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计算机测控技术的现状及发展趋势计算机测控技术的现状及发展趋势班级:2008级测控(1)班姓名:学号:课题:计算机测控技术的现状及发展趋势指导⽼师:《测控系统设计》课程设计任务书⼀、总要求能够独⽴进⾏系统⽅案的设计及论证，设计合理的接⼝电路、控制电路、主机电路等，以及合理选择有关元器件及正确使⽤相关⼯具与仪器设备，设计接⼝程序、控制算法程序以及主程序等，并且能结合实际调试与实验进⾏有关精度分析与讨论。
⼆、总任务针对总要求进⾏原理及⽅案论证、系统设计、接⼝电路设计、焊接或插接与调试、控制与系统程序设计、精度分析以及撰写报告等⼯作。
三、设计题⽬计算机测控技术的现状及发展趋势四、设计内容计算机技术对测控技术的推动，现阶段的计算机测控技术和未来计算机测控技术的发展趋势。
五、设计进度或计划1、准备及查阅资料⼀天2、⽅案设计及论证(总体⽅案、硬件及软件⽅案) ⼆天(11周三要查看各⼈设计⽅案或论⽂提纲)3、硬件电路设计、画图(PROTEL)及实验室调试四天(12周五要查看各⼈实物或论⽂初稿)4、软件设计、编程及调试三天5、系统联调及结果分析⼆天6、整理报告及准备答辩⼆天(13周五全天答辩)六、设计说明书包括的主要内容1、⽬录2、设计任务书3、设计题⽬4、序⾔可包括系统⼯作原理的介绍等。
5、⽅案设计及论证可先进⾏总体⽅案设计与论证;再分模块进⾏⽅案设计与论证;各模块设计中应包括适当的精度分析及选型等。
6、实验或系统调试可包括实验调试⼯具仪器、实验结果及适当的分析等。
7、⼼得体会8、主要参考⽂献另:撰写格式应符合⼀定的要求，请参照华东交通⼤学本科⽣毕业论⽂撰写规范进⾏。
可参看撰写要求。
七、考核⽅法考核根据学⽣平时学习态度(含出勤率)20%、设计完成情况(样机)50%、图纸及说明确定。
书质量(含答辩)30%等⼋、装定要求装⼊统⼀的资料袋中，报告装定好，顺序:封⾯，⽬录，设计任务书，正⽂，参考⽂献，附录等。
序⾔⼈类在认识世界和改造世界的过程中，⼀⽅⾯要采⽤各种各要⽅法获得客观事物的量值，这个任务称之为“测量” ;另⼀⽅⾯也要采⽤各种各样⽅法⽀配或约束某⼀客观事物的进程结果，这个任务称之为“控制” ;门捷列夫曾说过:“有测量才有科学” 。
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。
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。
《计算机测控技术》课程综合复习资料一、填空题1.若连续信号的最高频率为ωmax ，按采样定理要求采样频率ωs应大于（）。
答案：2ωmax2.采样定理的描述为：若信号的最高频率为fmax，只要采样频率f大于最高频率的（）倍，采样信号就能唯一复现原信号。
实际应用中，一般取f>5～10fmax。
答案：23.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（）器件完成控制量的切换工作。
答案:反多路开关4.DAC的分辨率指（）电压与最大输出电压之比答案：最小输出5.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为0V时，所对应的数字量为（）H。
答案:2006.在10位A/D转换器中，设满量程为±5V，试写出模拟量为-2.5V时，所对应的数字量为（）H。
答案:1007.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（）转换。
答案:D/A转换器8.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位（）式A/D转换器。
答案：逐次逼近9.8位的A/D转换器分辨率为（）。
答案：1/(28-1)10.变送器输出的信号为（）或4～20mA的统一信号。
答案：0～10mA11.步进电机的（）指的是完成一个磁场周期性变化所需脉冲数。
答案：拍数12.步进电机的相数指的是（）。
答案：线圈组数13.按动力区分，执行机构最常用的类型是（）。
答案：气动型14.按动力区分，（）型的执行机构相对价格昂贵，体积较大。
答案：液动型15.DAC0832的工作方式有（）、单缓冲方式、双缓冲方式。
答案：直通方式16.微机的三总线是（）、地址总线、控制总线。
答案：数据总线17.计算机控制系统的监控过程包括三个步骤：（）、实时决策、实时控制。
答案：实时数据采集18.采样保持器可实现以下功能：在采样时，其输出（）输入；而在保持状态时，输出值不变。
答案：等于19.控制系统的（）指的是响应的最大偏移量与终值的差，与终值比的百分数。
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。
