问题 问答题


阅读以下关于CAN现场总线嵌入式监控系统的技术说明,根据要求回答问题1至问题5。
[说明]
某自动化仪表企业正在研究使用现场总线网络构成自动监测系统的可行性,打算采用 CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线作为底层网络构件系统。该企业试验用的数据采集与监测系统的网络结构如图6-10所示。


在图6-10网络结构中,系统主控机可有一台或多台,相当于上位机,负责系统的总体管理,可以向网络节点发送命令,接受节点数据,进行存储、分析、统计、显示与打印等工作。在系统主控机内装有PCCAN网卡(CAN总线通信接口适配卡)。系统主控机中具有以下几种软件模块:
(1)初始化模块。该模块用来设置CAN网络通信速率、输出控制方式、报文标识符屏蔽格式等参数,设定各节点工作空间的位置与规模,初始化节点缓冲区域的缓冲文件等。
(2)采集节点信息与数据模块。该模块可以采用指定节点发送、由节点主动发送和自动轮询采集等多种方式,并可以统计与分析数据采集的进度与状态。
(3)向节点发送参数、命令或程序模块。
(4)数据统计分析模块。
(5)系统管理模块。
图6-10所示的网络结构中有12个网络节点,每一节点都通过传感器采集现场的有关数据。在每一节点电路中都配置了MCP2510 CAN控制器和TJA1050总线收发器,其接口电路如图6-11所示。系统主控机与网络节点采用双绞线连接,实验时最大节点间的距离为35 m。

[问题4]
MCP2510和TJA1050连接的两个信号都是单向信号。在图6-11所示的电路图中, MCP2510芯片输入信号即RXCAN高电平的范围Vih是2~4.3 V。这并不能满足5 V逻辑的TJA1050芯片的输出电平,因此需要进行I/O接口电路的电平转换。在图6-1l所示的电路图中,电阻SR10、SR11的阻值在选择时需要考虑哪些因素

答案

参考答案:

解析:需要考虑TJA1050芯片输出信号的驱动能力和MCP2510的 RXCAN管脚的输入阻抗等两个关键因素这是一道要求读者掌握电子转换I/O接口电路元器件参数选择的分析题。本题的解答思路如下: ①在图6-11所示的电路图中,MCP2510芯片组成的CAN控制器使用的是3.3V电压供电,而TJA1050芯片组成的CAN总线收发器使用的是5.0 V电压供电。 ②试题中给出的关键信息“MCP2510和TJA1050连接的两个信号都是单向信号”间接告知,在图6-11所示的电路图中,对于MCP2510来说,TXCAN是输出信号, RXCAN是输入信号,只需要单向满足I/O接口的电气特性即可。 ③试题中已给出在3.3 V电压供电情况下,MCP2510芯片输入信号即RXCAN高电平的范围Vih是2~4.3 V。这并不能满足5 V逻辑的TJA1050芯片的输出电平,因此需要进行I/O接口电路的电子转换。在图6-11所示的电路图中,采用电阻分压(电阻SR10、 SR11)的方法实现单向的电子转换。 ④在图6-11所示的电路图中,分压电阻SRl0、SR11的阻值选择需要考虑TJA1050芯片输出信号的驱动能力和MCP2510的RXCAN管脚的输入阻抗两个关键因素。 TJA1050芯片最多可以输出15 mA的电流,这足以驱动电阻RS11+RS10=10 kΩ+ 20 kΩ=30 kΩ。MCP2510芯片的输入电流ILI不会超过5 μA。 ⑤另外说明一点,在图6-11所示的电路图中,TJA1l050为5 V供电时,输入高电平 Vih范围是2~5.3 V。而3.3 V供电的MCP2510输山的TXCAN信号高电平Voh的最小值为2.6 V,因此MCP2510输出的TXCAN信号电平可以满足TJA1050的输入电子的要求。

单项选择题
阅读理解与欣赏

阅读课外现代文,回答文后问题。

最佳饮料——白开水

  ①随着生活水平的提高,各种各样的饮料走进了人们的生活。喝矿泉水、纯净水已是普遍现象,喝雪碧、可乐成了一种时尚,各种名目繁多的功能饮料更是赢得了青少年的青睐,而饮用白开水的人却越来越少。其实,从科学角度来看,任何其他的饮料都无法取代白开水。

  ②众所周知,水是维持人体正常生理活动所必需的物质,只有保证机体有足够的水分,体内产生的废物才能及时地通过肾脏排出体外。从医学角度上讲,任何饮料都不如白开水对生理健康有价值。白开水最容易解渴,有调节体温、输送养分及清洁身体内部的功能。而且,白开水具有较强的生物活性,对于促进细胞新陈代谢、能量转换、血液循环和维持电解质平衡,都大有益处。白开水不含卡路里,在进入人体后,很容易透过细胞膜,增加血液中血红蛋白含量,增强人体自身免疫功能,提高机体抗病能力。因此,白开水实在是人体最需要的天然“饮料”。

  ③白开水是由自来水煮沸而来的,其主要成分是水,其中还包含多种矿物质和一些人体需要量极少的微量元素,如钠、钾、钙、镁、锌、铁、铜、铅、氟、碘和硒等。矿物质和微量元素是人体必需的营养素,不能缺乏,但也不能过多。自来水所含的矿物质为矿泉水的1/10,又是纯净水的10倍。矿泉水的矿化度一般为200~300毫克/升,自来水为20~30毫克/升,而纯净水只有2~3毫克/升。有关研究表明,自来水中的矿物质和微量元素的含量对人体来说是最适宜的。

  ④其他的饮料所含糖分和热量一般都偏高,食欲旺盛且过量饮用的人,往往会因糖分和热量摄入过多引起肥胖,食欲不振的人则由于饮料影响正餐,可能导致热量摄入不足而渐趋瘦弱。饮料中的果糖会阻止人体对铜的吸收,引起贫血等病症。饮料中的人工色素、防腐剂在体内蓄积,会干扰多种酶的功能,引起消化不良。再者,饮料中的大量电解质不容易很快从胃肠排空,而是较长时间存在于胃肠内,影响消化吸收,降低食欲,同时还加重了肾脏的负担。另外,通过蒸馏和逆渗透技术加以净化后的纯净水会失去如镁、锌、铁、硒、碘等对人体有益的矿物质,长期饮用纯净水,人体便会缺少某些必要的元素而造成营养失衡,这对处于生长期的青少年来说尤为不利。

  ⑤那么,如何科学地饮用白开水呢?首先要注意喝水时间。饭前饭后半小时和餐中都不宜大量饮水,以免冲淡唾液、胃液,导致消化不良;最好在两顿饭中间适量饮用。其次要掌握喝水的量。成人每天需500~3000毫升,要一次性将一整杯水喝完,这样有利于身体真正吸收;最好每隔1~2小时喝一杯,不要等到有口渴感觉时才饮水。再者要喝新鲜开水。饮用水储存时间不宜过长,否则其中的亚硝酸盐含量就会上升,可转换为有致癌作用的亚硝胺。将水加热到100℃并持续沸腾3分钟,等降温到30℃以下后最适合安全饮用。而生水、不开的水、重新煮开的水、千滚水(反复煮沸的水)、蒸锅水(蒸馒头等的剩锅水)和老化水(长时间贮存不动的水)等,是绝对不可饮用的。

1.为什么说白开水是生活中的最佳饮料?

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2.请你从说明方法的角度分析第③段中画线句子的表达作用。

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3.下列说法,符合文意的一项是(  )

A.从科学角度来看,其他的饮料都无法取代白开水。

B.只要保证机体有足够的水分,体内产生的废物就能通过肾脏排出体外。

C.食欲旺盛且过量饮用的人,一定会因糖分和热量摄入过多引起肥胖。

D. 饭前饭后半小时和餐中都不宜饮水,以免冲淡唾液、胃液,导致消化不良。

4.请你为倡导喝白开水拟写一则公益广告语。

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