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第一章1.1测控系统的概念测控系统是现代检测技术与现代控制技术发展的必然和现实的需要，是以检测为基础，以传输途径，以处理为手段，以控制为目的的闭环系统。
测控系统的基本构成由四个部分构成：传感检测部分：感知信息（传感技术、检测技术）信息处理部分：处理信息（人工智能、模式识别）信息传输部分：传输信息（有线、无线通信及网络技术）信息控制部分：控制信息（现代控制技术）1.3测控系统的基本特点❖设备软件化：简化硬件、缩小体积、降低功耗、提高可靠性。
❖过程智能化：以计算技术和人工智能为核心。
❖高度灵活性：实现组态化、标准化、分布式。
❖高度实时性：采集、传输、处理、控制高速化。
❖高度可视性：图形编程、三维技术、虚拟现实。
❖测控一体化：测量、控制、管理。
二、测控系统的分类和组成（ppt图10页）1.检测系统又称数据采集系统。
以通用计算或嵌入式计算系统为核心，单纯实现系统信号的检测、处理、记录和显示为目的的系统。
2.控制系统以通用计算机或嵌入式计算系统为核心，单纯以实现控制为目的的系统。
3. 测控系统以通用计算机或嵌入式计算机系统为核心，以实现检测、传输、处理和控制为目的的系统4. 局域分布式测控系统以通用计算机和网络为核心，以实现对分布在局部区域内的多个系统的检测、传输、处理和控制为目的的系统5. 广域分布式测控系统以通用计算机和网络为核心，以实现对分布在大范区域内的多个系统的检测、传输、处理和控制为目的的系统四、测控技术的发展方向◆微型化：向微机电系统方向发展◆网络化：向无线网、自组织网、物联网、泛在网方向发展◆智能化：向人工智能化方向发展◆虚拟化：向虚拟现实方向发展测控系统的网络化（1）有线测控网络工业总线、局域网络、广域网（2）无线测控网络ADhoc自组织网络、传感网（3）混合测控网络物联网、泛在网第二章MEMS器件的封装要求(1)封装应对传感器芯片提供一个或多个环境通路(接口)；(2)封装给传感器带来的应力要尽可能的小；(3)封装与封装材料不应对应用环境造成不良影响；(4)封装应保护传感器及其电子器件免遭不利环境的影响；(5)封装必须提供与外界的通道。
一．概述1.计算机测控技术的含义：是传感技术，自动控制技术，计算机技术，通信技术，计算机网络技术，智能技术和数据库管理技术综合发展的产物。
2.计算机测控系统的含义：是以测量与控制为目的，在无人直接参与的情况下，应用计算机测控技术实现目标对象的数据采集，信息处理，决策控制，监督管理的综合自动化系统。
3.测试系统特点：网络化，多功能，智能化，易操作，可靠性高等。
4.测控系统的基本组成：测控对象；测控系统硬件（测试主机，检测与执行机构，过程通道，通信与网络接口，人机接口）；测控系统软件（数据采集，分析及处理，控制决策，控制输出，监控报警，数据通信系统管理）5.典型的测控系统：1）基于处理器的测控系统；2）基于工控机的测控系统；3）集散控制系统（DCS）；4）基于现场总线的测控系统；5）工业以太网测控系统；6）基于无线通信的测控系统；7）基于Internet的网络测控系统。
6.微处理器化测控系统的组成：嵌入式微处理器（最核心），外围硬件设备，接口部件及软件。
特点：1）功能丰富，性价比高；2）结构紧凑，可靠性高；3）具有自测试和自诊断功能；4）系统自动化水平高；5）系统能实现复杂的运算和控制功能；6）系统的人机对话能力强；7）系统构成柔性化。
7.集散控制系统（DCS）：体系机构按垂直分解通常分为三级：第一级即分散过程控制级（基础）；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管理级。
集散控制系统特点：1）采用分级递阶结构；2）采用微处理器技术；3）采用工业以太网络通信技术；4）采用高可靠性技术；5）具有丰富的软件功能。
8.现场总线控制系统（FTS）是以现场总线为基础，是开放式，数字化，多点，铜线的网络化控制系统。
FCS的特点：1）全数字化；2）系统开放性；3）互操作与互换性；4）现场是被智能化，功能自治；5）高度分散性；6）高度环境适应性；7）低成本；8）信息系统化。
9.测控系统发展趋势：测控系统的智能化，网络换，虚拟化，多样化，标准化。
第一章计算机测控系统概述计算机测控系统是一种用计算机和相关设备进行控制和测量的系统。
它通常包括硬件设备、软件工具和算法，用于收集、分析和处理测量数据，并根据需要控制被测对象。
计算机测控系统被广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、科学研究等。
计算机测控系统的基本构成主要包括传感器、数据采集卡和数据处理器。
传感器用于将被测量转换为电信号，传感器的种类多种多样，根据不同的测量对象和需求选择合适的传感器进行测量。
数据采集卡是连接传感器和计算机的接口，它负责将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，然后传输给计算机进行处理。
数据处理器是计算机或嵌入式设备，它负责接收和处理采集到的数据，并根据需要进行控制操作。
计算机测控系统的核心技术包括数据采集和处理、数据传输和通信、控制和决策算法等。
数据采集和处理是系统的基础部分，它涉及到模拟信号转换为数字信号的过程，以及对采集到的数据进行滤波、去噪、校准等处理。
数据传输和通信是系统与外部设备或网络之间进行信息交换的方式，通常使用串口、以太网等接口进行数据传输。
控制和决策算法是系统的核心部分，它根据测量数据进行分析和判断，并根据需要进行自动或手动控制操作。
计算机测控系统的优势在于其高效、准确和灵活的特点。
通过计算机的处理能力和算法优势，可以对大量的测量数据进行实时分析和决策，提高系统的控制精度和效率。
同时，系统的硬件设备可以根据需要进行扩展和更新，以适应不同的测量对象和环境要求。
此外，计算机测控系统还可以实现远程监控和操作，便于用户对系统进行远程控制和数据访问。
然而，计算机测控系统也存在一些挑战和问题。
首先，系统的稳定性和可靠性是一个关键问题，由于测控系统常常运行在复杂的工业环境中，例如高温、强电磁干扰等，因此对系统的硬件设备和软件工具进行可靠性设计是至关重要的。
其次，系统的数据安全和保密性也是需要考虑的问题，特别是在一些敏感领域和国家级重点工程中，对系统的数据进行保护和防护是必不可少的。
ARM和单片机的区别首先，在指令上的区别：51单片机的指令格式是8位的，arm汇编的指令是32位的，而且arm还支持16位的指令。
2, arm是单周期指令，而51单片机要多arm是单周期指令，要多个机器周期才执行完一条指令。
其次，说说嵌入式系统，是指嵌入式硬件和嵌入式软件，ARM准确来说是一个软核，别的公司购买这个授权后就可以生产ARM处理器如三星的44b0,2410,2440,单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
在使用范围中：单片机：适用于简单的测控系统，功能相对简单，价格较低,单片机的工作ARM和dsp都能作，只是它便宜（而且有些单片机可靠性比arm和dsp都要强，比如工业控制用的单片机），主要当作简单的控制器来使用，比如工业中的温度控制等。
ARM：具有强大的事务处理功能，可以配合嵌入式操作系统使用,ARM是通用处理器，和x86一样，可以在上面跑各种操作系统。
单片机的应用可以很广,不是你理解的简单测控系统,现在航空上的使用器件也有不少是"简单"的单片机控制的..即使说到8位的单片机, 目前大部分工控如果做的还可以的话,都够用了。
单片机是指采用超大规模集成电路技术把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块芯片上，构成独立的的计算机系统。
因此从概念来讲51系列和arm系列都属于单片机。
51单片机出现比较早，现在还大量应用，厂家很多、芯片类型丰富，应用非常广泛。
ARM出现比较晚，但功能强大，功耗低，产品系列也很丰富，现在应用也非常多。
其次,单片机和arm的区别在于它的单位时钟频率不同, 这2个都可以配合操作系统使用.. 能完成的功能和他外围的设计相关，arm是用来跑系统，做事务调度的；单片机一般认为就是微控制器，侧重于控制，数据处理能力很弱。
4. 什么是测控系统的关键组成部分？4、什么是测控系统的关键组成部分？测控系统在现代科技领域中扮演着至关重要的角色，它广泛应用于工业生产、航空航天、医疗设备、环境监测等众多领域。
那么，究竟什么是测控系统的关键组成部分呢？让我们一起来深入探讨一下。
首先，传感器是测控系统的“感知器官”。
它们负责将被测量的物理量，如温度、压力、位移、速度等，转换为电信号或其他易于处理和传输的信号。
传感器的精度、灵敏度、响应速度和稳定性直接影响到整个测控系统的性能。
例如，在工业生产中的压力传感器，如果其精度不够高，就可能导致生产过程中的参数控制不准确，从而影响产品的质量。
在航空航天领域，用于测量飞行器姿态和速度的传感器，必须具有极高的灵敏度和可靠性，以确保飞行安全。
数据采集模块则是将传感器输出的信号进行收集和整理的重要环节。
它要能够准确地获取传感器的信号，并进行必要的滤波、放大、模数转换等处理，将模拟信号转换为数字信号，以便后续的计算机处理。
一个高性能的数据采集模块能够有效地减少噪声干扰，提高数据的准确性和可靠性。
计算机系统是测控系统的“大脑”。
它负责对采集到的数据进行处理、分析和存储。
通过各种算法和软件，计算机可以对数据进行实时监测、趋势分析、故障诊断等操作。
强大的计算能力和高效的软件算法是保证测控系统能够快速、准确地处理大量数据的关键。
例如，在复杂的工业控制系统中，计算机需要实时处理多个传感器的数据，并根据预设的控制策略，迅速做出决策，调整生产过程中的参数。
通信模块是测控系统的“信息通道”。
它确保了数据在系统内部各组件之间以及与外部设备之间的顺畅传输。
无论是有线通信还是无线通信，都需要具备高速、稳定、可靠的特点。
在现代测控系统中，网络通信技术的应用越来越广泛，使得远程监控和分布式测控成为可能。
执行机构是测控系统的“行动力量”。
根据计算机系统的指令，执行机构对被控制对象进行相应的操作。
例如，在自动化生产线上，电机、阀门等执行机构根据控制信号来调整生产线的运行速度、物料流量等。
第一章计算机控制系统概述1. 什么是计算机控制系统? 其工作原理是怎样的？2. 画图说明计算机控制系统的硬件由哪几部分组成？各部分的作用是什么？3. 计算机控制系统的软件起什么作用？4. 计算机控制系统中的实时性、在线方式和离线方式的含义是什么？实时、在线方式和离线方式的含义是什么?5. 计算机控制系统的典型形式有哪些?各有什么优缺点?6. 计算机控制装置可以分成哪几种类型?7. 简述计算机控制系统的发展概况。
8. 讨论计算机控制系统的发展趋势。
1.画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。
2.D/A转换器的性能指标有哪些？3.用8位DAC芯片组成双极性电压输出电路，输出电压范围为-5V--+5V，求对应下列偏移量的输出电压：（1）80H；（2）01H；（3）7FH；（4）40H；（5）FFH；（6）FEH4.请分别画出D/A转换器的单极性和双极性电压输出电路，并分别推导出输出电压与输入数字量之间的关系式5.试用DAC0832芯片设计一个能够输出频率为50Hz的方波电路和程序。
6.DAC0832与CPU有哪几种连接方式？他们在硬件接口及软件程序设计上有何不同？7.为什么高于8位的D/A转换器与8位危机接口连接时必须采用双缓冲方式？这种双缓冲方式与DAC0832的双缓冲方式在接口上有什么不同？8.试用8255A与DAC1210设计一个12位的D/A转换接口电路，并编写出程序（8255A的地址为8000H～8003H）1.画图说明模拟量输出通道的功能、各组成部分及其作用。
2.请分别画出一路有源I/V 变换电路和一路无源I/V 变换电路图，并分别说明各元器件的作用。
3.试用CD4051设计一个32路模拟多路开关，要求画出电路图并说明其工作原理。
4.采样有几种方法？采样周期越小越好吗？为什么？5.采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器?为什么？6.简述逐次逼近式、双积分式和电压/频率式的A/D转换原理。
测控系统技术测控系统是指能够对被测对象进行准确测量和控制的系统。
它广泛应用于工业生产、科研实验、环境监测等领域。
测控系统技术的发展，推动了现代化生产和科学研究的进步。
本文将介绍测控系统技术的基本原理、应用领域和发展趋势。
基本原理测控系统技术的基本原理包括传感器、信号调理、数据采集与传输、数据处理与分析以及控制执行等方面。
1.传感器：传感器是测控系统的重要组成部分，用于将被测量转化为与其相对应的信号。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
传感器的选择要根据被测量的特性和精度要求进行。
2.信号调理：传感器输出的信号通常十分微弱，信噪比低，需要进行信号调理以提高信号质量。
信号调理包括放大、滤波、增益调整等过程，以保证后续的数据采集和处理能够获得高质量的信号。
3.数据采集与传输：数据采集器负责将信号转换为数字信号，并通过数据总线传输给计算机或控制设备。
采用模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，并通过串行或并行接口传输。
4.数据处理与分析：通过计算机对采集到的数据进行处理和分析，提取出有用的信息。
数据处理包括数据滤波、数据校正、数据压缩等过程。
数据分析可以通过统计学方法、机器学习算法等手段进行。
5.控制执行：测控系统技术的最终目的是对被测对象进行控制。
通过控制执行器，对被测对象进行控制，以达到预定的目标。
应用领域测控系统技术在众多领域得到了广泛应用。
1.工业生产：在工业生产中，测控系统可用于实时监测生产过程中的各项参数，如温度、压力、流量等。
通过对这些参数的控制和调节，可以提高产品质量和生产效率。
2.科研实验：在科学研究中，测控系统可用于实时监测实验过程中的各种参数，如温度、湿度、压力等。
通过对这些参数的监测和控制，可以保证实验的准确性和可重复性。
3.环境监测：测控系统可应用于环境监测领域，如大气污染监测、水质监测等。
通过测控系统对环境参数进行实时监测和控制，可以及时发现和处理环境问题。
