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1、1.单片机接口电路中上拉电阻和下拉电阻的作用； 上拉电阻使端口电平为高，下拉电阻使端口电平为低，同时起限流作用，保护 负载。同时可以增强驱动能力和抗干扰能力。 2.多通道数据采集系统的 3 种不同结构形式及应用场合； 当被测信号有多路时采用多通道结构当被测信号有多路时采用多通道结构 ； 分为并行结构和共享结构；多通道并行结构常用于模拟信号频率很高且各路必须同步分为并行结构和共享结构；多通道并行结构常用于模拟信号频率很高且各路必须同步 采样的高转换速率系统；采样的高转换速率系统； 多通道共享结构分为共享多通道共享结构分为共享 S/H 和和 A/D 和共享和共享 AD，当各路模，当各路模 拟输入信
2、号不需要同时获取时可共享拟输入信号不需要同时获取时可共享 S/H 和和 A/D，当各路模拟输入信号需要同时采样，当各路模拟输入信号需要同时采样 时，可共享时，可共享 A/D 3.输入通道和输出通道的故障自检方法？ 输入通道：变送器部分的自检：若变送器内部或接线盒端子短路，变送器部分的自检：若变送器内部或接线盒端子短路，Vin 为为 24V，此时，此时 ADC 转换的数字量为满量程转换的数字量为满量程(即数字量最大即数字量最大)；若变送器内部或接线盒端子开路，；若变送器内部或接线盒端子开路，Vin 为为 0 V，此时，此时 ADC 转换的数字量为最小转换的数字量为最小(通常为零通常为零)。ADC
3、 部分的自检：将参考电源接部分的自检：将参考电源接 至至 A/D 转换器的输入端，启动测量，将此次采样结果再同转换器的输入端，启动测量，将此次采样结果再同 ROM 中的预定值加以比较，中的预定值加以比较， 若误差在许可范围内，则若误差在许可范围内，则 AD 转换器正常，否则可以判定转换器正常，否则可以判定 AD 转换器出现故障。转换器出现故障。变送器与变送器与 ADC 连接图连接图输出通道：采用间接参数判断法：指根据模拟量输入通道的采样值的变化情况来判断输出通道：采用间接参数判断法：指根据模拟量输入通道的采样值的变化情况来判断 模拟量输出通道或开关量输出通道是否正常。模拟量输出通道或开关量输出
4、通道是否正常。4.单片机常通过继电器驱动大电流负载，驱动电路原理及保护措施是什么？ 使用固态继电器驱动大电流负载。直流型主要用于直流大功率控制场合直流型主要用于直流大功率控制场合；交流交流 型主要用于交流大功率控制场合，又分为：过零型和非过零型，过零型交流型型主要用于交流大功率控制场合，又分为：过零型和非过零型，过零型交流型 固态继电器对交流负载的通固态继电器对交流负载的通/ /断控制与负载电源电压的相位有关，在输入信号有断控制与负载电源电压的相位有关，在输入信号有 效后，必须在负载电源电压过零时才能接通输出端的负载电源，当输入端的控效后，必须在负载电源电压过零时才能接通输出端的负载电源，当输
5、入端的控 制信号撤销后，必须等到交流负载电源电压的过零时刻才能关断输出端的负载制信号撤销后，必须等到交流负载电源电压的过零时刻才能关断输出端的负载 电源。非过零型交流型固态继电器对交流负载的通电源。非过零型交流型固态继电器对交流负载的通/ /断控制与负载电源电压的相断控制与负载电源电压的相 位无关，在输入信号有效时，负载端电源立即接通。位无关，在输入信号有效时，负载端电源立即接通。 交流型交流型 SSRSSR 的工作原理如图的工作原理如图 2.842.84 所示，所示， 它是一种四端器件，它是一种四端器件，A A 和和 B B 是输入端，是输入端， C C 和和 D D 是输出端。工作时只要在
6、是输出端。工作时只要在 A A、B B 端加上一定的控制信号，就可以控制端加上一定的控制信号，就可以控制 C C、D D 两端之间的两端之间的“通通”和和“断断”，实现，实现“开关开关”的功能。的功能。 图图 2.842.84 交流型交流型 SSRSSR 工作原理框图工作原理框图 图中的部件图中的部件-构成交流构成交流 SSRSSR 的主体，光电耦合电路的功能是为的主体，光电耦合电路的功能是为 A A、B B 端输入端输入 的控制信号提供一个输入的控制信号提供一个输入/ /输出端之间的通道，在电气上断开输出端之间的通道，在电气上断开 SSRSSR 中输入端和输中输入端和输 出端之间的联系，以防
7、止输出端对输入端的影响；出端之间的联系，以防止输出端对输入端的影响； 触发电路的功能是产生合乎触发电路的功能是产生合乎 要求的触发信号，驱动开关电路要求的触发信号，驱动开关电路工作；工作； 开关电路一般用双向可控硅来实现；开关电路一般用双向可控硅来实现； 为了防止开关管产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，并且使开关电为了防止开关管产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，并且使开关电 路导通的瞬间电流不至于太大而损坏开关管，特设过零控制电路，使触发信号路导通的瞬间电流不至于太大而损坏开关管，特设过零控制电路，使触发信号 在交流负载的过零点控制开关管的通断。吸收电路可防止从电源中传来的尖峰
8、、在交流负载的过零点控制开关管的通断。吸收电路可防止从电源中传来的尖峰、 浪涌电压对开关器件的冲击和干扰。浪涌电压对开关器件的冲击和干扰。 直流型的直流型的 SSRSSR 工作原理框图如图工作原理框图如图 2.852.85 所示，无过零控制电路，开关器件一般所示，无过零控制电路，开关器件一般 用大功率开关三极管，工作原理与交流型的用大功率开关三极管，工作原理与交流型的 SSRSSR 相比大致相同。不再赘述。相比大致相同。不再赘述。图图 2.852.85 直流型的直流型的 SSRSSR 工作原理框图工作原理框图5.显示精度与什么因素有关？如何确定各量程的显示精度？6.标度变换的作用、方法及计算公
9、式；分为线性标度变换和非线性变换；线性变换公式为 AX=(Am-A0)+A0NoNmNoNx 其中A0为仪表的下限，Am为上限，AX为实际测量值，N0为A0对应的数字量，Nm为Am对应的数字量。课本例题：在某压力测量系统中，压力测量仪表的量程为4001200Pa 采用 8 位 A/D 转换器，经计算机采样及数字滤波后的数字量为 ABH，求此时的 压力值。 （P163） 解：AX=（1200-400）174/255+400=936（PA） 其他例题： 温度控制系统中温度控制范围为 3042，采用四位数码管显示，显示精度 0.05。温度传感器在 3042 范围内线性良好，经放大调理后进行八位 A/
10、D 转换， 温度 y 与转换结果 x 之间的关系为 y=0.05x+30。即温度为 30 时转换结果为 0（00H） ，温度为 31 时转换结果为 20（x=14H） 。写标度变换的定点算法子程 序。 解：ADCDATA30H；温度采样值 WDHDATA31H；温度显示值整数（BCD 码） WDLDATA32H；温度显示值小数（BCD 码） BDBH：MOVA，ADC；取温度采样值 MOVB，#20；每度采样值为 20 DIVAB；求整数部分 MOVWDL，B；暂存余数 ADDA，#30；整数部分加基数 30 LCALLHBCD；转换为 BCD 码 MOVWDH，A；保存整数部分 MOVA，W
11、DL；取余数部分 MOVB，#5；每个采样值相当于 0.05 MULAB；计算小数部分 LCALLHBCD；转换为 BCD 码 MOVWDL，A；保存小数部分 RET7.零点误差和增益误差自动校正的原理、作用及计算公式的推导； 零点误差：将校准源零输出接到多用表的输入端，进入零点校准模式，此时多零点误差：将校准源零输出接到多用表的输入端，进入零点校准模式，此时多 用表将选定功能的某一量程上的零点漂移测出并存入校准存储器，正常测量时，用表将选定功能的某一量程上的零点漂移测出并存入校准存储器，正常测量时， 只要从存储器中提取此参数，并从读数中减去就得到了修正。只要从存储器中提取此参数，并从读数中减
12、去就得到了修正。电路还暂时未找到 增益误差：微处理器通过输出口控制使仪器输入端接地，启动一次测量得到测微处理器通过输出口控制使仪器输入端接地，启动一次测量得到测 量值量值 N0，此值便是仪器衰减器、放大器、，此值便是仪器衰减器、放大器、AD 转换器等模拟部件所产生的零转换器等模拟部件所产生的零 位输出值位输出值 N0。微处理器通过输出口又控制输入接基准电压微处理器通过输出口又控制输入接基准电压 VR，测得输出数据为，测得输出数据为 NR，将，将 N0、NR 存入存入 RAM 的确定单元中；的确定单元中； 使仪器输入端接被测信号使仪器输入端接被测信号 Vx，此时的测量值为，此时的测量值为 Nx，
13、则测量结果为：，则测量结果为：此为电路图此为电路图8.如何计算电压表能显示的最小电压值？； 确定两组输入 x 和输出 y，求解 y=ax+b 中的参数 b 即为所求的最小电压 9.相位测量原理及测量方法？ 软件分析法软件分析法 假如被测信号是不含直流分量的标准的正弦波假如被测信号是不含直流分量的标准的正弦波 X1 和和 X2，用同步采样的方法将两路信号量，用同步采样的方法将两路信号量 化，对其进行分析，求得化，对其进行分析，求得 X1 的两个同类过零点、求得的两个同类过零点、求得 X2 的一个同类过零点（这里同类过的一个同类过零点（这里同类过 零点是指都是由正到负或都是由负到正的过零点）零点是
14、指都是由正到负或都是由负到正的过零点） ，由采样频率和采样点数通过，由采样频率和采样点数通过 X1 的两个的两个 同类过零点求得信号的周期同类过零点求得信号的周期 T，通过，通过 X1 的过零点与的过零点与 X2 的过零点之间的时间差的过零点之间的时间差 T。这种方法是借助数据采集来完成的，其精度受采样点数和采样频率的限制，但在需要同步这种方法是借助数据采集来完成的，其精度受采样点数和采样频率的限制，但在需要同步采样的场合可以兼而求得，如图采样的场合可以兼而求得，如图 3. 5b 为一种对相位信号进行检测的采集电路，图中为一种对相位信号进行检测的采集电路，图中 SHA 为采样保持放大器，为采样
15、保持放大器，AD 为为 A/D 转换器，转换器，P 为微处理器。为微处理器。过零比较器法过零比较器法 设设 X1、X2 为不含直流分量得正弦波或三角波，将为不含直流分量得正弦波或三角波，将 X1、X2 分别经过两个过零比较器变为分别经过两个过零比较器变为 方波，利用两个方波的上升沿或下降沿的时间差和其中一个方波的周期可求得相位，算法方波，利用两个方波的上升沿或下降沿的时间差和其中一个方波的周期可求得相位，算法 如上。用中断法通过过零比较器输出的下降沿求相位的电路，所采用运算放大器无特殊要如上。用中断法通过过零比较器输出的下降沿求相位的电路，所采用运算放大器无特殊要 求求.这里要求单片机内部定时
16、器的计数频率与被测信号频率相比足够高，例如相位测试分辨率这里要求单片机内部定时器的计数频率与被测信号频率相比足够高，例如相位测试分辨率 为为 0.1，定时器的时钟频率应为被测信号频率的，定时器的时钟频率应为被测信号频率的 3600 倍。倍。 10. 仪用放大器、程控增益放大器和隔离放大器的各自何特点及应用 程控放大器：在通用测量仪器中，为了适应不同的工作条件，在整个测量范围程控放大器：在通用测量仪器中，为了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，常采用可变增益放大器。智能仪器含有内获得合适的分辨率，提高测量精度，常采用可变增益放大器。智能仪器含有 微处理器，用仪器内置的程序控制放大器的增益称为程控增益放大器微处理器，用仪器内置的程序控制放大器的增益称为程控增益放大器 （Programmable-GainProgrammable-Gain AmpliferAmplifer），简称程控放大器），简称程控放大器( ( PGAPGA ）。）。 分类：程控反相放
