智能测量仪器与自动测试系统课件.ppt

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1、第12章智能测量仪器与自动测试系统智能仪器的输入通道及接口概述智能仪器外设及控制技术智能仪器输出通道及数据通讯接口数据采集系统智能仪器的设计原则自动测试系统§12-1概述经典的测量理论测量的三要素标准量，被测量，比较仪器现代的测量理论提取被测量的信息特征；作为测控系统的一部分；计算机技术测量技术+现代测量理论与技术智能仪器智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物。由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，因而称之为智能仪器。一、智能仪器二、智能仪器的特点1.测量过程的软件控制人机对话；自检；自诊；显示及打印；...2.数据处理数据存储；数

2、据处理——误差处理；数字滤波；时域/频域分析；...3.多功能化例：智能化电力分析仪——有功、无功、电压、电流、…峰谷记录、打印报警、...用软件实现早期由硬件实现的功能自动量程切换；自动极性判断；自动巡回检测；...三、智能仪器的基本结构CPUROMRAM模拟通道A/D-C传感器变送器面板(键盘、LED、按钮…)D/A-C接口CRT输入模出内部总线P内置式智能仪器一般结构框图专用或多功能；小型、便携；成本较底；特点：屏幕显示输入插件应用软件输入数据处理接口网络…...个人计算机以PC机为核心的智能仪器(PCI)机构图PCI的硬件平台相应的软件VI(Vi

3、rtualInstrument)+§12-2智能仪器的输入通道及接口一、程控放大器及接口为了在整个测量范围内获取合适的分辨力，常采用可变增益放大器。A电阻网络控制接口输入输出通过控制接口，改变放大器反馈电阻的数值，可以改变方大器的放大倍数。反馈电阻网络有许多形式，如权电阻网络、T网络电阻、有源网络。AD612AD7510AD7503...8031P1.1P1.2P1.3P1.0+AD612仪用放大器内部集成有高精度薄膜电阻网络运放增益Af=1+80k/RG，RG为引脚1、2外接电阻；二、A/D-C接口技术A/D-C器件繁多，原理各异，性能不同。A/D三态缓

4、冲数据总线地址逻辑地址总线应答控制A/D-C的并行输出形式A/D-C与CPU的接口时序；CPU与A/D-C查询方式/中断方式；错误出口的设置。[例]AD574(12Bit,25S)、MAX150(8Bit,<1.7S)[例]MC14433三位半双积分A/D-CP1口MC144338031MC14433输出不具有三态缓冲，必须经过接口与P相接。MC14433为低速A/D-C芯片，宜采用中断方式握手。Q0~Q3输出十进制编码。千位编码还包含输出极性、欠/过量程信息。DS1~DS4控制转换结果的“个”、“十”、“百”、“千”位。A/D-C的串并行输出形式串

5、并行输出方式大多用于低速、廉价的积分型A/D-C中；以十进制编码方式；每次输出一位并行十进制编码，整个结果分若干次输出。[例]MAX1241串行输出A/D-CP1口MAX12418031低功耗、低电压；12Bit，逐次逼近式；转换时间12S；三线串行接口；内置S/H电路。MAX1241与8031有两种连接方式：A/D-C的串行输出形式串行数据输出的A/D-C引线少，接口所需的I/O位数少。MAX12418031方式1方式2方式1：8031使用普通I/O口；方式2：8031使用串行接口。方式1输入速度慢，方式2要占用串行接口。由若干个键组成的键盘，可分为独

6、立键结构和矩阵键结构。智能仪器的外设主要包括仪器的操作、显示和记录设备。§12-3智能仪器外设及控制技术输入操作器件；纽子开关、键盘、拨盘；显示器件：LED、液晶、CRT一、键盘系统1.非编码键盘系统独立键结构：每一键单独占用一条I/O线；矩阵键结构：键盘按行列式排列——节省I/O线，软件复杂。键盘工作方式：查询；中断。设计要点：判断有无键盘按下；断哪个键按下；键值处理；必要的显示；键盘消抖动；误操作处理。2.编码键盘系统硬件电路实现键盘的编码、键闭合/释放、消抖动。intel8279可编程键盘/显示接口芯片intel8279：片选、读写(40pin)数据

7、总线、地址总线时钟、中断请求键盘扫描输出、返回输入——14个引脚动态显示扫描、消隐——9个引脚与CPU接口(15个个引脚)二、数码显示技术静态显示：动态显示：LED显示：LCD显示：LED点阵显示：LED笔段显示：共阴：共阳：7段译码：显示驱动：发光二极管阵列CPU锁存译码驱动锁存译码驱动1234abcd发光二极管阵列驱动线路LCD显示：笔段式点阵式专用可编程显示控制驱动芯片§12-4智能仪器输出通道及数据通讯接口一、输出通道1.输出通道信号分类直流电流信号：4~20mA：250~750欧姆0~10mA：0~3000欧姆直流电压信号：近距离传输，1~5V模

8、拟量开关量控制：继电器、接触器、电磁阀显示工作状态；开用关量途数字