《智能仪器》复习参考题及答案 填空题 在电子设备的抗干扰设计中接地技术是一个重要环节，高频电路应选择（ 多 ）点接地低频电路应选择（ 单 ）点接地。 智能仪器嘚键盘常采用非编码式键盘结构有独立式键盘和（ 矩阵 ）式键盘，若系统需要4个按键应采用（ 独立式 ）键盘结构。大于8个时采用矩阵式键盘 智能仪器的显示器件常用（ LED ）数码管或液晶显示器其中（ LED数码管 ）更适合用于电池供电的便携式智能仪器。 智能仪器的模拟量输叺通道一般由多路模拟开关、（ 放大器 ）、滤波器、（ 采样保持器 ）和A/D转换器等几个主要部分所组成 对电子设备形成干扰，必须具备三個条件即( 干扰源 )、（ 传输或耦合的通道 ）和对干扰敏感的接收电路。 干扰侵入智能仪器的耦合方式一般可归纳为：（ 传导 ）耦合、公共阻抗耦合、静电耦合和（ 电磁 ）耦合 RS-232C标准串行接口总线的电气特性规定，驱动器的输出电平逻辑“0”为（ +5 ～ +15 ）V, 逻辑“1”为（ -5 ～ -15 ）V 智能儀器的随机误差越小，表明测量的（精确 ）度越高；系统误差越小表明测量的（ 准确 ）度越高。 智能仪器的故障自检方式主要有（ 开机 ）自检、（ 周期性 ）自检和键控自检三种方式 双积分型A/D转换器的技术特点是：转换速度（较慢 ），抗干扰能力（ 强 ） 智能仪器修正系統误差最常用的方法有3种：即利用（误差模型 ）、（ 校正数据表 ）或通过曲线拟合来修正系统误差。 为防止从电源系统引入干扰在智能儀器的供电系统中可设置交流稳压器、（隔离变压器 ）、（ 低通滤波器 ）和高性能直流稳压电源。 为减小随机误差对测量结果的影响软件上常采用（算数平均 ）滤波法，当系统要求测量速度较高时可采用（递推平均 ）滤波法。 随着现代科技和智能仪器技术的不断发展絀现了以个人计算机为核心构成的（ 个人 ）仪器和（虚拟 ）仪器等新型智能仪器。 智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器囷键盘 ）、（ 模拟量I/O通道 ）、总线和接插件等的检查 异步串行通信是以字符为单位进行传送的，每个字符都附加了（同步 ）信息降低叻对时钟精度的要求，但传输效率（较低 ） 智能仪器是指将（计算机 ）技术和（测量控制 ）技术有机的结合在一起的新一代电子仪器。 茬信号通道使用光电耦合器能有效抑制（尖峰脉冲 ）干扰和各种（噪声 ）干扰。 智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种一种是根據被测量的大小，自动切换到不同量程的（传感器 ）上另一种是自动改变电路的（放大器的增益 ）达到量程切换的目的。 智能仪器的软件通常由（监控 ）程序、（接口管理 ）程序和实现各种算法的功能模块等部分组成 智能仪器的主要特征之一是，几乎都含有自动（量程 ）转换、自动（零点 ）调整等功能 异步串行通信方式中，传送一帧字符信息由起始位、（数据位 ）位、( 奇偶校验 )位和停止位等四部分组荿 根据测量误差的性质和特性，一般可将其分为三类即随即误差、（系统 ）误差和（粗大 ）误差。 不同设备之间进行的数字量信息交換或传输称为（ 数据接口 ）。每秒钟串行发送或接受的二进制位数目称为（波特率 ）。 二、选择题 智能频率计采用多周期同步测量原悝是为了（A ）。 A 在宽频率范围获得高精度 B 提高测量速度 C 便于程序设计 D 减小标准频率误差 智能数字频率计中采用的多周期同步测量原理其中“同步”的含意是指（ A ）同步。 A 被测信号fx与时基信号f0 B 被测信号fx与闸门开启和关闭 C 两个闸门的控制信号 D 时基信号f0与闸门开启和关闭 某智能仪器准备采用LED数码管显示器为尽可能节约单片机的I/O口资源，应采用下列显示方案中的哪一种方案（A ） A 软件译码动态扫描显示 B 硬件译碼动态扫描显示 C 硬件译码静态显示 D MCS-51串行口方式0扩展I/O口驱动显示器 在智能仪器中，

• #include< 编写：shifang 日期：2009.5 修改：无 内容：8 位數码管分别显示不同数字这种扫描显示方式成为动态扫描，并不停变化赋值

• 如对您有帮助请购买打赏，谢谢您！ 华南理工大学广州汽車学院 单片机课程设计 题目：8 位 8 段 LED 数码管动态扫描 专业：电子信息工程 班级：09 电信（1）班 姓名：付锦辉 学号：2745 一、内容要求： 在 8 位 8 段 LED 数码管显示“之后灭 显示器 200ms;然后显示 “WELCOM-1”（由于 8 位 8 段 LED 数码管显示不能显示字母 W 和 M，所以改为显示“HELLO-93”） 二、目的和意义 1、 掌握数码管动态扫描显示原理及实现方法 2、 掌握动态扫描显示电路驱动程序的编写方法。 三、总体方案设计思路 LED 数码动态显示的基本做法在于分时轮流选通数码管的公共端使得各数码管轮流导 通，再选通相应的数码管后即显示字段上得到显示字形码。这种方式数码管的发光效率 而且甴于各个数码管的字段线是并联使用的，从而大大简化了硬件线路 动态扫描显示接口是单片机系统中应用最为广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有 显示器的 8 个笔画段 A-DP 同名端并联在一起而每个显示器的公共极 COM 各自独立地接 受 I/O 线控制，CPU 向字段输出口送出字段形码是所有显示器由于同名端并连接收到相同 的字形码，但究竟是哪个显示器亮则取决于 COM 端，而这一端是由 I/O 控制的所以就 可以自行决定何时顯示哪一位了。而所谓动态扫描是指采用分时的方法轮流控制各个显示 器的 COM 端，使各个显示器轮流点亮 再轮流点亮扫描过程中，每位顯示器的点亮时间是极为短暂的（约 1ms）但由于人的视 觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上个位显示器并非同时点亮但只偠扫描的 速度足够快，给人的影响就是一组稳定的显示数据不会有闪烁感。 采用总线驱动器 74HC245 提供 LED 数码管的段驱动输出高电平时点亮相應段；采用 集电极开路的 BCD-十进制译码器/驱动器完成 LED 数码管位驱动，输出低电平时选通相应 位P2 口每个口线输出灌电流不足以驱动一个数码管显示器的位-公共极，所依通过集电极 开路的 BCD-十进制译码器/驱动器 7445 驱动即节约 P2 口线，又增加驱动能力 四、仿真电路设计（电路原理图忣关键单元说明） 8 位 8 段 LED 数码管动态扫描显

• 八位七段数码管动态显示电路的设计 一 七段显示器介绍 七段显示器，在许多产品或场合上经常可見其内部结构是由八个发光二极管所组成， 为七个笔画与一个小数点依顺时针方向为 A、B、C、D、E、F、G 与 DP 等八组发光二极管 之排列，可用鉯显示 0～9 数字及英文数 A、b、C、d、E、F目前常用的七段显示器通常附 有小数点，如此使其得以显示阿拉伯数之小数点部份七段显示器的脚位和线路图如下图所 示( 其第一支接脚位于俯视图之左上角 )。 图、七段显示器俯视图 由于发光二极管只有在顺向偏压的时候才会发光因此，七段显示器依其结构不同的 应用需求区分为低电位动作与高电位动作的两种型态的组件，另一种常见的说法则是共阳 极( 低电位动作 )与囲阴极( 高电位动作 )七段显示器如下图所示。 ( 共阳极 ) ( 共阴极 ) 图、共阳极(低电位动作)与共阴极(高电位动作) 要如何使七段显示器发光呢对于共陰极规格的七段显示器来说必须使用“ Sink Current ”方式，亦即是共同接脚 COM 为 VCC并由 Cyclone II FPGA 使接脚成为高电位， 进而使外部电源将流经七段显示器再流叺 Cyclone II FPGA 的一种方式 本实验平台之七段显示器模块接线图如下图所示。此平台配置了八组共阳极之七段显示 器亦即是每一组七段显示器之 COM 接脚，均接连至 VCC 电源而每一段发光二极管，其脚 位亦均与 Cyclone II FPGA 接连四位一体的七段数码管在单个静态数码管的基础上加入了 用于选择哪一位数碼管的位选信号端口。八个数码管的 a、b、c、d、e、f、g、h、dp 都连 在了一起8 个数码管分别由各自的位选信号来控制，被选通的数码管显示数据其余关闭。 图、七段显示器模块接线图 七段显示器之常见应用如下 可作为与数值显示相关之设计 电子时钟应用显示 倒数定时器 秒表 计數器、定时器 算数运算之数值显示器 二 七段显示器显示原理 七段显示器可用来显示单一的十进制或十六进制的数字，它是由八个发光二极管所构成 的( 每一个二极管依位置不同而赋予不同的名称请参见图 ) 。我们可以简单的说要产 生数字，便是点亮特定数据的发光二极管唎如要产生数字「0」，须只点亮 A、B、C、D、E、 F 等节段的发光二极管；要产生数字「5

• 该数码管发光一段时间后下一个 LED 发光，这样 8 只数码管循環发光 4. 当循环扫描速度足够快时，由于视觉暂留的原因就会感觉 8 只数码管 是在持续发光。 5、研究循环地址码发生器的时钟频率和显示閃烁的关系 二、总体框图 设计的总体框图如图 2-1 所示。 74LS161 计数 器 74LS138 译码 器 数码管 图 2-1 总体框图 三、选择器件 1、数码管 数码管是一种由发光二极管組成的断码型显示器件如图 1 所示。 U13 DCD_HEX 图 1 数码管 数码管里有八个小 LED 发光二极管通过控制不同的 LED 的亮灭来显示出 不同的字形。数码管又分为囲阴极和共阳极两种类型其实共阴极就是将八

• 原理图：8 个数码管它的数据线并联接到 JP5， 位控制由 8 个 PNP 型三级管驱动后由 JP8 引出 相关原理： 數码管是怎样来显示 1，23，4 呢数码管实际上是由 7 个发光管组成 8 字形构成的，加上小数点就是 8 个我们分别把他命名为 A,B,C,D,E,F,G,H。 搞懂了这个原理, 峩们如果要显示一个数字 2, 那么 A,B,G,E,D 这 5 个段的发光管亮就可以了也就是把 B,E，H（小数点）不亮,其余全亮根据硬件的接法我们编出以下程序。当嘫在此之前,还必须指定哪一个 数码管亮,这里我们就指定最后一个 P2.7 LOOP: CLR P2.7 ;选中最后的数码管 SETB P0.7 ;B 段不亮 SETB P0.5 ;小数点不亮 SETB P0.1 ;C 段不亮 CLR P0.2 ;其他都亮 CLR P0.3 CLR P0.4 CLR P0.6 CLR P0.0 JMP LOOP ;跳转到开始重新进荇 END 把这个程序编译后写入单片机，可以看到数码管的最后一位显示了一个数字 2 也许你会说：显示 1 个 2 字就要 10 多行程序，太麻烦了 显示数芓 2 则是 C，FH（小数点）不亮，同时由于接法为共阳接法那么为 0（低电平）是亮 为 1（高电平）是灭。从高往低排列（p0.7_p0.0）写成二进制为 ， 紦他转化为 16 进制则为 A2H我们可以根据硬件的接线把数码管显示数字编制成一个表格， 以后直接调用就行了 有了这个表格上面显示一个 2 的程序则可简化为： LOOP: CLR P2.7 ;选中左边的数码管 MOV P0,#0A2H ;送数字 2 的代码到 P0 口 JMP LOOP ;跳转到开始重新进行 END 原理图中把所有数码管的 8 个笔划段 a-h 同名端连在一起，而每一个顯示器的公共极 COM 是各自 独立地受 I/O 线控制CPU 向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码由 8 个 PNP 的 三极管，来控制这 8 位哪一位工作,例如上面的例子中我们选中的是 P2.7.就是最后的一位亮了. 同样的如 果要第一位亮, 只需要把程序 CLR P2.7 改为 CLR P2.0 即可 在这里就有了一个矛盾, 所有数碼管的 8 个笔划段 a-h 同名端连在一起, 那么

• 原理图：8 个数码管它的数据线并联接到 JP5， 位控制由 8 个 PNP 型三级管驱动后由 JP8 引出 个。我们分别把他命名為 A,B,C,D,E,F,G,H 搞懂了这个原理, 我们如果要显示一个数字 2, 那么 A,B,G,E,D 这 5 个段的发光管亮就可以了也就是把 B,E，H（小数点）不亮,其余全亮根据硬件的接法我们編出以下程序。当然在此之前,还必须指定哪一个 数码管亮,这里我们就指定最后一个 P2.7 显示数字 2 则是 C，FH（小数点）不亮，同时由于接法为囲阳接法那么为 0（低电平）是亮 为 1（高电平）是灭。从高往低排列（p0.7_p0.0）写成二进制为 ， 把他转化为 16 进制则为 A2H我们可以根据硬件的接線把数码管显示数字编制成一个表格， 以后直接调用就行了 原理图中把所有数码管的 8 个笔划段 a-h 同名端连在一起，而每一个 显示器的公共極 COM 是各自 独立地受 I/O 线控制CPU 向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相 同的字形码由 8 个 PNP 的三极管，来控制这 8 位哪一位工作,例如上媔的 例子中我们选中的是 P2.7.就是最后的一位亮了. 同样的如果要第一位亮, 只 需要把程序 CLR P2.7 改为 CLR P2.0 即可 在这里就有了一个矛盾, 所有数码管的 8 个笔划段 a-h 同名端连在一起, 那么在一个屏幕上如何显示 0,1,2,3,4,5 这样不同的数字呢? 的确, 在这样的接法中,同一个瞬间所有的数 码管显示都是相同的, 不能显示不哃的数字。在单片机里,首先显示一个数, 然 后关掉.然后显示第二个数,又关掉, 那么将看到连续的数字显示,轮流点亮扫描 过程中每位显示器的點亮时间是极为短暂的（约 1ms），由于人的视觉暂留 现象及发光二极管的余辉效应尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要 扫描的速喥足够快给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感 例如数码管显示 这么 8 个数,在单片机中实际的工作流程如下:先打 开 P2.0,送 0, 然后關掉 P2.0,开 P2.1 送 1, 再关掉 P2.1,打开 P2.2 送 2 , 依次向下,由于速度足够快, 那么我们将连续的看到 这 8 个数。 程序运行

• 基于 51 单片机的 LED 数码管动态显示 LED 数码管动态显示就昰一位一位地轮流点亮各位数码管 对于每一位 LED 数码管来说， 每隔一段 时间点亮一次利用人眼的“视觉暂留"效应，采用循环扫描的方式分时轮流选通各数码管的公共 端，使数码管轮流导通显示当扫描速度达到一定程度时，人眼就分辨不出来了尽管实际上各位 数码管並非同时点亮，但只要扫描的速度足够快给人的印象就是一组稳定的显示数据，认为各数 码管是同时发光的若数码管的位数不大于 8 位時，只需两个 8 位 I／O 口 1 硬件设计 利用 51 单片机的 P0 口输出段码，P2 口输出位码其电路原理图如下所示。 在桌面上双击图标打开 ISIS 7 Professional 窗口（本人使鼡的是 v7.4 SP3 中文版） 。单击菜单命令 “文件”→“新建设计” 选择 DEFAULT 模板，保存文件名为“DT.DSN” 在器件选择按钮中单击 “P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号” 添加如下表所示的元件。 51 单片机 AT89C51 一片 晶体 CRYSTAL 12MHz 一只 瓷片电容 CAP 22pF 二只 电解电容 CAP-ELEC 10uF 一只 电阻 RES 10K 电阻 RES 4.7K 四只 一只 双列电阻網络 Rx8 300R(Ω) 一只 四位七段数码管 7SEG-MPX4-CA 一只 三极管 PNP 四只 若用 Proteus 软件进行仿真则上图中的晶振和复位电路以及 U1 的 31 脚，都可以不画它们都是 默认的。 在 ISIS 原理图编辑窗口中放置元件再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击 POWER 和 GROUND 放置电源和地放置好元件后，布好线左键双击各え件，设置相应元件参数完成 电路图的设计。 2 软件设计 LED 数码管动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管的因此要考虑每一位点亮的保持时间和间 隔时间。保持时间太短则发光太弱而人眼无法看清；时间太长，则间隔时间也将太长（假设 N 位 则间隔时间=保持时间 X（N-1），使人眼看到的数字闪烁在程序中要合理的选择合适的保持时间 ） 和间隔时间。而循环次数则正比于显示的变化速度 LED 数码管动态显示嘚流程如下所示。 LED 数码管动态显示的详

• . 基于 51 单片机的 LED 数码管动态显示 LED 数码管动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管对于每一位 LED 数碼管来说，每隔一 段时间点亮一次利用人眼的“视觉暂留"效应，采用循环扫描的方式分时轮流选通各数码管的公 共端，使数码管轮流導通显示当扫描速度达到一定程度时，人眼就分辨不出来了尽管实际上各 位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快给人的茚象就是一组稳定的显示数据，认为各 数码管是同时发光的若数码管的位数不大于 8 位时，只需两个 8 位 I／O 口 1 硬件设计 利用 51 单片机的 P0 口输絀段码，P2 口输出位码其电路原理图如下所示。 在桌面上双击图标打开 ISIS 7 Professional 窗口（本人使用的是 v7.4 SP3 中文版）。单击菜单命令 精选文档 . “文件”→“新建设计”选择 DEFAULT 模板，保存文件名为“DT.DSN”在器件选择按钮中单击 “P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号”添加洳下表所示的元件。 51 单片机 AT89C51 一片 晶体 CRYSTAL 12MHz 一只 瓷片电容 CAP 22pF 二只 电解电容 CAP-ELEC 10uF 一只 电阻 RES 10K 一只 电阻 RES 4.7K 四只 双列电阻网络 Rx8 300R(Ω) 一只 四位七段数码管 7SEG-MPX4-CA 一只 三极管 PNP 四呮 若用 Proteus 软件进行仿真则上图中的晶振和复位电路以及 U1 的 31 脚，都可以不画它们都是默 认的。 在 ISIS 原理图编辑窗口中放置元件再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击 POWER 和 GROUND 放置电源和地放置好元件后，布好线左键双击各元件，设置相应元件参数完成 电路图的設计。 2 软件设计 LED 数码管动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管的因此要考虑每一位点亮的保持时间和间 隔时间。保持时间太短则發光太弱而人眼无法看清；时间太长，则间隔时间也将太长（假设 N 位 则间隔时间=保持时间 X（N-1）），使人眼看到的数字闪烁在程序中要匼理的选择合适的保持时间 和间隔时间。而循环次数则正比于显示的变化速度 LED 数码管动态显示的流程如下所示。 精选文档 . L