情况时（ 例 如测量已完毕、出现故障等），能向系统控者提出服务请求的能力。
并行点名功能（PP）： 系统控者为快速查询请求服务装置而设置的并行 点名能力。只有配备PP功能的装置才能对控者的并行点名做出响应。
远控本控功能（R／L）：选择远地和本地两个工作状态的能力。 装置触发功能（DT）： 使装置能从总线接收到触发信息，以便进行触发 操作。在一些要进行触发操作或同步操作装置的接口中，必须设置DT功能。 装置清除功能（DC）： 能使仪器装置接收清除信息并返回到初始状态。 系统控者通过总线命令使那些配置有DC功能的装置同时或有选择地被清除而 回到初始状态。 并非每台装置都必须具有十种接口功能。例如一台数字电压表要接收程 控命令，也发送测量数据，因而一般应配置除控者之外的其他的九种功能； 一台信号源或打印机只需“听”，所以通常只需配置AH，L， R/L和DT等接 口功能。很显然，除了控者的其他所有装置都无需配置C功能。
第4章 智能仪器通信接口
4.1 4.2 4.3 4.4
GP-IB通用接口总线 GP-IB接口电路的设计 串行通信总线 串行通信接口电路的设计
第4章 智能仪器通信接口
智能仪器一般都设置通信接口，以便能够实现程控，方 便用户构成自动测试系统。为了使不同厂家生产的任何型号 的仪器都可以直接用一条无源电缆连接起来，世界各国都在 按同一标准设计智能仪器的通信接口电路。目前国际上采用 的仪器标准接口有GP-IB，CAMAC，RS232，USB等。
（4） 地址容量。单字节地址：31个讲地址，31个听地址； 双字节地址：961个讲地址，961个听地址。
（5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
总线上传递的各种信息通称为消息。带标准接口的智能仪器按功能可分 为仪器功能和接口功能两部分，所以消息也有仪器消息和接口消息之分。 所谓接口消息是指用于管理接口部分完成各种接口功能的信息，它由控 者发出而只被接口部分所接收和使用。
16条信号线按功能可分为以下三组：
（2） 3条数据挂钩联络 线（DAV，NRFD和NDAC） 作用：控制数据总线的 时序，以保证数据总线能正 确、有节奏地传输信息，这 种传输技术称为三线挂钩技 术。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
16条信号线按功能可分为以下三组：
（3）5条接口管理控制线
一、 GP-IB标准接口系统的基本特性 GP-IB标准接口系统的基本特性如下：
（1） 可以用一条总线互相连接若干台装置，以组成一个自 动测试系统。 系统中装置的数目最多不超过15台，互连总线的 长度不超过20m。 （2） 数据传输采用并行比特（位）、串行字节（位组）双 向异步传输方式，其最大传输速率不超过1兆字节每秒。 （3） 总线上传输的消息采用负逻辑。低电平（≤＋0.8V） 为逻辑“1”，高电平（≥＋2.0V）为逻辑“0”。
REN（REMOTE ENABLE） 远程控制线： 由控制者使用，当REN为1 时，仪器可能出于远程工作状态，从而封锁设备面板的手工操作。当REN为0 时，仪器处于本地方式。 SRQ（SERVICE REQUEST）服务请求线： 所有设备都与这条“线或” 在一起，任一设备将此线变为低态(SRQ为1），即表示向控者提出服务请求， 然后控者再通过依次查询确定提出请求的设备。 EOI（END OR IDENTIFY） 结束或识别线，与ATN配合使用，当EOI为1， ATN为0时，表示讲着已传递完一组数据，当EOI为1时，表示控者要进行识别 操作，要求设备把他们的状态放在数据线上。
下图为一个讲者与数个听者之间传递数据的三线挂钩简单时序：
假定地址 已发送，听者 和讲者均已受 命。三线挂钩 过程如下：
（3） 听者发现DAV线呈低电平，就令NRFD呈低电平，表示准 备接收数据。 （4） 在接收数据的过程中，NDAC线一直保持低电平，直至每 个听者都接收完数据，才上升为高电平。所有听者也是“线或” 接到NDAC线上。
在一个GP-IB标准接口总线系统中，要进行有效 的通信联络至少有“讲者”、“听者”、“控者”三 类仪器装置。
讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置（ 如测 量仪器、数据采集器、计算机等），在一个GP-IB系统 中，可以设置多个讲者， 但在某一时刻，只能有一个 讲者在起作用。
听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置 （如打印机、信号源等），在一个GP-IB系统中，可 以设置多个听者，并且允许多个听者同时工作。
GP－IB即通用接口总线（General Purpose Interface Bus） 是国际通用的仪器接口标准。目前生产的智能仪器几乎无例外地 都配有GP－IB标准接口。 国际通用的仪器接口标准最初由美国HP公司研制，称为
HP-IB标准。 1975年IEEE在此基础上加以改进，将其规范化为 IEEE－488标准予以推荐。1977年IEC又通过国际合作命名为 IEC－625国际标准。此后，这同一标准便在文献资料中使用了 HP－IB，IEEE－488，GP－IB，IEC－IB等多种称谓，但日渐 普遍使用的名称是GP－IB。
假定地址 已发送，听者 和讲者均已受 命。三线挂钩 过程如下：
（1） 听者使NRFD呈高电平，表示已做好接收准备，总线上所 有听者是“线或”连接至NRFD线上，因此只要有一个听者未做 好准备，NRFD就呈低电平。 （2） 表示DIO线上的数据已经稳定且有效。
三、 接口消息及编码
总线消息的分类： 按用途来分：总线上传递的消息可分为接口消息和仪器消 息两大类。 按传递的途径来分：总线上传递的消息可分为本地消息和 远地消息两种。 远地消息是经总线传递的消息，它可以是仪器消息也可以 是接口消息，用三个大写英文字母表示，如MLA（我的听地 址）。 本地消息是由仪器本身产生并在仪器内部传递的消息， 用 三个小写英文字母表示，如pon（电源开）。