智能仪器设计基础第6章讲述.ppt

设某智能仪器的输入电路有100V、10V、1V三挡量程。为了实现对触发电平的自动调节，可分为“粗调”过程和“微调”过程。 “粗调”过程可确定输入波形所在量程。首先编程使微处理器通过输出口使程控衰减器置于最高量程100V挡(程控衰减器放大倍数为0．01，即×0.01)，然后，通过向D／A转换器输送不同的数逐渐调节触发电平，再通过触发检测器检测比较器输出是否翻转，以此来检测输入波形幅度是否存在于100V量程范围内。如果未检测出，则将衰减器置于10V (×0．1)挡，重复上述过程。如果还未检测出，就将衰减器降低到1V (×1)挡，再重复上述过程。 “微调”过程可准确确定触发电平。输入波形所在的量程确定后，微处理器将向D／A转换器输送较小间隔的数字量，即以较小的步进值调节触发电平。如微处理器开始以该量程的5％为一步，步进扫描整个输入量程范围。当探测到触发信号时，，若在第三步时发生第一次触发，则退回到第二步时的电平，再以1．25％为一步继续进行扫描，直至发生第二次触发为止。根据精度需要，重复使用上述方法，可以获得更好的分辨率，得到最佳触发电平值，最后微处理器通过D／A转换器将通道置于该电平上。 6.3.2 触发电平自动调节 6.4 硬件故障检测 随着技术和工艺的发展，组成智能仪器系统的每一个器件都具有高度的可靠性和稳定性，但由于运作环境的多样性，要做到长期运行不发生任何故障几乎是不可能的，即使是集中了最先进技术的仪器设备也不可能做到万无一失。一台仪器的故障或者损坏有可能影响整个控制系统的运行，甚至会危及有关的生产设备和人身安全，可谓事关重大。为了提高系统的可靠性，降低故障率，需要对系统本身的运行状态进行监督和检查，以保证系统的安全和可靠运行。 所谓自检就是自动开始或人为触发开始执行事先编制好的检测程序的自我检验过程，能对系统出现的软硬件故障进行自动检测，并且给出相应指示。智能仪器如果发生了故障，需要能自动进行故障的检测和诊断，并提醒操作人员注意，将影响降低到最低限度，以保证整个系统的安全和可靠运行。 常见的自检有开机自检、周期性自检和键控自检3种方式。在自检过程中，当检查到系统已出现的某种故障时，一般都采用系统本身的数字显示器，给出某种代码指示，同时伴随着灯光闪烁或声响报警信号。操作人员可根据代码信号查找故障类型，并提供故障发生的位置。自检功能主要依靠软件完成，力求最大限度地利用被检测仪器本身能提供的信号、电路等现有条件，从而使仪器能够简单而又方便地进行自检。 6.4 硬件故障检测 1．开机自检 当仪器接通电源或复位后，仪器进行一次自检，在以后的测控过程中不再进行。 2．周期性自检 大多数智能仪器在运行过程中，要不断地、周期性地插入自检操作。这种自检完全是自动进行的，并且是在测量工作的间歇期间完成的，不干扰正常测控任务。 3．键控自检 有些仪器是在面板上设置一个自检按键，由操作者控制用来启动自检程序。 下 页 上 页 返 回 6.4 硬件故障检测 （1） 当程序投运之前，检查其能否正确写入和读出数据。一般先将检查字“AAH”写入RAM单元，然后按所写的单元地址逐字节读出，检查是否全为“AAH”；再写入检查字“55H”，同样以所写单元地址逐字节读出，检查是否全为“55 H”。检查字“AAH”和“55H”均为相邻位电平相反，且“AAH”和“55H”互为反码。循环一遍即可实现各位写“0”、读“0”和写“1”、读“1”的操作。 6.4.1 RAM的自检 下 页 上 页 返 回 任何时候RAM都应该能进行正常的读/写操作，就其读/写的内容来讲，应该为“0”或“1”，每个字节的每一位都应有此基本要求。 RAM的自检流程一 下 页 上 页 返 回 6.4.1 RAM的自检 （2）当程序投运之后，作为数据区的RAM已存放有一定的信息，检查程序绝对不能破坏原有的内容，因此上述方法已不再适用。 可采用“异或的办法进行检查，即先从被检查的RAM单元中读出信息，求反后再与原单元内容进行一次异或运算，若其结果为全“1”，表明该单元工作正常，否则应给出错误指示。 下 页 上 页 返 回 6.4.1 RAM的自检 下 页 上 页 返 回 RAM的自检流程一 6.4.1 RAM的自检 将调试好的程序向ROM中固化时，保留一个单元(一般是程序结束后的后继单元)不写程序而写入检验字。校验字的状态应使ROM中每一列具有奇数(或偶数)个1，从而使校验和为全“1”(或全“0”)。 ROM地址 ROM中内容 备注 0 ? 1 ? 2 ? 3