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智能仪器设计基础

智能仪器设计基础

智能仪器设计基础是一种多学科交叉应用技术,集计算机技术、传感

技术、信息采集技术、电子技术、机械技术、测试技术和软件设计技术等

知识于一体。其原理基本上是利用智能仪器传感器来采集测量物体的信息,通过电子电路把信号转换成数字,然后利用计算机来处理、记录、存储和

显示。智能仪器的设计需要考虑的关键要素包括:智能仪器的传感原理和

类型、电子电路的设计及编程、计算机的采集、处理技术、软件的设计及

开发等。在智能仪器设计过程中,必须要综合考虑这些要素,才能保证智

能仪器的功能、性能和精度等指标的满足。

智能仪器仪表课程设计

摘要 随着时代的进步和发展,智能仪表已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域,已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于89C51单片机的温度报警系统,软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析,对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和模数转换,并可根据需要任意设定上下限报警温度,它使用起来相当方便,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点,适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量,也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中,作为其他主系统的辅助扩展。AT89C51与ADC0808结合实现最简温度报警系统,该系统结构简单,抗干扰能力强,适合于恶劣环境下进行现场温度测量,有广泛的应用前景。 关键词:温度报警;ADC0808;AT89C51

目录 1 智能仪器仪表的简介 (2) 1.1智能仪器仪表简介 (2) 1.2智能仪器仪表的作用 (2) 1.3本课题的背景和意义 (3) 2 系统设计简介 (4) 2.1 芯片简介 (4) 2.2 设计要求 (4) 2.3 设计方案论证 (4) 2.4 硬件设计电路 (5) 3 系统硬件设计 (6) 3.1控制模块 (6) 3.2显示电路 (6) 3.3转换模块 (7) 3.4报警模块 (7) 3.5系统总体电路图 (8) 4 设计语言及软件介绍 (9) 4.1 keil语言介绍 (9) 4.2 Proteus软件介绍 (9) 4.3 keil与proteus联调与仿真实现 (10) 5 系统软件设计 (11) 5.1 程序设计思路 (11) 5.2源程序 (12) 5.3 调试及仿真 (17) 6 结论 (18) 7 参考文献 (18)

智能仪器课程设计

智能仪器课程设计 1. 确定课程目标 本课程的目标是让学生了解智能仪器的基本原理和应用,掌握智能仪器的设计流程,实现一个基于智能仪器的简单应用。 2. 课程大纲 本课程主要分为以下几个部分: •智能仪器的基本原理介绍 •智能仪器的设计流程讲解 •智能仪器应用案例分析 •实战指导和项目实践 3. 课程内容详细说明 3.1 智能仪器的基本原理介绍 在这个部分,我们将会了解以下内容: •什么是智能仪器 •智能仪器的基本构造和组成 •智能仪器的基本原理和知识点 3.2 智能仪器的设计流程讲解 在这个部分,我们将会了解以下内容: •智能仪器的设计流程 •如何选择和购买智能仪器材料

•智能仪器的设计注意事项 •智能仪器的设计案例分析 3.3 智能仪器应用案例分析 在这个部分,我们将会了解以下内容: •通过案例学习智能仪器的应用场景 •学习智能仪器在不同行业的应用经验 •分析智能仪器在实际工程中的应用案例 3.4 实战指导和项目实践 在这个部分,我们将会了解以下内容: •实践智能仪器的设计过程 •学习使用常见的智能仪器开发工具和软件 •学习如何编写智能仪器的程序 •通过小组项目演练智能仪器的设计过程 4. 课程评估 本课程的评估方式将根据以下几个因素进行: •出勤率(10%) •课堂互动(20%) •课堂测试(30%) •项目演练(40%) 学生需要满足出勤率不低于90%的标准,并参与课堂互动和测试。在项目演练中,学生需要完成针对特定智能仪器的设计任务并提交项目报告。

5. 结论 通过本课程的学习,学生们将会了解智能仪器的基本原理和应用,掌握智能仪器的设计流程,实现一个基于智能仪器的简单应用。同时,本课程以实践为重,让学生们在项目演练中真正掌握应用技能,为未来的工程实践打下坚实的基础。

智能仪器

智能仪器拥有对数据的存储、运算、器,拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,辑判断及自动化操作等功能,具有一定的智能作用。仪器仪表是信息获取的手段、是认识世界的工具,是一个系统或装置。最基本的作用:是延伸扩展补充或代替人的听觉、视觉、触觉等器官的功能。 虚拟仪器美国国家仪器(NI)公司提出以通用计算机为基础,以通用计算机为基础,加上特定的硬件接口设备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一种新型仪器。 虚拟仪器三大组成模块计算机仪器模块 软件 能仪器是计算机技术与测量仪器相结合的 产物,是含有微计算机或微处理器的测量(或检测)仪器,它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定智能的作用。 分类高级智能仪器类模型化智能仪 器类初级智能仪器类聪敏仪器类 四层次 1人工智能 2 系统辨识、模式识别 3计算机、信号处理4 电子、传感、电子、传感、测量 基本结构●微机内嵌将单片或多片的微处理器与传统仪器有机地结合在一起形成的单机,其形态是仪器。●微机扩展式以个人计算机(PC)为核心的 (PC) 应用扩展型测量仪器。个人计算机仪器(PCI)或称微机其形态可以是计算机。 特点◆测量过程的软件控制◆数据处理◆多功能化: 主要技术1、传感器技术2、A/D等新器件增强仪器的功能与测量范围 3.单片机、DSP 处理器广泛应用 4、嵌入式系统与片上系统(SOC )5、ASIC、FPGA/CPLD技术6、LabVlEW 等图形化软件技术→虚拟仪器 7、网络与通信技术 智能仪器设计的基本要求1) 功能及技术指标要求2) 可靠性要求3) 便于操作和维护4) 仪器工艺结构与造型设计要求 智能仪器的设计原则 1.从整体到局部(自

智能仪器仪表课程设计

智能仪器仪表课程设计 课程简介 随着科技不断进步,智能仪器仪表越来越受到广泛关注和应用。本课程将着重 介绍智能仪器仪表的基本知识、开发和应用,以及相关案例分析。通过本课程,学生将能够掌握智能仪器仪表的设计和应用技能,并且为未来的技术创新和市场竞争打下坚实的基础。 课程目标 •熟悉智能仪器仪表的定义和特点,了解其工作原理和体系结构; •掌握智能仪器仪表的软硬件设计和实现技术,具备从设计到开发、测试、应用的全过程能力; •熟练使用智能仪器仪表相关的编程语言和开发工具,能够针对不同应用场景进行系统开发和实现; •了解智能仪器仪表在不同领域的应用案例,包括制造业、自动化控制、航天航空、医疗健康等领域; •掌握智能仪器仪表的测试和维护技术,能够对设备进行故障排除和日常维护工作。 课程内容 第一章:智能仪器仪表概述 •智能仪器仪表的定义和发展历程; •智能仪器仪表的分类和特点; •智能仪器仪表的体系结构和工作原理。 第二章:智能仪器仪表设计基础 •模拟电路和数字电路基础知识;

•传感器和执行器的选择和应用; •嵌入式系统和微控制器的应用。 第三章:智能仪器仪表软件开发 •C语言和汇编语言的基础知识; •嵌入式系统的程序设计和调试; •嵌入式系统的操作系统和驱动程序。 第四章:智能仪器仪表应用案例 •智能制造领域的应用案例; •自动化控制领域的应用案例; •航天航空领域的应用案例; •医疗健康领域的应用案例。 第五章:智能仪器仪表测试和维护 •仪器仪表性能测试和验收标准; •仪器仪表故障排除和维护方法; •仪器仪表的日常维护和保养。 课程评估 •期末考试:占总成绩的50%; •课程设计:占总成绩的35%; •实验报告:占总成绩的15%。 参考资料 1.许志伟. 基于Cortex-M3的嵌入式系统设计与应用[M]. 北京:人民 邮电出版社,2015; 2.张永明. 基于STM32的嵌入式系统开发实战[M]. 北京:电子工业出 版社,2016;

智能仪器复习提纲

第一章绪论 什么是智能仪器:智能仪器是计算机与测试技术相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量仪器。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,具有一定的智能作用,因而被称为智能仪器。 智能仪器已开始从数据处理向知识处理发展。 1.1 智能仪器发展概况 各个时期的发展:50年代:模拟式(指针式)仪器;60年代:数字式仪器;70年代:独立式智能仪器(简称称智能仪器);80年代初:个人仪器(PC仪器);80年代后期:虚拟仪器。 1.2智能仪器发展趋势 1、微型化 2、多功能化 3、人工智能化 4、网络化 1.3 智能仪器的分类、组成和特点 从发展应用的角度看,智能仪器分为微机内嵌式和微机扩展式两大类。 微机内嵌式:将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中,仪器包含一个或多个微机,属于嵌入式系统。 智能仪器由硬件和软件两大部分组成。硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路等部分。微处理器是仪器的核心;存储器包括程序存储器和数据存储器用来存储程序和数据;输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等,完成信号的滤波、放大、模数转换等;输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等,将处理器处理后的数字信号转换为模拟信号;人机接口电路主要包括键盘和显示器,是操作者和仪器的通信桥梁,操作者可通过键盘仪器发出控制指令,仪器可通过显示器将处理结果显示出来;通信接口电路实现仪器与计算机或其它仪器的通信。 智能仪器的特点:1、操作自动化2、自测功能3、数据分析和处理功能4、友好的人机对话功能5、可程控操作能力 1.4智能仪器设计要求、原则及步骤 智能仪器设计的基本要求:功能及技术指标要求、可靠性要求、便于操作和维护、仪器工艺结构与造型设计要求 智能仪器的设计原则:1、从整体到局部(自顶向下)的原则2、较高的性能价格比原则3、开放式设计原则 智能仪器的设计步骤:1、确定设计任务2、拟定总体设计方案3、方案实施:(1)根据仪器总体方案,确定仪器的核心部件:单片机、信号处理器(DSP)、可编程控制器(PLC)或微计算机(MPC)等(2)设计和调试仪器。

《智能仪器》课程设计指导书

《智能仪器》课程设计指导书 一.课程设计的目的: 本课程是电子信息工程技术专业的专业基本能力训练课程,其目的是通过本课程设计,使学生掌握智能仪器的一般设计方法,熟悉系统硬件和软件的一般开发环境和开发流程,为设计和开发智能仪器打下坚实的基础。培养学生基于单片机应用系统的分析和设计能力和专业知识综合应用能力,同时提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手能力,为日后工作奠定良好的基础。 二.设计题目: 1.智能型温度测量仪的设计 2.智能型DVM的设计 3.智能频率测试仪的设计 三.内容和要求 1.掌握运用有关知识 ①.智能仪器典型处理功能及实现方法; ②.智能型温度测量仪电路结构以及各主要功能部件的电路原理、软件结构和各功能软件的作用、仪表误差处理的方法; ③.智能型DVM的组成原理及实现的基本方法; ④.通用计数器的测量原理,包括测频法、测周法、多周期同步测量技术等;智能仪器软、硬件抗干扰的基本原理及实用方法; ⑤.智能仪器软、硬件抗干扰的基本原理及实用方法; 学生应掌握上述第①、⑤项和②~④项中的一项。 2.基本操作技能 ①.对常用电子仪器的熟练操作能力; ②.对智能仪器简单故障的诊断与调试能力; ③.对单片机开发工具的熟练操作使用能力; ④.电子CAD工具的操作能力 四.组织方式 学生2人一组,每组选择一设计题目。每个课题组应根据课题的任务和功能,完成系统方案论证,系统硬件框图设计,并设计绘制电气原理图:系统程序设计(含程序流程图,源程序);面板设计,操作方法说明文档的编写等。分组独立完

成设计任务及文档资料,每个学生设计完成后交一份课程设计报告。系统方案论证,系统硬件设计,原理图绘制:系统程序设计(含程序流程图,源程序);面板设计,操作方法说明文档的编写等在教室进行。软、硬件调试在单片机实验室,每组一套设备单独进行。 五.课程设计报告书应包括的内容: 1.设计题目 2.设计任务和设计要求 3.总体方案论证与选择(设计2~3个可以实现设计要求的总体方案,简要说明各方案的工作原理和优缺点,简要说明被选中方案的特点)。画出系统组 成方框图。 4.各单元电路设计(各单元电路图设计,简述单元电路工作原理,绘出电路各关键点或测试点的波形图,电路参数和元件参数的计算,元器件的选择)。 5.组装与调试 ①.所使用的仪器仪表的名称、型号、生产厂家和出厂日期。 ②.测试的主要数据和波形,必要时进行相应的误差分析。 ③.组装、调试的方法与技巧以及注意事项。 ④.组装、调试中出现的故障,故障原因的诊断,排除故障的方法。 6.评价自己的设计是否满足设计要求?总结所设计电路的特点与不足,提出改进意见。设计过程中的体会、收获和建议。 7.参考文献:作者、文献名称、出版单位和出版时间。 8.附录: ①.总电原理图(需标注元件编号和元件的主要特征参数)。 ②.元器件表(包括序号、元件编号、元件名称、元件型号与规格、元件数量及必要说明)。 ③.电路的PCB图。 六.主要参考书 《单片机原理与接口技术》李朝青北京航空航天大学出版社 《单片机原理与应用》李建忠西安电子科技大学出版社 《智能仪器原理,设计及调试》季建华等华东理工大学出版社 《单片机应用系统设计应用》何立民主编北京航空航天大学出版社 《智能化仪器原理及应用》曹建平西安电子科技大学出版社

智能仪表设计基础课程设计

百度文库- 让每个人平等地提升自我 智能仪表设计基础课程设计 课题名称直流电机转速测量仪 学生姓名 所在班级 指导教师 扬州大学能源与动力工程学院 二〇一年九月

总目录第一部分:任务书 第二部分:课程设计报告

第一部分 任 务 书

《智能仪表课程设计》课程设计任务书 一、课题名称 温度测量仪设计 二、设计内容及设计要求 利用Pt100热电阻作为测温元件,设计一个温度测量仪,具有下面的功能: 1. 测量范围为0℃~500℃,精度误差小于1℃。 2. LCD液晶显示当前温度值和温度动态曲线 3. 通过继电器通断控制温度范围45℃~85℃ 4. 具有RS232通信接口。 三、时间安排 第一周: 星期一~星期二:布置任务,熟悉资料,确定仪表的功能要求、性能指标。熟悉实验板原理图和印刷板图。 星期三~星期五:进行仪表的方案选择,确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。进行硬件设计和元器件选择,画出硬件原理图。 第二周: 星期一~星期五:根据硬件原理图,焊接硬件电路;测试硬件电路的功能;软件设计,包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图;编写程序。 第三周: 星期一~星期三:调试程序,联调软件和硬件。 星期四~星期五:写课程设计报告。

四、应交成果 应交成果包括: ?纸质课程设计报告和电子文档; ?硬件原理图的Protel99se文件,程序; ?可以演示的硬件和软件成果。 五、课程报告内容 课程设计报告应包括下列部分: ?课程设计任务书 ?仪表的功能要求、性能指标要求。 ?方案选择:提出多种方案,进行方案比较,说明选定方案的理由,描述硬件和 软件的功能分工。 ?硬件设计:包括硬件结构框图、原理图及其各个主要环节的工作原理说明,元 器件选择的计算方法或者理由,利用提供的实验板焊接元器件。 ?软件设计:首先提出软件的功能需求,然后进行软件的结构设计,再画出主要 功能模块的软件框图。 ?程序编写和调试。 ?设计小结。 报告中硬件原理于用Protel99se画出,软件框图和程序流程图用Microsoft Visio画出。

智能仪表概论

第一章:智能仪表基本概念 仪器仪表的定义 在我国,仪器与仪表这两个词的应用并无严格的区别,人们一般按照各自的习惯使用及定义某类装置的名称。有的书里,用仪器包含仪表;有的书里用仪表统称,涵盖了仪器的概念;有的书里把仪器仪表并列使用。一般地说,具有显示和记录装置的仪表,称为“仪”或“表”,如温度仪,园图形记录仪,电流表等;没有显示或虽有显示但不作为主要功能的仪表称为“器”,如传感器、变送器等。然而有些具有显示功能的仪表也习惯地称为器,如示波器。 总之,仪表和仪器术语间的区分很不明显。但是“仪表”这一术语现在不仅仅限于以指示或记录为唯一功能、以检测为主要目的的设备,像调节器、变送器、执行器及控制器等装置都统称为仪表,所以这里也沿用这一广义的概念,简略地称呼为智能仪表。 仪器仪表示获得信息的重要工具,钱学森院士对新技术革命做出论述:“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通信技术三部分组成。测量技术是关键和基础。”现在人们通常最关注的信息技术,只知道就是计算机技术和通信技术,而关键的基础性的测量技术往往会被忽略。所以,相对于计算机技术和通信技术的日新月异迅猛发展,国内测量技术的高科技新技术发展就显得比较滞后,无法完全满足信息时代在生产、科研、环境和社会等领域的越来越多、越来越高的需求。 所以,最近的阶段很多人也开始逐步重视和投入到这一领域的开发和研制中。大多数仪器仪表厂家都推出了一系列的智能化产品,其种类和功能也日益丰富和完善。这一发展趋势也是未来新一代仪表产品的必然结果。 仪器仪表相关产品包括:温度仪表,流量仪表,压力仪表,机械仪表(称重,转速,测厚),液位仪表,料位仪表,显示仪表,有纸/无纸记录仪,分析仪表,校验仪表等。 智能仪表的历史沿革 首先介绍仪表的发展历史。人类进化史上的重要标志是发明了工具,而近代自然科学研究是从人类发明了能够进行测量的仪器仪表这类工具,才开始真正突飞猛进。 十七、十八世纪,科学家发明了可以测量温度的温度计,然后才诞生了热力学理论。十九世纪,人们又发明了测量电流的仪表,才发展了电磁学研究。二十世纪是核物理学时代,也是由于众多核物理探测仪器的发明,才使原子核这种微观世界的研究成为现实。 对于建立在近代科学技术之上的电气工业来说,就更离不开仪器仪表来控制和实现各种工业生产活动。随着人类活动领域的迅速扩大,科学探索的不断深入,以及工业生产过程向更高的精确度、更快的节奏、更复杂的功能和更苛刻的使用环境以及可靠性要求的方向的发展,传统的仪表越来越不能满足和适应这多种多样的需求和发展。同时,除了科学研究和工业生产,家庭生活以及社会服务体系等方面的需求,也使仪器仪表的应用越来越普及,人们对它们的要求也越来越高。而且,电子计算机的出现,把人类带入了信息时代,也使仪器仪表领域出现了重大的变化和发展机遇。智能仪表就是在这一背景下出现的,它可以说是传统仪表的最新升级版本。 迄今为止,如果简单地划分,仪表的出现与发展经历了三代。 第一代是模拟式仪表,例如沿用至今的动圈式指针调节仪、指针式万用表、弹簧压力表等。它们的基本结构都是电磁式,即基于电测测量原理,使用指针来显示最终的测量结果。

智能仪器实验指导书

《智能仪器》实验指导书 适用专业:电子信息专业 说明:实验课时数为8节课,可从以下实验中自行选取8学时进行实验 实验一模拟信号调理实验(有源滤波器的设计) 一、实验目的 1. 熟悉运算放大器和电阻电容构成的有源波器。 2. 掌握有源滤波器的调试。 二、实验学时 课内:2学时课外:2学时 三、预习要求 1. 预习有源低通、高通和带通滤波器的工作原理 2. 已知上限截止频率fH=480Hz,电容C=0.01uF,试计算图1所示电路形式的巴特沃斯二阶低通滤波器的电阻参数,运放采用OP-07。 3. 将图2中的电容C改为0.033uF,此时图2所示高通滤波器的下限截止频率fL=?。 四、实验原理及参考电路 在实际的电子系统中输入信号往往包含有一些不需要的信号成份,必须设法将它衰减到足够小的程度,或者把有用信号挑选出来。为此,可采用滤波器。 考虑到高于二阶的滤波器都可以由一阶和二阶有源滤波器构成,下面重点研究二阶有源滤波器。 1.二阶有源低通滤波器

二阶有源低通滤波器电路如图1所示。可以证明其幅频响应表达式为 图1 二阶有源低通滤波器图2 二阶有源高通滤波器 式中: 上限截止频率 当Q=0.707时,这种滤波器称为巴特沃斯滤波器。 2. 二阶有源高通滤波器 如果将图1中的R和C的位置互换,则可得二阶高通滤波器电路,如图2所示。 令和 可得其幅频响应表达式为

其下限截止频率 五、实验内容 1. 已知截止频率fH=200Hz,试选择和计算图1所示电路形式的巴特沃斯二阶低通滤波器的参数。运算放大器用OP-07。 2. 按图1接线,测试二阶低通滤波器的幅频响应。测试结果记入表1中。 表1 Vi=0.1V(有效值)的正弦信号 3. 按图2接线,测试二阶高通滤波器的幅频响应。测试结果记入表2中。 表2 Vi=0.1V(有效值)的正弦信号 4. 将图2中的电容C改为0.033uF,同时将1的输出与图2的输入端相连,测试它们串联起来的幅频响应。测试结果记入表3中。 表3 Vi=0.1V(有效值)的正弦信号 六、实验报告要求

智能仪器复习资料

1.什么是智能仪器?其主要特点是什么? 智能仪器是计算机技术和测试技术相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量仪器。由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定智能的作用,因而被称为智能仪器。特点:1操作自动化2具有自测功能3具有数据分析和处理能力4具有友好的人机对话功能5具有可程控操作能力。 简述内嵌式智能仪器的基本组成和各部分功能 由硬件和软件组成。硬件包括微处理器,存储器,输入/出通道,人机接口电路,通信接口电路等。功能:微处理器仪器核心,存储器包括数据存储器和程序存储器,用来存储程序和数据。输入通道主要包括传感器、信号调理电路和A/D转换器等,完成信号的滤波,放大,模数转换。输出通道主要包括D/A转换器、放大驱动电路和模拟执行器等,将处理后的数字信号转换为模拟信号。人机接口电路主要包括键盘和显示器,是操作者和仪器的通信桥梁。操作者可通过键盘向仪器发出控制命令,仪器可通过显示器将处理结果显示出来。通信接口可实现仪器与计算机和其它仪器的通信。 智能仪器常用放大器的种类和特点? 程控放大器:为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。仪用放大器:输入阻抗和共模抑制比高、误差小、稳定性好。隔离放大器:输入端和输出端各有不同的参考点。可保护电子仪器设备和人生安全,提高共模抑制比,获得较精确的测量结果。 常见的A/D转换器有哪几种类型?其特点是什么?工作原理 ⑴并联比较型A/D转换器:转换速度快,但是随着输出位数的增加所需器件数增加速度很快⑵逐次逼近型A/D转换器:抗干扰能力差,所以在A/D转换器之前一般要加采样/保持器锁定电压。⑶双积分型A/D转换器:能起到滤波作用提高了抗干扰能力。由于转换速度依赖于积分时间,所以转换速度慢。⑷Σ-△调制型A/D转换器:制作成本低,提高有效分辨率.采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成, 基本原理是从高位到低位逐位试探比较,好像用天平称物体,从重到轻逐级增减砝码进行试探。逐次逼近法转换过程是:初始化时将逐次逼近寄存器各位清零;转换开始时,先将逐次逼近寄存器最高位置1,送入D/A转换器,经D/A转换后生成的模拟量送入比较器,称为 Vo,与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较,若Vo

(2021年整理)智能仪器发展史

智能仪器发展史 编辑整理: 尊敬的读者朋友们: 这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(智能仪器发展史)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。 本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为智能仪器发展史的全部内容。

智能仪器发展史 -—0910100121创新班何胜 摘要:随着仪器仪表和信息管理的高度自动化,以计算机为核心的信息处理与过程控制相结合的智能仪器系统应运而生。智能仪器是计算机技术与测试技术相结合的产物,是含有微计算机或微处理器的测量仪器.由于他拥有对数据的存储、运算、逻辑判断和自动化操作等功能,具有一定的智能作用,因而被称为智能仪器. 关键词:智能仪器;人工智能;虚拟仪器

智能仪器的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围.智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用. 1智能仪器的分类 聪敏仪器是以电子、传感、测量技术为基础的,是智能仪器分类中最低级的类别。 初级智能仪器主要特点是应用了计算机及信号处理技术,更严格的讲,应包括测量数学。 模型化仪器是在初级只能仪器基础上有应用了建模技术和方法,它是以建模的数学方法及系统辨识技术作为支撑的。 高级智能仪器是智能仪器的最高类别,人工智能是它的显著特征 2 智能仪器由硬件和软件两大部分组成 硬件部分包括微机系统、输入通道、输出通道、人—机对话通道及通信接口,其基本组成如图所示。 软件部分包括监控程序和接口管理程序两部分。监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序 对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置;根据仪器设置的功能和工作方式 对采集的数据进行相关处理;以数字、字符等形式现实测量结果、数据处理结果及仪器的状态信息。接口管理程序是面向通信接口的管理程序 内容是接收并分析来自通信接口总线的远控命令,包括描述有关功能、操作方式与工作参数的代码;进行有关的数据采集与数据处理;通过通信接 3 并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至A/D、D/A转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出现了。以单片机为主体,将计算机技术与测量控制技术结合在一起,又组成了所谓的“智能化测量控制系统”,也就是智能仪器. 与传统仪器仪表相比,智能仪器具有以下功能特点: ①操作自动化。仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器

智能仪器设计课程教学大纲

《智能仪器设计》课程教学大纲 Design of intelligent Instrument 一、课程教学目标 1、任务和地位: 没有测量就没有鉴别,科学技术就不能前进。要测量就必须有正确的测量方法和先进的仪器仪表。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,特别是单片微机的出现和发展,使传统的电子测量仪器在原理、功能、精度及自动化水平等方面都不得发生了巨大变化,形成一种完全突破传统概念的新一代测试仪器——智能仪器。现在很多厂商、研究所以及高等院校都在研制开发各种智能化测量控制仪表,广大的仪表设计、生产和使用人员都不得迫切希望了解和掌握单片机在测量控制仪表中的应用技术。为了跟上时代的步伐,本课程是测控专业学生必不可少的一门技术基础课。 2、知识要求:要求必须具备电路、电子仪器与测量技术、汇编原理及单片机原理的学习知识,通过本课程的学习为以后学生出去工作打下基础。 3、能力要求:系统地阐述基于单片机的智能化测量控制仪表的基本原理与设计方法,智能化测量控制仪表的人机接口、过程通道接口、串行和并行通讯接口、硬件和软件抗干扰技术、数据处理技术、仪表硬件及软件的设计方法。通过课程设计加强学生综合知识的应用能力和设计动手能力。 二、教学内容的基本要求和学时分配

2、具体要求: 第一章绪论 [目的要求]让学生了解智能化测量控制仪表的功能特点、智能化测量控制仪表的设计方法 [教学内容]学习智能化测量控制仪表的基本与发展、智能化测量控制仪表的功能特点、智能化测量控制仪表的设计方法 [重点难点]智能化测量控制仪表的功能特点 [教学方法]板书,以教、学相结合来进行讲解。 [作业]课后复习思考题 [课时]0.5学时 第二章智能化测量控制仪表中专用微处理机 [目的要求]让学生掌握MCS-51系列单片机的结构、MCS-51单片机的指令系统 [教学内容]介绍了MCS-51系列单片机的特点、 MCS-51系列单片机的结构、CHMOS型单片机的节电工作方式、MCS-51单片机的指令系统 [重点难点]MCS-51系列单片机的结构、CHMOS型单片机的节电工作方式、MCS -51单片机的指令系统 [教学方法]板书,以教、学相结合来进行讲解。 [作业]课后复习思考题 [课时]1.5学时 第三章MCS-51单片机的系统扩展 [目的要求]让学生掌握单片机的扩展技术 [教学内容]介绍程序存储器的扩展、外部数据存储器的扩展、外部I/O口扩展的地址译码 [重点难点]程序存储器的扩展、外部数据存储器的扩展、外部I/O口扩展的地址译码 [教学方法]板书,以教、学相结合来进行讲解。 [作业]课后复习思考题 [课时]2学时 第四章智能化测量控制仪表的ADC和DAC接口 [目的要求]让学生掌握智能化测量控制仪表的数据采集系统 [教学内容]介绍A/D及D/A转换器的主要技术指标、DAC接口技术、ADC接口技术、数据采集系统

智能仪器设计基础试题及其参考答案

《智能仪器设计基础》试题 一、判断题(每题2分,共20分) 1 .因中值滤波满足比例不变性,所以是线性的滤波器。() 2 .基准电压Vr的精度和稳定性影响零位误差、增益误差的校正效 果。() 3 .测量获得一组离散数据建立近似校正模型,非线性校正精度与离散数据精度无关,仅与建模方法有关。() 4 .RS232通信采用的是TTL电平,因此它的传输距离比485短。() 5 .USB协议为设备定义了2种供电模式:自供电和总线供电。在自供电模式下,US股备不需要任何外接电源设备。() 6 .LCD显示器有静态驱动和叠加驱动两种驱动方式,这两种驱动方 式可在使用时随时改变。() 7 .智能仪器中的噪声与干扰是因果关系,噪声是干扰之因,干扰是噪声之果。() 8 .软件开发过程的三个典型阶段是定义、开发和测试。() 9 .RAM测试方法中,谷值检测法无法检测“粘连 故障。()

10 .曲线拟合要求y=f(x)的曲线通过所有离散点(xi,yi) 二、选择题(每题2分,共20分) 1.多通道数据采集系统的框图如下图所示。其中(1)~(4)各 部分的组成为:() A.放大器、A/D转换器、D/A转换器、计算机 B.多路开关、放大器、A/D转换器、计算机 C.多路开关、放大器、D/A转换器、计算机 D.放大器、多路开关、A/D转换器、D/A转换器 2.仪器采集数据中存在随机误差和系统误差,基本数据处理顺序是:() A.系统误差消除一数字滤波-标度变换 B.数字滤波一系统误差消除一标度变换

C,标度变换一系统误差消除一数字滤波 D.数字滤波-标度变换一系统误差消除 3,设采集数据由信号加噪声构成,应根据()确定滤波算法? A.噪声统计规律 B.信号特征和噪声统计规律 C.信号特征 D,只能用多种滤波算法试验,由处理效果确定。 4 .采样保持器的作用是() A.提高系统的采样速率 B.保持系统的数据稳定 C.保证在A/D转换期间ADCttf的模拟信号保持不变 D.使A/D转换器前信号能跟上模拟信号的变化 5 .采集数据中含有脉冲性干扰,信号为直流,则应选择()滤波算法。 A,算数平均法

智能仪器课程设计报告

天津电子信息职业技术学院传感器技能实训 课题名称智能温度测温系统姓名王先民 学号20 班级电信S10-1 专业电子信息工程技术 所在系电子技术系 指导教师岑永祚 完成日期2011年12月11日

一、 主要内容 温度传感器DS18B20采集环境模拟信号,其输出送入AT89C51,单片机在程序的控制下,将处理过的数据送到移位寄存器74LS164,经74LS164输出后驱动三位数码管显示。当被测温度高于18℃时,单片机发出控制信号使降温电扇以自然风的形式旋转,温度越高转速越快,温度36℃以上时风扇全速工作,点亮此功能指示灯。 二、 基本要求 (1)设计测量温度范围-55℃~+125℃的智能测温系统,要求数码管实时显示测量温度,单片机根据温度高低确定风扇转速 (2)画出程序框图 (3)有完整的整机电路图(protel 绘制) (4)完成格式正确、内容完整的实验报告 三、 参考文献 王祁, 智能仪器设计基础.北京:机械工业出版社,2009

目录 一、前言 (4) 二、系统组成 (4) 1、设计思路 (5) 2、系统的性能指标: (5) 3、系统的主要功能: (5) 三、电路组成及工作原理 (5) 1、温度传感器功能模块 (6) 2、AT89C51单片机 ........................................................................................................ 8 3、74LS164移位寄存器 .. (12) 4、晶振电路 (12) 5、复位电路 ................................................................................................................... 13 6、键盘电路 . (13) 7、显示电路 (14) 8、稳压电路 ................................................................................................................... 14 9、显示电路 . (15) 10、风扇控制电路 (15) 四、课程设计心得与体会 (16) 五、参考文献 (16) 六、整机电路图 (17)

智能仪表综合训练设计说明书

智能仪表综合训练设 计说明书 第一章绪论 1.1 智能仪器与数据采集系统的作用与发展 1. 智能仪器技术是一门集电子技术、单片机技术、自动化技术、自动控制技术、计算机应用等于一体的跨学科的专业技术课程。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展,测控仪器仪表的智能化、总线化、网络化已成为整个行业发展的主要趋势,同时也日益成为工程界和科技界人士所关注的重要问题之一。智能仪器的出现,极大的扩充了传统仪器的应用围。只能仪器凭其体积小、功能强、功耗低等优势,迅速的在家用电器、科研单位和工业企业中得到广泛的应用。 2.与传统仪器仪表相比,智能仪器具有以下功能特点: (1)操作自动化。仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。 (2)具有自测功能,包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因。这种自测试可以在仪器启动时运行,同时也可在仪器工作中运行,极方便了仪器的维护。 (3)具有数据处理功能,这是智能仪器的主要优点之一。智能仪器由于采用了单片机或微控制器,使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题,现在可以用软件非常灵活地加以解决。例如,传统的数字万用表只能测量电阻、交直流电压、电流等,而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量,而且还具有对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求

极值、统计分析等复杂的数据处理功能,不仅使用户从繁重的数据处理中解放出来,也有效地提高了仪器的测量精度。 (4)具有友好的人机对话能力。智能仪器使用键盘代替传统仪器中的切换开关,操作人员只需通过键盘输入命令,就能实现某种测量功能。与此同时,智能仪器还通过显示屏将仪器的运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉操作人员,使仪器的操作更加方便直观。 (5)具有可程控操作能力。一般智能仪器都配有GPIB、RS232C、RS485等标准的通信接口,可以很方便地与PC机和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统,来完成更复杂的测试任务。 3. 智能仪器发展趋势 (1) 微型化。如巡航导弹控制部分、植入病人体的多参量测量仪等。 (2) 多功能。如数字任意波形发生器、人体生命特征测量仪等。 (3) 人工智能化。具有视觉、听觉、思维等。 (4) 网络化 (5) 虚拟仪器是智能仪器发展的新阶段 (6) 微功耗。 1.2智能仪器的概述 1.2.1智能仪器的基本组成 智能仪器硬件组成主要由单片机、模拟量和开关量I/O通道、人-机联系部件及其接口电路、数据通信接口等组成。如图1-1所示。

智能交流电压表设计

智能交流电压表的设计 摘要:电工参数一般包括电压、电流、功率、频率、功率因数等。在电网调度自动化的设备中需要配置多只测量显示上述电工参数的镶嵌式面板表,如电压表、电流表、功率表等等,其一般均为指针式面板表,精度低,可视距离近,数据需要人工抄录,浪费人力资源,数据管理不便,容易出错。近年来,随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现,特别是单片机的出现,正在引起测量控制仪表领域的新的技术革命。本文在研究国内外有关智能仪器仪表最新科研成果的基础上,采用单片机作为测量仪器的主控制器,设计出可与上位计算机进行通信的新型智能交流电压表。这种以单片机为主体的新型智能仪表将计算机技术与测量控制技术结合在一起,在测量过程自动化,测量结果数据处理以及功能的多样化方面都取得了巨大的进步。 智能化仪表不仅具有传统仪表的显示功能,还应具有通信功能。把测量到的数据信息发送给上位计算机或远程计算机,接收并执行计算机或其他控制单元发出的指令.智能仪表将作为工厂底层网络的主体,在工业生产的自动化、总线化、网络化方面发挥主导作用。 关键词: 单片机;智能仪表;数据处理;通信

DESIGN OF INTELLIGENT AC VOLTAGE METER ABSTRACT: Electrical parameter includes voltage,current,power,frequency,power factor,and so on .The adjustment system of electrical network needs many panel instruments that can show the electrical parameter,such as voltage,current,power,https://www.wendangku.net/doc/4a19174733.html,ually these instrument is not accurate,wastes manpower resource,and the management of the data is inconvenient and easy to mistake.Recently the development of micro-electronics technology and the advent of SLSI,especially the advent of singlechip,lead to a new revolution in the field of instrument. In this paper,on the basis of studying the up to date fruit of instrument ,a new intellective instrument which adopts singlechip as control core and which can communicate with the PC is designed. This appliance which bases on the singlechip compounds the technology of computer and measure. It is improved very much on processing result and the diversification of function. Intelligent instrumentation is not only traditional instrument display, but also with the communication function. Put measurement information to the data sent to the host computer or remote computers, receive and the implementation of a computer or other control unit issued directives. Intelligent instrumentation as a factory-floor main network, in industrial production automation, bus, Internet-based play a leading role. Keywords: singlechip;intellective instrument;data process;communication.

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