智能仪器设计论文审批稿

智能仪器设计论文 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

引言

我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例，这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期，设备可靠性明显降低，某些仪表的备品备件也得不到保障，因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。

数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。

数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量，断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。而非电气参数种类较多，既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号，也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号，还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。

本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。

第1章数据采集系统概述

1.1 数据采集系统发展概况

数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计

算机溶为一体的数据采集系统，由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因此获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言，实验室数据采集系统多采用并行总线，工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。20世纪80年代，随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成，第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。

1.2 数据采集系统的应用

数据采集系统的硬件设备又叫数据采集器，根据数据采集器的使用用途不同，数据采集器大体上可分为两类：在线式数据采集器和便携式数据采集器。在线式数据采集器又可分为台式和模块式，台式、便携式数据采集器大部分由交流电源供电，模块式数据采集器大部分由直流电源供电，一般是非独立使用的。在采集器与计算机之间由电缆联接构成数据采集传输系统，一般不脱机单独使用。数据采集器的应用涉及到众多的领域，下以介绍数据采集器及系统的几种典型应用。

数据采集器在实验室的应用，由美国PA SCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：⑴传感器，利用先进的传感技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；⑵计算机接口，将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/s；⑶软件，中文及英文的应用软件。

数据采集器在物流供应链管理中的应用，便携式数据采集器的另一种类型是为扫描物体的条码符号而设计的，适合于脱机使用的场合。识读时，与在线式数据采集器相反，它是将扫描器带到条码符号前扫描，因此又称之为手持终端机、盘点机。它由电池供电与计算机之间的通信并不与扫描同时进行，它有自己的内部储存器，可以存储一定量的数据，并可在适当的时候将这些数据传输给计算机。与此同时，数据采集器在海洋站自动监测系统中起到中坚作用，它是海洋站业务化运行能否实现自动化的关键。

第二章总体方案设计

2.1 数据采集系统硬件构成

本次智能仪器课程设计的主题是数据采集与显示，这个系统主要有：数据采集体统、数据处理系统、数据显示系统和键盘控制系统。数据采集系统是将外部非电量转化成电信号，再将电信号转换成数字量，便于单片机对这些变量做进一步的运算。当然，这一部分还包括放大、滤波等部分，在这次设计中，我们直接采集的是单片机板上0～5V的电压。数据处理系统主要是对采集过来的数据进行标度变换。数据显示系统的作用主要是将处理过的数据通过LED显示出来。数据采集系统流程如图2-1所示。

图2-1 数据采集系统流程图

根据本次课程设计的要求，硬件所需元器件的作用主要是实现采集与显示。单片机89C52是这个设计的核心，它不仅进行数据处理的工作，而且控制这个系统的运行。现在采集的芯片多种多样，这里我们使用的是采用串行通信方式的ADC0832，ADC0832数据转换器的主要功能是将外部模拟电信号转换成8位的数字量，这个类型的转换器转换精度相对较高，而且可靠性高。显示部分主要的元器件是74LS164，它接受单片机的显示数据并将其传送给LED数码管。本次设计数据采集系统主要的元器件如表2-1所示。

表2-1 数据采集系统所用元器件

2.2 数据采集系统软件设计思路

智能仪器课程设计软件部分采用C51语言设计，整个程序大体可以分为主程序与各种功能的子程序。其中主程序主要的作用是初始化与调用子程序，程序执行过程的实质就是在执行主程序，在这个过长中通过调用程序，实现要求的功能。每个子程序都有特定的功能，在本设计中主要有一下程序：初始化子程序、数据采集子程序、标度变换子程序、数码管显示子程序、键盘扫描子程序、报警子程序、中断程序以及各个端口定义程序。

初始化程序中主要完成的任务有单片机上电初始化、定时器初始化以及各个端口初始化。数据采集程序主要的作用是完成数据采集功能，将外部电信号转换成数字量。标度变换程序的作用是将采集来的数字量转换成我们需要的量程范围。键盘扫描程序是定时扫描K1、K2、K3、K4。报警程序是当测量值大于报警值时，发出报警铃声。定时中断程序的任务是在计时时间到时，给计数器赋予初始值，并完成键盘扫描程序及相关变量技术。显示子程序的作用是从单片机串行接收数据，将接受的数据依次送到LED数码管显示，本次设计中每隔1s显示一次数据。这个程序实现的流程如图2-2所示。

图2-2 程序流程图

第三章硬件设计

3.1 数据采集系统硬件设计方案

数据采集系统的硬件系统是由电源、滑动变阻器、模数转换模块ADC0832、单片机、晶振电路、复位电路、移位寄存器74LS164、数码管、电平转换芯片MAX232、九针串口、按键等组成的。信号由电源和滑动变阻器分压得到，因为单片机只能接受数字信号，所以要将电压模拟量通过ADC0832转换成数字量，再由单片机对采集过来的数字量进行标度变换等操作。用74LS164对采集过来的数据进行静态显示。用按键设置显示的不同界面以及调节报警上限值，当采集的数据高于上限值时，系统便发出报警铃声。

3.2 数据采集系统主要硬件介绍

3.2.1 89C52单片机概述

电子计算机是一种高速而精确地进行各种数据处理的机器，俗称电脑。这是人类生产和科学技术发展的产物，它的出现又有力地推动了生产力的发展。在微处理器问世不久，便出现了一个大规模集成电路为主组成的微型计算器，即单片微型计算机。由于单片机面向控制性应用领域，嵌入到各种产品之中，以提高产品的智能化，所以单片机又称为嵌入式微控制器。典型的单片机内部结构如图3-1所示。

图3-1 典型的单片机内部结构

单片机是以一个大规模集成电路为主组成的微型计算机，在一个芯片内含有计算机的基本功能部件：中央处理器（CPU）、存储器和I/O接口，CPU通过内部的总线和存储器、I/O接口相连。其中CPU是单片机的核心部件，它包括运算器和控制器，CPU控制

数据的处理和整个单片机系统的操作。单片机的存储器都是半导体存储器，通常程序存储器和数据存储器分布于不同地址区域，类型也不同。由于单片机的应用多种多样，因此单片机I/O接口的种类也很丰富。

3.2.2 ADC0832模数转换器的工作原理

在工业控制和智能化仪表中，通常由微型计算机进行实时控制及实时数据处理。计算机所加工的信息总是数字量，而被控制或被测量的有关参量往往是连续变化的模拟量，如温度、速度、压力等，与此对应的电信号是模拟信号。模拟量的存储和处理比较困难，不适合作为远距离传输且易受干扰。在一般的工业应用系统中传感器把非电量的模拟信号变成与之对应的模拟信号，然后经模拟（Analog）到数字（Digital）转换电

路将模拟信号转成对应的数字信号送微机处理。这就是一个完整的信号链，模拟到数字的转换过程就是我们经常接触到的ADC（Analog to Digital Convert）电路。本次智能仪表课程设计，我的题目是数字显示仪表，需要将模拟信号转换成数字量，经过LED数码管显示采集的数据。

ADC0832采用串行通信方式，ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分

别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。8位的分辨率（最高分辨可达256

级），可以适应一般的模拟量转换要求。具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。ADC0832 具有以下特点：

? 8位分辨率；

? 双通道A/D转换；

? 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；

? 5V电源供电时输入电压在0～5V之间；

? 工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；

? 一般功耗仅为15mW。

正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在I/O口资源紧张时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（CLK）输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。ADC0832引脚如图3-2所示。

图3-2 ADC0832引脚图

3.2.3 74LS164移位寄存器的工作原理

74LS164是高速硅门 CMOS 器件，与低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74LS164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制

另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟 (CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0， Q0 是两个数据输入端（DSA和 DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位 (MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。74LS164寄存器的特点如下：

? 门控串行数据输入；

? 异步中央复位；

? 符合 JEDEC 标准 no. 7A ；

? 静电放电（ESD）保护；

? 多种封装形式。

74LS164的DSA引脚用于数据输入，从单片机接受串行输出的数据；Q0～Q7引脚用于数据的输出，这8个引脚输出的是数码管接受的数据码，从而显示数据；CP为芯片的脉冲输入端；VCC与GND分别是74LS164的电源端与地。74LS164的引脚如图3-3所示。

图3-3 74LS164引脚图

3.2.4 MAX232接口芯片简介

MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。MAX232是用来做电平转换的,标准RS232的电平很高，达正负

15V。常用的TTL电平最高5V。相互连接的话，必须进行电平转换！由于电脑串口输出电压高达12V，直接与单片机连接会烧坏芯片。所以用MAX232来进行电平转。MAX232芯片采用单+5V电源供电，仅需几个外接电容即可完成从TTL到RS232电平的转换。

MAX232共有两个通道，其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚

（T1OUT）为第一数据通道；8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚

（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从

T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成

TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。MAX232芯片的主要特点有：

? 符合所有的RS-232C技术标准；

? 只需要单一+5V电源供电；

? 内部集成2个RS-232C驱动器；

? 内部集成两个RS-232C接收器；

? 高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。

单片机中的UART和电脑串口RS232的区别仅仅在于电平的不同,电脑中串口采用的是RS232电平,而单片机中采用的是UART。所以采用TTL电平时,如果不进行电平转换,单片机跟电脑串口就不能进行直接通信,只要单片机与电脑的电平统一了,两者之间就可以直接通信。于是应用了MAX232这一芯片，MAX232对两者之间通信的数据没有任何作用,仅仅是中介而已,而其只是负责将两者之间的电平进行统一,使两者之间没有通信障碍。MAX232引脚如图3-4所示。

图3-4 MAX232引脚图

3.3 数据采集系统硬件电路

3.3.1 89C52单片机使用电路

⑴ 89C52时钟电路

时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，可以通过提高时钟频率来提高CPU的速度。目前51系列单片机都采用CMOS工艺，准许的最高频率随型号而变化。89C52等CMOS型单片机内部有一个可控的反向放大器，引脚XTAL1、XTAL2为反向放大器的输入端和输出端，在XTAL1、XTAL2外接晶振（或陶瓷谐振器）和电容便组成振荡器。

现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、DS1307等。这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。实时时钟电路DS1302是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程

的充电功能，并且可以关闭充电功能。89C52的时钟电路如图3-5所示。

图3-5 89C52时钟电路

在图3-2中，电容C1、C2的典型值为30pF±10pF（晶振）或40pF±10pF（陶瓷谐振器）。振荡器频率主要取决于晶振（或陶瓷谐振器）的频率，但必须小于器件所准许的最高频率，在本次试验中单片机晶振采用的是12MHz。

⑵复位和复位电路

计算机在启动运行时都需要复位，使CPU和其他部件都置为一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。89C52等CMOS 51系列单片机的复位引脚RST是史密特触发输入脚。当晶振起振以后，在RST引脚上输入2个机器周期以上的高电平，器件便进入复位状态，此时，ALE、PSEN、P0、P1、P2、P3输出高电平，RST上输入返回低电平以后，便退出复位状态开始工作。当Vcc的上升时间为10ms，振荡器的频率为12MHz，则复位电路中C的典型值为10μF,R为3～10kΩ。89C52单片机复位电路如图3-6所示。

图3-6 89C52复位电路

3.3.2 ADC0832数据采集电路设计

ADC0832数据转换器的主要功能是将外部模拟电信号转换成8位的数字量，在模拟时要为ADC0832设计一个模拟量输入电路，在我的设计里用的是一个滑动变阻器连接电源，通过改变滑动变阻器的阻值，从而改变输入ADC0832模拟量的电压输入。同时在proteus仿真的时候为输入添加一个电压表，与设计电路的显示相比较，可以清楚看出采集显示的相对误差。ADC0832模拟信号输入端有两个，这个实验我采用的是CH0，即将滑动变阻器与CH0相连接。VCC与GED引脚分别接电源与地，为转换器供电。DO与DI 端口连在一起与单片机相连，实现单片机与ADC0832之间的数字量交换。CLK是转换器脉冲输入端，CS是使能端口，这两个端口分别与单片机的相应端口相接，实现对

ADC0832转换器的控制，一方面控制单片机将控制信号送到转换器，另一方面控制单片机从转换器取得转换的数字量，进而对数字量进行下一步运算。ADC0832数据采集电路如图3-7所示。

图3-7 ADC0832数据采集电路

3.3.3 74LS164驱动数码管电路设计

74LS164是串入并出移位寄存器，在我的设计里我一次要显示四个数字，又根据下发硬件的条件，这里需要4个移位寄存器和4个LED数码显示管。每个寄存器与数码管一一对应，寄存器的最低位Q0与LED数码的最低位相对应。在本次课程设计中数码管采用的是共阴极显示管，将4四个数码管的使能端共同接地。共阴极数码管的结构如图3-8所示。

图3-8 共阴极数码管

74LS164移位寄存器将接受的第一个数据传送到Q0端，当寄存器接受第二个寄存器时，依然将数据送给Q0端，与此同时之前Q0端口的数据被挤给下一个端口Q1，一次类推，送满8次数据后，第一个移位寄存器的8个输出端口就都得到数据了，这8个端口与LED数码管的数据口相接就可以显示所要的数据。这只是一位数码管的显示，我们要显示4位数据，首先将4个寄存器的脉冲输入端连在单片机的同一个端口，其次将第一个寄存器的Q7输出端口连接在下一个寄存器的数据输入端DSA，当有数据输入时，在同一个脉冲作用下，第一个寄存器Q7端口的数据就会被挤到下一个寄存器的Q0输出口。以此类推，单片机给74LS164送28次数据后，4个寄存器就都有了数据，从而4个数码管就显示了相应的数字。74LS164移位寄存器驱动4位数码管流程如图3-9所示。

图3-9 74LS164移位寄存器驱动4位数码管

第4章软件设计

4.1 数据采集系统下载与调试

4.1.1 Keil软件简介

Keil C51程序编写软件是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这

些部分组合在一起。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。我们在Keil环境下进行编写程序，编写好后利用Keil编译，最重要的是在这个环境下可以生成HEX文件，这个文件在proteus仿真以及下载到硬件时是必不可少的。

4.1.2 STC_ISP_V479烧入软件简介

在Keil环境下编写的程序如果调试没有错误，并生成HEX文件，之后在proteus 软件里仿真正确，便可以通过STC_ISP_V479软件将程序烧入到硬件电路中，具体步骤如下：

⑴打开STC_ISP_V479，导入程序HEX文件。

⑵选择单片机，我们选择89CR52。

⑶选择数据接口，根据下载线选择不同类型。

⑷选择数据带宽，根据单片机类型选择，我们选择115200即可。

⑸选择好后点击下载，出现握手连接时打开单片机电源。

4.2 数据采集系统主要程序设计

4.2.1 ADC0832数据采集程序设计

ADC08232芯片完成的功能是将外部模拟量转换成数字量，因为单片机接受的是数字量。采用ADC0832进行转换时，须先将CS使能端置于低电平,在前三个时钟脉冲的下降之前DI端输送的是配置信号。ADC0832数据采集程序流程如图4-1所示。

图4-1 ADC0832数据采集程序流程图

4.2.2 标度变换程序设计

在本设计中标度变换有三个选项，第一个是当界面标志变量等于0时，将采集的数据转换成0～5V的电压量，这直接等于ADC0832采集的数据。第二个是界面标志变量等于1时，将0～5V的电压数据转换成0～100℃的温度变量，这里可以通过改变程序的数值，从而改变标度变换的量程。第三个是界面标志变量等于2时，程序执行的是转换上

限值，这里主要是对上限值的分解，便于后面显示程序的执行。标度变换程序流程如图4-2所示。

图4-2 标度变换程序流程图

4.2.3 74LS164静态显示程序设计

显示部分有三种显示界面，一种是显示电压值，一种是显示温度值，一种是显示上限值。关于一个时间内显示的界面由键盘来控制，当界面标志变量确定后，显示的数据在标度变换的程序中就已经准备好了，在显示函数中只是调用这些数据。这部分程序中重要的是74LS164的使用，它是串入并出的移位寄存器，当有下降沿来时，74LS164就会接受一位数据，并将其送到LED数码管中显示。74LS164静态显示程序流程如图4-3所示。

图4-3 74LS164静态显示程序流程图

4.2.4 键盘及报警系统程序设计

键盘的程序的主要功能是控制LED显示界面的形式，通过界面标志变量不同数值，从而控制不同的界面显示。此程序中还包括了调节报警上限的函数，其中在显示报警上限界面的条件下，调节键盘可以使上限加一或减一。此外，还设置了警报解除按键，在发出警报的过程中，如果警报变量等于1，则解除警报。在硬件设置时，K1为界面变量控制按钮；K2为上限值加一按钮；K3为上限值减一按钮；K4为警报变量控制按钮。键盘系统程序流程如图4-4所示。

图4-4 键盘系统程序流程图

警报铃声程序就是一个驱动蜂鸣器的程序，当显示界面在0～100℃温度变量和上限值时，如果采集的温度变量高于上限值时，蜂鸣器便被驱动发出报警。当报警变量被赋予1时，报警解除。

第5章总结

智能仪器课程设计在我们学习了单片机和智能仪器的基础上进行的，这不仅使我们对这两门课的基础知识得到巩固，更重要的是我们加深了这两门课的学习。在软件方

面，我进一步掌握了Keil的使用，现在可以说利用这个软件编写基本的程序已经没有问题。其次就是proteus仿真软件的不断练习，仅仅有写程序的能力是远远不够的，因为写出来的程序虽然在Keil调试可以是正确的，但在实物中不一定能够实现，又因为硬件条件有限，这需要我们在proteus仿真环境下进行模拟。在上面两种软件中都调试正确后，便可以通过STC_ISP_V479烧入软件下载到硬件中。在硬件方面，我加深对

89C52单片机、ADC0832模数转换器、74LS164等硬件的学习，不仅在他们的工作原理上，而且在各个芯片的连接上。

这次课程设计的意义不仅在于专业知识的学习，因为我们是5人一组做同一个课题，这次设计还锻炼了我们的团队协作能力，我们分工明确，在完成各自任务后，把自己的成果与大家分享，共同完成了整个课程设计，最终的目标是让每个人都理解整个设计。在这个过程中，我学会了设计一个系统应从什么方向着手，怎样发现问题，从而解决问题。

感谢李忠虎教授在设计中给予的指导与帮助！

附录A：数据采集系统硬件原理图

附录B：数据采集系统源程序

#include "reg52.h"

#include "math.h"

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit display_date=P1^0;

sbit display_clk =P1^1;

sbit adc0832_cs=P2^0; // ADC0832片选引脚

sbit adc0832_clk=P3^6; //ADC0832时钟引脚

sbit adc0832_di=P3^7; //ADC0832数据输入

sbit adc0832_do=P3^7; //ADC0832数据输出

sbit key_set=P1^4;

sbit key_up=P1^5;

sbit key_down=P1^6;

sbit key_out=P1^7;

uchar code

display_code[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f }; uchar d[4]; //相应电压各位数上的值

float temp; //定义一个浮点型变量

uchar T0COUNT0=0,T0COUNT1=0; //T0定时中断计数变量

uchar Z=1,jm=0,sx=60,qq=0,jb=0;//qq为警铃标志变量，jb为键盘警铃标志变量

void init_t0_1()

{

TMOD=1; //设置T0为定时功能，工作方式1，16位定时

TH0=0x3c;

TL0=0xbc; //装载定时50ms初值

ET0=1; //开T0中断

EA=1; //开总中断

TR0=1; //启动T0

}

uchar getvalue0832(bit channel) //ad0832采集数据

{

uchar i, date1=0, date2=0, date3=0x27;

adc0832_clk=0;

adc0832_di=1;

adc0832_cs=0; // 开始转换前CS片选为低，第一个下降沿前DI位高，表示开始adc0832_clk=1; adc0832_clk=0; //第一个下降沿

adc0832_di=1; adc0832_clk=1; adc0832_clk=0; //第二个下降沿，模式选择

adc0832_di=channel; adc0832_clk=1; adc0832_clk=0; //第三个下降沿，通道选择adc0832_di=1; //释放总线

for(i=0;i<8;i++) //从高到低取一次数据

{

adc0832_clk=1;

adc0832_clk=0;

if(adc0832_do) // adc0832_do 是取得的数据，为一就执行

date1|=0x80>>i; // 0x80先右移再和date1相或

}

for(i=0;i<8;i++)

{

if(adc0832_do)

date2|=0x01<

adc0832_clk=1;

adc0832_clk=0;

}

adc0832_cs=1; adc0832_di=1; adc0832_clk=1; //释放总线

if(date1=date2)

return date1;

else

return date3; // 如果显示此数据说明转换错误，错误数据是0.761

}

void BDBH()

{

uchar i,qw;

uint a;

i= getvalue0832(0);

if(jm==0) //第一个量程0-5v

{

temp=i*0.01955684;

d[0]=(uchar)(temp);

temp=temp-d[0];

temp=temp*10;

d[1]=(uchar)(temp);

temp=temp-d[1];

temp=temp*10;

d[2]=(uchar)(temp);

temp=temp-d[2];

temp=temp*10;

d[3]=(uchar)(temp);

}

if(jm==1) //第二个量程0-100v

{

a=(uint)(temp*10);

d[0]=a/1000;

a=a-d[0]*1000;

d[1]=a/100;

a=a-d[1]*100;

d[2]=a/10;

d[3]=a%10;

}

if(jm==2)

{

a=(uint)(sx*10);

d[0]=a/1000;

a=a-d[0]*1000;

d[1]=a/100;

a=a-d[1]*100;

d[2]=a/10;

d[3]=a%10;

}

for(qw=0;qw<4;qw++)

d[qw]=display_code[d[qw]];

}

void mdelay(uchar i) //延时子程序，每加1增加0.5ms {

for(;i>0;i--)

{

uchar j=244;

while(--j);

}

}

void display(uchar date_buf0) {

uchar i;

for(i=8;i>0;i--)

{

display_clk=0;

display_date=date_buf0&0x80; display_clk=1;

date_buf0=date_buf0<<1;

}

}

void key() //键盘程序

{

if(key_set==0)

{

jm++;

if(jm==3)

jm=0;

while(!key_set);

}

if(jm==2)

{

if(key_up==0)

{

while(!key_up);

sx++;

}

if(key_down==0)

{

while(!key_down);

sx--;

}

}

if(key_out==0)

{

while(!key_out);

jb++;

if(jb==2)

jb=0;

}

}

void linsheng() //闹钟发生器

{

if((temp>sx)&(jm!=0)&jb==0)//满足时间

qq=1;

else

qq=0;

if(qq==1)

{

key_out=0;

mdelay(10000);

key_out=1;

mdelay(1000);

}

}

void main()

{

uchar i;

init_t0_1();

while(1)

{

BDBH();

linsheng();

if(jm==0)

d[0]=d[0]|0x80;

else

d[2]=d[2]|0x80;

for(i=0;i<4;i++)

{

display(d[i]);

}

while(Z) ;

Z=1;

}

}

void timer0(void) interrupt 1 //T0中断函数{

TH0=0x3c;

TL0=0xbc;

T0COUNT0++;

T0COUNT1++;

if(T0COUNT1>=2)

{

T0COUNT1=0;

key() ;

}

if(T0COUNT0>=20) //每20*50ms=1s换一次

{

T0COUNT0=0;

Z=0;

}

}

参考文献

[1] 刘文涛.单片机语言C51程序设计[M].北京：原子能出版社，2004.

[2] 张友德.单片微型机原理[M].上海：复旦大学出版社，1992.

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[17] 杨文龙.单片机原理及应用[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，1990.

智能仪器期末试题及答案

一、填空题 1.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。 2.智能仪器的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 3.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）更适 合用于电池供电的便携式智能仪器。 4.智能仪器的模拟量输入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。 5.对电子设备形成干扰，必须具备三个条件，即( 干扰源)、（传输或耦合的通道） 和对干扰敏感的接收电路。 6.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。 7.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。 8.智能仪器的随机误差越小，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。 9.智能仪器的故障自检方式主要有（开机）自检、（周期性）自检和键控自检三方式。 10.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）。 11.智能仪器修正系统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。 12.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪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。 13.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。 14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出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。 （显示器和键盘）、（模拟量I/O通道）、15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、 总线和接插件等的检查。 16.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 了对时钟精度的要求，但传输效率（较低）。 17.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。 18.在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。 19.智能仪器中自动量程转换的方法主要有两种，一种是根据被测量的大小，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 课程设计

题目要求： 利用三轴加速度传感器实现跌倒的检测。在PSoC 3 FirstTouch板上实现。 一、学习PSOC的开发环境creator的使用。首先图示化选定所用的硬件并产生该硬件的API 函数，然后类似keil环境下做C语言程序。 二、https://www.doczj.com/doc/8b162843.html,/data/html/2010-9-14/85764.html理解加速度传感器检测跌倒的算法原理。 三、PSoC 3 FirstTouch上有三轴加速度传感器KXSC7-2050，实现跌倒检测算法。 摘要 跌倒是指人身体的任何部位意外地触及地面或其它较低的平面，而当事人无法实时做出反应．跌倒是对健康，乃至生命的严重威胁。随着老龄化社会的到来，对跌倒的监测和及时报警日益成为一个紧迫的问题。 跌倒监测报警系统的目标是能够将跌倒(Fall)与日常生活的正常动作(Activities of Daily Life，ADL)区分开来，准确地检测跌倒的发生，并智能判断是否需要报警求助。从而尽可能地缩短救助时闻，减小跌倒带来的伤害，降低误报率，最终提升被监测者的生活质量。 本次研究采用了PSoC 3 FirstTouch实验板，利用三轴加速度传感器KXSC7-2050搭建了三维加速度监测系统。 研究主要分为两部分：第一，对跌倒和ADL进行定义和模式分类，通过佩戴在腰间的数据记录系统记录各模式下的三维加速度数据，并对其进行处理、分析和比较；第二，根据分析结果，提出了以SVM或SMA为特征量，以人体状态及姿态为辅助判据的算法，并总结出了具体阈值相关参数。另外，还提出了基于三维加速度数据的步态分析及跌倒预警的设想，并进行了步频分析等初步的分析与论证． 关键词：跌倒检测监测三维加速度传感器 跌倒判断方式 对跌倒的自动检测可通过直接或间接的手段。常见的手段包括： (1)视频分析：需要在每个盗测区域安置设备，不方便且昂贵； (2)声响或振动分析：该方法认为跌倒可通过频率分析与其它活动区分开来，但各种各样的地面材质是一个棘手蛉问题； (3)智能护理系统：跌倒发生后的当然结果就是在其后的一段时期内，被监测者几乎不会有运动，缺点是反应需要的对间较长且易误报警； (4)随身佩戴的装置：它们能够即时检测出跌倒，且如果有智能判断，可自动决定是否发出摄警或求救信号。’ 显然，第四种方案简便、可靠、经济，且易与现有技术结合，从而达到更好的监测效果，难点在予检测的准确性：既不能漏过每一次跌倒，也不能将正常活动误报为跌倒，其中的平衡取舍较难掌握。 早期的跌倒判定手段和方法比较简单，其结果也受较大的限制。如，手杖中的水银开关。该检测方法默认，当跌倒发生时，手杖也躺倒呈水平状态，此时水银开关导通发出报警信号。显然这样的手段太过简单，结果也很粗糙。之后渐渐出现了以加速度信号为监测对象的监测

智能仪器论文

智能仪表课程大作业题目：PID控制算法在变频调速中的应用 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 开课时间: 2015 至2016 学年第 1 学期

摘要 P ID控制是工业工程中应用最为广泛,最有效率的控制理论,从它的出现到现在已经经历了很长的时间, 今天它依然在工业控制中占有不可替代的地位, 相信在以后的很长一段时间 P I D控制还会有很强的生命力。现代工业的高速发展使原始,单一的控制技术已经很难适应现代控制的要求,将新型的控制理论,与传统的 P I D 控制技术相结合在未来的控制领域内会有广阔的前景。 针对目前自动称重配料系统中采用传统 PID控制的不足、系统误差不稳定、动态特性不理想，提出了一种基于模糊 PID控制的算法。将模糊控制与传统的 PID控制技术结合起来，共同应用于实际系统的调节当中。系统采用可编程逻辑控制器（PLC）实现模糊 PID双模控制，大大加快了系统的响应速度， PLC模拟输出控制变频器调节皮带电机转速，从而达到控制物料流量的目的。经过实际系统的仿真试验，系统控制性能良好，有效解决了系统运行中误差不稳定和动态特性不理想的问题。 关键词：模糊 PID；控制算法；变频调速；自动配料系统

Abstract PID control is the most widely applied in industrial engineering, the most efficient control theory, from its emergence to now has experienced a very long time, today it still occupies an irreplaceable position in the industry control, believe in the future for a long time of PID control will also have the very strong vitality. With the rapid development of modern industry makes original, single control technology has been difficult to adapt to the requirement of modern control, the new type of control theory, combined with the traditional PID control technology in the future will have broad prospect of control field. In view of the present automatic weighing ingredients for the system’s lack of traditional PID control，instability often system error， the dynamic characteristics were not ideal． A fuzzy PID control algorithm was pro- posed． Fuzzy control and conventional PID control combined together were used in the regulation of the actual system． System used PLC to achieve dual-mode fuzzy PID control， greatly speeding up the system response speed， PLC analog output adjustment belt drive motor speed control to achieve control of material flow purposes． After a system simula- tion test， the system had good dynamic and static performance， to meet the requirements of actual control． Effectively solved the problem of the system operation error instability and dynamic characteristics was not ideal．Key words： fuzzy PID； control algorithm； variable frequency speed regulation； automatic batching system

智能仪器原理与设计

《智能仪器原理与设计》课程教学大纲 课程编码：课程类型：专业课 总学时：54 学分：3 第一部分相关说明 一、课程的性质和任务 课程的性质：《智能仪器原理与设计》是电子工程本科专业必修的专业基础课程之一。智能仪器在通信、家电、自动控制、仪器仪表中得到了广泛的应用。通过本课程的学习，使学生掌握利用微处理器系统使电子仪器实现智能化的具体方法，包括硬件和软件两个方面。 课程的任务：使学生掌握智能仪器的基本工作原理，具备智能仪器的初步应用能力，为将来从事智能仪器的工作打下坚实的基础。智能仪器课程侧重讨论智能仪器实际设计过程中所涉及的具体方法与技巧。旨在使学生运用所学的微型计算机和电子技术等方面的基础知识，解决现代电子仪器开发过程中的实际问题，逐步具备能够设计以微型计算机为核心的电子系统的能力。 本课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾。 二、课程的基本要求 本课程主要研究智能仪器的基本原理与基本分析方法，以单元电路的分析和设计为主。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求： 1、对智能仪器各组成单元的基本工作原理、性能指标以及它们在整机中的作用形成明确的认识。 2、掌握这些单元电路的分析、计算和设计方法，以及实验操作技能。 三、教学方法与重点、难点 教学方法：针对本课程学时少，内容多，技术发展快，实践性强等的特点，应采取探讨式和启发式教学；教学过程以课堂为主。 重点：人机接口电路、通信接口电路和软件编程。 难点：智能仪器的应用。

四、本课程与相关课程的联系 学习本课程主要涉及模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理课程中有关接口和汇编程序、微机控制方法等方面的有关知识。因此，应当尽可能地在先修《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理》和《微机接口技术》，《单片机原理与应用》等课程，为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础，是该专业学生的毕业前的综合性设计课程。 五、学时分配 总学时：54学时，其中理论教学时数为36学时， 1、考核方式：笔试（闭卷） 2、成绩评定：平时成绩（测验及作业等）占×30%，期末考试成绩占×70%。

智能仪器原理及应用期末复习要点

第一章绪论 1、内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器称为智能仪器。智能仪器实际上一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件组成。 2、硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入\输出通道、人-机接口电路、通信接口电路。 3、主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，它通常由微处理器（MPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）以及输入\输出接口电路等组成。 4、模拟量输入/输出通道常用来输入/输出模拟信号，主要由A/D转换器、D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成。 5、人-机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系，主要由仪器面板中的键盘和显示器组成。 6、通信接口电路常用于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命令。 7、软件部分主要分为监控程序和接口管理程序程序两部分。 8、监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序：通过键盘输入命令和数据，以对仪器的功能、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，控制I/O接口电路进行数据采集、存储；按照仪器设置参数，对采集的数据进行相关处理，以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。 9、接口管理程序是面向通信接口的管理程序：接受并分析来自通信接口总线的远控命令；进行有关的数据采集与数据处理；通过通信接口送出仪器的测量结果、数据处理的结果及仪器的现行工作状态信息。 10、智能仪器的特点：a、智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连； b、微处理器的运用极大地提高了仪器的性能； c、智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调零、自动校准、自诊断等功能，有力改善了仪器的自动化测量水平； d、智能仪器具有友好的人-机对话的能力； e、智能仪器一般配有GB-IB或RS-232等通信接口，使智能仪器具有可程控操作的能力。 11、VIX总线系统一般由计算机、VIX仪器模块和VXI总线机箱构成。 12、虚拟仪器是通用计算机上添加几种带共性的基本仪器硬件模块，通过软件组合成各种功能的仪器或系统仪器设计思想。 13、微处理器的选择：数据处理能力；内部资源I/o口数量；使用环境的特殊要求；价格、订货、周边元件的选择；开发成本、维护成本。 第二章智能仪器的模拟量输入/输出通道 1、把A\D转换器及其接口称为模拟量输入通道，把D\A转换器及相应的接口称为模拟量输出通道。 2、A\D转换器是将模拟量转换为数字量的器件，这个模拟量泛指电压、电阻、电流、时间等参量，但一般情况下，模拟量指电压而言。 3、A\D转换器的评价指标 a、分辨率与量化误差 分辨率是衡量A\D转换器分辨输入模拟量最小变化程度的技术指标。其分辨率取决于A\D转换器的位数。 量化误差是由于A\D转换器有限字长数字量对输入模拟量进行离散取样而引起的误差，提高分辨率可以减小量化误差。 b、转换精度 转换精度反映了一个实际A\D转换器与一个理想A\D转换器在量化值上的差值，用

智能仪器课程设计说明书智能温度测量仪表方案设计

前言 (2) 第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3) 功能与要求 (3) 方案的论证与比较 (3) 方案的确定 (5) 1.3.1数据采集通道的理论计算 (5) 1.3.2温度值粗测理论推导 (6) D的理论推导 (6) 1.3.3 根据T1确定差分部分AV 第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7) 系统硬件框图 (7) 系统的输入通道设计 (7) 单片机最小系统 (8) 人机接口电路 (8) 2.5串口电路 (9) 执行电路 (9) 第三章软件设计 (10) 下位机软件的设计 (10) 3.1.1下位机主程序设计 (10) 3.1.2 CH451中断子程序设计 (11) 3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12) 3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13) 3.2上位机软件设计 (13) 第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15) 硬件调试 (15) 软件调试 (15) 4.3整机调试过程 (16) 第五章设计体会与小结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)

前言 随着时代的进步和发展，单片机技术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AT89C51单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，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温度采集和显示，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。

智能仪器设计论文

智能仪器设计

引言 数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。 数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。

第1章数据采集系统概述 1.1 数据采集系统发展概况 数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统，由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因此获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言，实验室数据采集系统多采用并行总线，工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。20世纪80年代，随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成，第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已

单片机原理及接口技术期末考试试题及答案详尽版

读书破万卷下笔如有神 《单片机原理及接口技术》试卷（闭卷A卷） 一.单项选择题（每题1分，共20分） 1.DPTR为（ C ） A.程序计数器 B.累加器 C.数据指针寄存器 D.程序状态字寄存 2.PSW的Cy位为（ B ） A.辅助进位标志 B.进位标志 C.溢出标志位 D.奇偶标志位 3.MCS－51单片机片内ROM容量为（ A ） A.4KB B.8KB C.128B D.256B 4.MCS－51单片机片要用传送指令访问片外数据存储器，它的指令操作码助记符是以下哪个？（） B A.MUL B.MOVX C.MOVC D.MOV ）5.direct表示（ C C.8位直接地址 D.16位地址A.8位立即数 B.16位立即数是一个（ A ）位寄 存器6.堆栈指针SPA.8 B.12 C.13 D.16 ）时，其工作方式为（/计数器工作方式选择中，当M1M0＝11 D 7.定时器3 1 C.方式方式 2 D.方式A.方式0 B. A ）计数器工作方式8.定时器/0为（位 定时/计数方式 B.16/A.13位定时计数方式位方式8个 D.2位可自动装入计 数初值方式 C.8． 读书破万卷下笔如有神 9.MCS－51的最小时序定时单位是（ A ） A.节拍 B.状态 C.机器周期 D.指令周期 10.＃data表示（ A ） A.8位直接地址 B.16位地址 C.8位立即数 D.16位立即数 11.主频为12MHz的单片机它的机器周期为（ C ） A.1/12微秒 B.0.5微秒 C.1微秒 D.2微秒 12.MCS-51单片机在同一优先级的中断源同时申请中断时，CPU首先响应（ A ）。中断 D.0 中断定时器1A.外部中断0 B.外部中断1 C.定时器）13.MOVC A ,@A+PC指令对于源操 作数的寻址方式是（ D D. C.立即寻址变地寻址A.寄存器间接寻址 B.寄存器寻址PSEN为 （ C 14. ） B.地址锁存允许信号输出端A.复位信号输入端程序存储器地址 允许输入端程序存储允许输出端C. D. D 51单片机的一个机器周期由（）个振荡脉冲 组成。15.MCS－A.2 B.4 C.6 D.12 C ）16.MOVC A ,#30H指令对于源操作数的寻址方式是（ D.变地寻址立即寻址寄存器 寻址寄存器间接寻址A. B. C. ） B 计算机能直接识别的语言为（17. 下笔如有神读书破万卷 D.硬件和软件汇编语言 B. 机器语言 C.自然语言A. C ）．PSW的OV位为（18 D.奇偶标志位 B.进位标志 C.溢出标志位A.辅助进位标志）为程序存储器。19．在单片 机中（ A ROM B. RAM C.EPROM D.EEPROM ．A C ）20．能用紫外线光擦除ROM中的程序的只读存储器为（A.掩膜ROM B.PROM C.EPROM D.EEPROM 二、填空（每题 2 分，共 10 分）

《智能仪器》(第二版 程德福 林君)课后习题参考答案

智能仪器考试题型：名词解释、简答、简述、综合 没有给重点，但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的，所以我将大部分课后习题答案整理出来，仅供参考。难免有错误，望大家谅解并指出。 课后习题参考 第一章 1-1 你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想（课堂作业）。 解：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。 1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。 解：P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）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（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。 P5- P6 智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。 聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。 1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P3-5

EDA乐曲硬件演奏电路设计 课程设计

摘要 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。实现方法有许多种，随着FPGA集成度的提高，价格下降，EDA设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。FPGA预装了很多已构造好的参数化库单元LPM 器件。通过引入支持LPM的EDA软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。 本课设在EDA开发平台上利用VHDL语言设计数控分频器电路，利用数控分频的原理设计乐曲硬件演奏电路，并定制LPM-ROM存储音乐数据，以“两只老虎”乐曲为例，将音乐数据存储到LPM-ROM，就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改LPM-ROM所存储的音乐数据，将其换成其他乐曲的音乐数据，再重新定制LPM-ROM，连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。 关键词：FPGA；EDA；VHDL；音乐

目录 设计要求 (1) 1、方案论证与对比 (1) 1.1方案一 (1) 1.2方案二 (1) 1.3综合对比 (1) 2 乐曲演奏电路原理 (2) 2.1 音乐演奏电路原理 (2) 2.2 音符频率的获得 (2) 2.3 乐曲节奏的控制 (3) 2.4 乐谱发生器 (3) 2.5 乐曲演奏电路原理框图 (3) 3音乐硬件演奏电路的设计实现 (4) 3.1 地址发生器模块 (4) 3.1.1 地址发生器的VHDL设计 (4) 3.2 分频预置数模块 (6) 3.2.1 分频预置数模块的VHDL设计 (6) 3.3 数控分频模块 (8) 3.3.1 数控分频模块的VHDL设计 (8) 3.4 music模块 (10) 3.4.1 音符数据文件 (10) 3.5.2 LPM-ROM定制 (12) 3.6 顶层文件 (14) 4 时序仿真及下载调试过程 (16) 4.1 时序仿真图 (16) 4.2 引脚锁定以及下载 (17) 4.3调试过程及结果 (17) 5扩大乐曲硬件演奏电路的通用性 (18) 5.1 完善分频预置数模块的功能 (18) 设计总结与心得体会 (21) 参考文献 (22)

智能仪器设计论文

引言 我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例，这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期，设备可靠性明显降低，某些仪表的备品备件也得不到保障，因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。 数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量，断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。而非电气参数种类较多，既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号，也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号，还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。 本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。 第1章数据采集系统概述 1.1 数据采集系统发展概况 数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由 测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集

智能仪器期末试题及答案

期末复习资料 学院:电气信息学院 专业：测控技术与仪器课程名称：智能仪器 考试日期：205年6月27日

《智能仪器》复习参考题及答案 一、填空题 1.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。 2.智能仪器的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 3.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. 4.智能仪器的模拟量输入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. 5.对电子设备形成干扰,必须具备三个条件,即( 干扰源）、（传输 或耦合的通道 )和对干扰敏感的接收电路. 6.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. 7.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。 8.智能仪器的随机误差越小,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。 9.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。 10.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）． 11.智能仪器修正系统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。 12.为防止从电源系统引入干扰，在智能仪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。 13.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。 14.随着现代科技和智能仪器技术的不断发展，出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。 15.智能仪器的开机自检内容通常包括对存储器、（显示器和键盘）、( 模 拟量I／O通道）、总线和接插件等的检查.

智能仪器设计课程设计

智能仪器设计课程设计 8. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配Cu100热电阻，测温范围为0℃~150℃。采用位式（两位、三位，具有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号：

《智能仪器设计》习题题目练习及(附答案)

1、智能仪器有何特点？ 答：智能仪器有以下特点：（1）自动校正零点、满度和切换量程（2）多点快速检测（3）自动修正各类测量误差（4）数字滤波（5）数据处理（6）各种控制规律（7）多种输出形式（8）数据通信（9）自诊断（10）掉电保护。 2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。 答：智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下（由大到小、由粗到细）地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调。智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段：确定任务、拟定设计方案阶段；硬件、软件研制及仪表结构设计阶段；仪表总调、性能测试阶段。 3、在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个I/O端口？ 答：在MCS-51系列单片机中扩展外部存储器用P0和P2口。 4、在8031扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间，为什么不会发生总线冲突？ 答：因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间，但它们的控制信号是不同的，其中8031的PSEN为片外程序存储器的读选通信号，而RD和WR为片外数据存储器的读和写选通信号。 5、MCS-51有哪些中断源？它们各自的中断服务程序入口地址是什么？ 答：MCS-51有5个中断源，它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。它们各自的中断服务程序入口地址见下表。 6、当使用一个定时器时，如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时？ 答：首先用定时器定时一个时间，然后在数据存储器中设置一个计数器，通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。 7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。 答：模拟量输入通道有单通道和多通道之分。多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于高速数据采集系统。（2）多路通道共享放大器、S/H和A/D，这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。 8、说明模拟多路开关MUX在数据采集系统中的作用。 答：在多路共享A/D的输入通道中，需用多路模拟开关轮流切换各通道模拟信号进行A/D 转换，以达到分时测量和控制的目的。 9、说明采样/保持电路在数据采集系统中的作用及其使用方法。 答：采样保持电路用来保持A/D转换器的输入信号不变。该电路有采样和保持两种运行模式，由逻辑控制输入端来选择。在采样模式中，输出随输入变化；在保持模式中，电路的输出保持在保持命令发出时的输入值，直到逻辑控制输入端送入采样命令为止。此时，输出立即跳变到输入值，并开始随输入变化直到下一个保持命令给出为止。 10、A/D转换器有哪些类型？请比较它们各自的特点，并各举一例。 答：A/D转换器有（1）比较型，其特点是速度较快、抗干扰差、价格较高。如ADC0809。（2）积分型（包括双积分式和电压频率转换式），其特点是速度慢、抗干扰强、价格较低。如双积分式的MC14433，电压频率转换式的VFC-32。

智能仪器试题及答案

《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，USB设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” 及“连桥” 故障。（） 10.曲线拟合要求 y=f（ x ）的曲线通过所有离散点（ x i ， y i ）。（） 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→数字滤波→标度变换 B. 数字滤波→系统误差消除→标度变换 C. 标度变换→系统误差消除→数字滤波 D. 数字滤波→标度变换→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ADC前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 B. 加权平均法 C. 限幅滤波法 D. 去极值平均法

智能仪器课程设计报告

专业课程设计报告 题目：基于DS18B20的温度测量系统 系别：信息工程系 专业班级： 学生姓名： 指导教师：丹丹 提交日期：2012年5月18日

目录 一、前言 (3) 二、系统组成 (3) 1、设计思路 (4) 2、基本要求 (4) 3、课程设计目的 (4) 三、硬件电路组成及工作原理 (4) 1、温度传感器功能模块 (5) 2、AT89C51单片机 (7) 3、8550PNP三极管 (10) 4、晶振电路 (10) 5、复位电路 (11) 6、键盘电路 (12) 7、显示电路 (13) 四、整体仿真调试与实物连接....... 错误！未定义书签。 五、整体电路图 (15) 六、心得体会 (16) 七、参考文献 (17) 八、附录（源程序） (17)

智能温度测量系统的设计 一、前言 温度是一种基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器，在89C51单片机的控制下，对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高，该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。 二、系统组成 智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路、风扇降温电路、键盘电路、串口通信电路等六部分组成。系统原理框图如下： 图1智能温度测量系统原理框图

智能仪器期末试卷

2014-2015学年第 1 学期期末考试试题（A卷）（开卷） 智能仪器与虚拟仪器 使用班级： 班级：学号：姓名： 一、简答题（30分） 1.什么是虚拟仪器？虚拟仪器与传统仪器的区别是什么？ 答：虚拟仪器是基于计算机的仪器。将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。 区别：传统仪器：关键是硬件，开发与维护费用高，技术更新周期长，价格高，厂商定义仪器功能，系统封闭、固定，不宜与其它设备连接。 虚拟仪器：关键是软件，开发与维护费用低，技术更新周期短，价格低，并且可重用性与可配置型强，用户定义仪器功能，系统开放、灵活，易于其他设备连接。 2.什么是智能仪器?其主要特点是什么? 答：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能力；⑤具有可程控操作能力。 3.一个最基本的虚拟仪器程序（VI）包括哪三个部分？ 答：前面板：交互式的用户界面。 程序框图：是程序源代码，用模块代替普通函数。 图标和连接器：用以识别VI的接口，以便在创以便在创建VI时调用另一个VI。当一个VI应用在其它VI中，则称为子VI。子VI相当于文本编程语言中的子程序。 二、设计题（70分） 1、设计VI，用XY图显示半径分别为该生学号和相邻学号的同心圆。

2、设计一个温度检测报警器，温度传感器测量范围为0o C-60o C，在实时监测中，如果温度传感器测到的温度为该生学号，报警灯亮。

仪器仪表电路课设报告

目录 第一章绪论 (2) 1.1概论 (2) 1.2课设任务 (2) 第二章方案论证及选择 (3) 第三章单元电路设计 (6) 3.1放大电路设计 (6) 3.2相敏检波电路设计 (6) 3.3低通滤波器设计 (7) 3.4直流放大器设计 (8) 第四章电路仿真（部分） (9) 5.1开关式相敏检波电路仿真 (9) 5.2低通滤波器仿真 (9) 5.3总电路功能结果仿真 (10) 第五章元器件清单 (11) 第六章小结 (13) 参考文献

第一章绪论 1.1概论 测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。 自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测控和仪器仪表技术领域，便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器，都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能。由于信号被采集变换成数字形式后，更多的分析和处理工作都由计算机来完成，故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。近年来，新型微处理器的速度不断提高，采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。在数据采集方面，数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新，也有效地加快了数据采集的速率和效率。与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后，不难见，配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能，实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的涉及面广，小到生产过程自动控制，大到火箭卫星的发射及监控。由于对自动控制及精度的严格要求，测控技术与仪器成为不可或缺的专业。 1.2课设任务 测控系统由传感器、电路和执行机构组成。电路时测控系统中最为灵活的部分。可以通过改变电路，达到获得不同信号的目的。此次课设任务就是着重于此。具体任务为：某差动变压器传感器用于测量位移，当所测位移在0 —±20mm范围时（铁芯由中间平衡位置往上为正，往下为负），其输出的信号为正弦信号0—40mVP-P，要求将信号处理为与位移对应的0--±2V直流信号。