目录
1、绪论 (2)
1.1设计目的 (2)
2、设计指标及任务 (3)
2.1题目 (3)
2.2仪表功能 (3)
2.3主要技术指标 (3)
3、硬件设计 (3)
3.1、主板硬件 (3)
3.1.1 主机模块的设计 (3)
3.1.2键盘和显示器模块设计 (4)
3.2、副板硬件设计 (6)
3.2.1 DAC0832 (6)
3.2.2 基准电源 (6)
3.2.3 ADC0809 (6)
3.2.4 D触发器 (7)
3.2.5 或非门 (7)
3.3、硬件调试及问题解决 (8)
3.3.1调试步骤 (8)
3.3.2 问题及解决方法 (8)
4、数据误差分析 (9)
5、总结 (9)
附录： (10)
附录一：A/D输入数据及对应曲线 (10)
附录二：D/A输出数据及对应曲线 (10)
附录三：主板原理图 (11)
附录四：副板原理图................................................................................................. - 11 -
附录五：主板PCB图 (12)
附录六：副板PCB图 (12)
附件七：元器件清单 (13)
1、绪论
单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是20世纪七十年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU、RAM、ROM、I/O接口和终端系统与同一硅片的器件。20世纪八十年代以来单片机发展迅速各类新产品不断涌现出现许多新产品，出现了许多高性能新型机种现已成为工业控制和各控制领域的支柱产业之一。由于单片机功能强、体积小、可靠性好、价格便宜等独特优点因而受到人们的高度重视并取到了一系列的科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，并具有广阔的发展前景。单片机技术的应用是信息技术发展的一个方面，它为人们的生产和生活带来了极大的方便。今天人们生活中的消费电子产品、生产中的智能仪表等不乏应用单片机技术的产品，作为21世纪新时代的大学生，我们不能停留在理论上，更要通过实践来掌握单片机的使用方法。
随着智能仪表设计这门课程的深入学习，我们已经在理论上学习过了单片机的知识，而智能仪表色课程设计为了更好的掌握这门技术提供了平台。让我们将所学的基础理论知识和专业知识运用到具体的工程实践中去。以培养学生综合运用知识能力。实际动手能力和工程实践能力，为此后的毕业设计打下良好的基础，都为今后从事生产技术工作打下了必要的基础。
此次课程设计要求完成通用智能仪表的硬件设计，软件设计和相关元器件的选择。掌握计算机辅助设计技术。
1.1、设计目的
（1）熟练掌握AT89S52微处理器，HD7279芯片、X5045芯片以及A/D和D/A的原理及应用。
（2）掌握动态LED显示及键盘设计原理，对智能仪器中最基本的输入输出设备具有感性认识。
（3）通过一个相当对完整的程序编程，能够将单片机知识和智能仪器的设计融会贯通，同时掌握对智能仪器的软硬件构成及硬件软化方法。
（4）通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的最小系统目标板的设计与编程应用。
智能仪表课程设计
2、设计指标及任务
2.1、题目
通用智能仪表设计
2.2、仪表功能
本次设计的通用智能仪表是由主板和副板组成，五个按键、八位数码管显示。可见对场8路信号0~5VA/D采集处理，1路D/A输出。根据标准决定：安全值内，依次轮回显示8通道的当前测量值和设定值（实际只做1路信号0~5V）；安全值外，产生光提示报警（用发光二极管），并且轮回显示报警通道的设定值。另外系统无需每次开机重新设定标准值，同时具有看门狗定时器功能。
2.3、主要技术
（1）输入信号：0~5V 1路~8路；
（2）输出信号：0~5V或4~20mA 1路；
（3）精度：±0.5％；
（4）显示分辨率：0~255；
（5）供电：交流220V±10％，50Hz；
（6）工作温度：0~55℃;
3、硬件设计
3.1、主板硬件
主板有AT89S52、X5045、HD7279组成，是仪表的核心。
3.1.1主机模块的设计
主机模块由AT89S52作为中央处理器，X5045串行2E PROM用来存储测量值报警上下限量程上下限，并且具有看门狗定时器功能。根据两芯片的引脚功能设计AT89C52与X5045接线方式如图2.1所示：
图2.1 AT89S52与X5045接线图
智能仪表课程设计
单片机与X5045引脚的连接和相关地址分配如下：
（1）CS：片选端，低电平有效，与P1.0相连；
（2）SI：串行数据输出端，与P1.1相连；
（3）SCK：串行时钟输入端，与P1.2相连；
（4）SO：串行数据输入端，与.P1.3相连。
所需主要芯片：
（1）AT89S52
AT89S52是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051 指令系统及引脚。它集Flash 程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯中。
（2）X5045：
作为单片机系统电路的一个辅助芯片，它将上电复位、低电压检测、看门狗定时器和块锁保护的串行E2PROM功能集合一个芯片内；采用SPI串行外设接口方式。本次设计采用了其中的复位，看门狗定时器及存储功能。当系统出现故障时，在设定的时间内如果没有对X5045进行访问，则看门狗定时器以RESET信号作为输出响应，将单片机复位。
3.1.2键盘和显示器模块设计
键盘和显示器实现人机交互，是智能仪表比较重要的一部分。本次设计的键盘和显示器由HD7279管理，实现五个按键的不同功能。前四位显示通道号，后四位显示测量值。
电路如图3.1所示：
图3.1 HD7279
单片机与HD7279引脚的连接和相关的地址分配如下：
（1） CS：片选端，低电平有效，与P1.4相连；
（2） CLK：串行时钟输入端，与P1.5相连
（3） DATA：串行数据输入/输出端，与P1.6相连
（4） KEY：按键有效信号端，与P1.7相连
7279的CS，DATA，CLK，KEY口与单片机P1.4、P1.5、P1.6、P1.7相连，当
智能仪表课程设计
单片机访问7279时，CS为低电平，DATA为单片机和7279之间的数据传输端，单片机通过KEY来判断是否有按键，无按键为高电平，有按键是为低电平并保持，直到按键松开。
HD7279主要特点：
HD7279为28引脚标准双列直插式封装（DIP），单一的+5V供电。与CPU 间采用串行接口方式，仅占用4跟端口线；内部含有译码器，可直接接受BCD 码或16进制码；循环左移和循环右移指令；内部含有驱动器，无需外围元件可直接驱动LED；具有级联功能，可方便的实现多于8位显示或多于64键的键盘接口；具有自动消除抖动并识别按键键值的功能。
图3.2HD7279与LED的接口电路
HD7279应连接共阴式数码管。在使用键盘情况下，下拉电阻和键盘连接位选线DIG0-DIG7的电阻，应遵从一定的比例关系，下拉电阻应大于位选电阻的5倍而小于其50倍，典型值为10倍。在不影响显示的情况下，下拉电阻应尽可能地取较小的值，这样可以提高键盘部分的抗干扰能力。
HD7279需要一外接的RC振荡电路以供系统工作，外接振荡元件为典型值（R=1.5KΩ,C=15pF）。振荡电路的元件应当尽量的靠近HD7279并使电路连线最短。
3.2、副板硬件设计
副板由AD0809、DA0832，D触发器74HC74、或非门74HC02、地址锁存器74HC373（实际没用）、二片基准电源LM336-5,0以及运算放大器LM324组成。用电位器输入0~5V电压信号A/D芯片0809。
3.2.1 DAC0832和LM324
(1)DAC0832是采样频率为八位的D/A转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输入、同步转换等)。
(2)运算放大器LM324用于输出0-5V模拟量信号，其同相端接地，反馈为负，当Vref接 -5V时输出的模拟量信号为0-+5V。
3.2.2基准电源
LM3326/LM336集成电路是精密的2.5V并联稳压器，其工作相当于一个低温度系数的、动态电阻为0.2Ω的2.5V齐纳二极管，其中的调端（adj）可以使基准电压和温度系数得到微调。它的典型性能参数有：
（1）低温度系数：6mV/9mV/18mV;
（2）工作电流范围宽：300uA-10mA;
（3）动态电阻：0.2Ω;
（4）最大正向电流：10mA;
（5）最大反向电流：15mA；
3.2.3ADC0809
ADC0809多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连D 触发器用于给AT89S51的ALE分频并将时钟输入给AD0809的CLK管脚。
分频算式：fALE=12MHz/6=2MHz，一个D触发器分掉1/2，则经过两个D触发器后的频率=2MHz/4=500Hz。
3.2.3 D触发器
电平触发的主从触发器工作时，必须在正跳沿前加入输入信号。如果在CP 高电平期间输入端出现干扰信号，那么就有可能使触发器的状态出错。而边沿触发器允许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受干扰的时间大大缩短，受干扰的可能性就降低了。边沿D触发器也称为维持-阻塞边沿D触发器。主要起分频作用。
3.2.3或非门
或非门是数字逻辑电路中的基本元件，实现逻辑或非功能。有多个输入端，1个输出端，多输入或非门可由2输入或非门和反相器构成。只有当两个输入A 和B为低电平（逻辑0）时输出为高电平（逻辑1）。也可以理解为任意输入为高电平（逻辑1），输出为低电平（逻辑0）。
3.3 硬件调试及问题解决
3.3.1调试步骤
（1）根据原理图焊板完成后，将所用到的芯片插入相应的位置上面；
（2）用万用表检测电路板没有短路。
（3）将+12V和-12V电源接到副板的J3电源接口上；
（4）将老师所给电源的0-5V电源连接到主板的J8电源接口上；
（5）将电源插头接到220V交流电，观察数码管显示现象；
（6）用平口螺丝刀调节滑动变阻器给入模拟量输入，并观察数码管显示；（7）其次用万用表检测运算放大器输出的电压值。
3.3.2问题及解决方法
问题1：
万用表检测DA输出时调节变阻器后，数码管不显示对应数值
问题分析：
可能是DA芯片或焊接出现问题，也可能稳压芯片坏了
解决方法：
检测DA芯片及焊接无误，将稳压芯片更换
问题2：
检测AD芯片输出时数码管显示不正确
问题分析：
AD芯片的ADD A,ADD B,ADD C脚未接地
解决方法：
将上述三脚接地
4、数据误差分析
1、A/D 输入与仪表数字量对应数据
2、仪表数字量与D/A 输出对应数据 仪表
数字量 0 50 100 150 200 250
D/A
输出量
0 0.981 1.932 2.939 3.866 4.923
3、数据误差分析
对数据与曲线图进行分析，采用端点连线拟合方法，来线性化以上两条曲线： 对于附录一图：K1=（255-0）/（5-0）=51 则这条直线的拟合方程为 Y=51X
通过将拟合直线和曲线比较得到，在输入为1.5V 时，得残差最大，最大残差为3.1，即最大非线性误差为 L1=3.3/255*100%=1.29% 对于附录二图：K2=（5.125-0）/（250-0）=0.02 则这条直线的拟合方程为 Y=0.02X
通过将拟合直线和曲线比较得到，在输出为5V 时，得残差最大，最大残差为0.124，即最大非线性误差为L2=0.124/5.125*100%=2.42% 误差分析：
(1)所用的测量仪表不精确，造成测量误差。 (2)计算过程中存在人为计算误差。
5、总结
在这次的课程设计中加深了对并行和串行接口通信的理解，掌握了对没有接触过的芯片的学习和使用方法，通过实际应用掌握了它们的功能与实际接线要求。通过这次设计，了解了应用X5045芯片的看门狗定时器功能可以方便的解决以前因为程序跑飞或编程序时出错进入死循环的问题。利用E2PROM 功能可以存储重要数据防止掉电丢失。了解了HD7279串行接口对键盘和显示器的管理方式。掌握了利用LM336设计稳定电压的方法；同时学会了A/D ，D/A 转换的基本原理和实现方法。基本掌握了对整体系统的硬件设计，学会了硬件电路的设计的方法，熟悉了硬件设计的要求和规则，进一步加强了实际设计能力。
同时通过本次课程设计，进一步熟悉了Altium Designer 绘图软件的使用，同时也强化了汇编语言的使用，进一步规范了编程的模式，扩展了编程框架设计思想，提高了自己的独立设计软件的能力。通过智能仪表课程设计，进一步认识与了解了智能仪表的设计过程，在实践中，不断发现及解决问题，在理论掌握的基础上，结合实践细节理解所学的学科知识，并且培养实际操作的动手能力应变解决问题能力。
A/D
输入量 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
仪表
数字量
0 37 59 78 104 128 157 180 205 231 255
附录：
附录一：A/D 输入数据及对应曲线
附录二：D/A 输出数据及对应曲线 仪表 数字量 0 50 100 150 200 250 D/A 输出量
0.981
1.932
2.939
3.866
4.923
A/D 输入量 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 仪表 数字量
37
59
78
104
128
157
180
205
231
255
50
100
150
200
250
0.981
1.932
2.939
3.866
4.923
501001502002503001
23456仪表数字量D/A输出量
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
375978104
128157180
205
2312550
501001502002503001
234567891011A/D输入量仪表数字量
附录四：副板原理图
附录六：副板PCB图
附件七：元器件清单
Comment
Description
Document
Footprint
LibRef
Model:Footprin
t
Quantity
Value
Capacitor
H:\MY 主板.SchDoc
HDR1X2
Cap
Connector;
Header; 2 Position 2
30pF
Capacitor
H:\MY 主板.SchDoc
RAD-0.3
Cap
Radial Cap,
Thru-Hole; 2 Leads; 0.3 in Pin Spacing
1
15pF
12MHZ
Crystal Oscillator
H:\MY 主板.SchDoc
CRY
XTAL
1
Header, 13-Pin, Dual row
H:\MY 主板.SchDoc
HDR2X13
Header 13X2 Connector;
Header; 13x2
Position 1
Header 13X2
Header, 13-Pin, Dual row
H:\MY 副板.SchDoc
HDR2X13
Header 13X2 Connector;
Header; 13x2
Position 1
Header, 2-Pin, Dual row
H:\MY 主板.SchDoc HDR2X2
Header 2X2
Connector;
Header; 2x2 Position
1
Header 8 Header, 8-Pin
H:\MY 副板.SchDoc HDR1X8
Header 8
1
Header 2 Header, 2-Pin
H:\MY 副板.SchDoc,
H:\MY 副板.SchDoc, H:\MY 主板.SchDoc HD2 Header 2 3
Header 4 Header, 4-Pin
H:\MY 副板.SchDoc
HDR1X4
Header 4
Connector;
Header; 4 Position 1
7.62 mm Black Surface HER
7-Segment
Display: CC, RH DP
H:\MY 主
板.SchDoc
LEDDIP-10/C15.24RH D
Dpy Red-CC LED, 7-Segment
Display, 14.2 mm, RHD; 10
Leads; Row
Space 15.24 mm; Pitch 2.54 mm
8
Resistor H:\MY主
板.SchDoc
AXIAL-0.4 Res2
Axial Device,
Thru-Hole; 2
Leads; 0.4 in Pin
Spacing
15
1.5K, 10K, 10K,
10K, 10K, 10K,
100K, 200K,
200K, 200K,
200K, 200K,
200K, 200K,
4.7K
Res2 Resistor H:\MY副
板.SchDoc
AXIAL-0.4 Res2
Resistor; 2
Leads
2 1K
200*8 Resistor H:\MY主
板.SchDoc
AXIAL-0.4 Res2
Axial Device,
Thru-Hole; 2
Leads; 0.4 in Pin
Spacing
1 200K
Switch H:\MY主
板.SchDoc
SWPB SW-PB 5
ADC0809 H:\MY副
板.SchDoc
DIP-28/X1.5 ADC0809 1
AT89S51 8-Bit
Microcontrolle
r with 4K ISP
Flash ROM
H:\MY主
板.SchDoc
DIP-40 AT89S51 1
DAC0832 H:\MY副
板.SchDoc
DIP-20 Component_1 1
HD7279 H:\MY主
板.SchDoc
DIP-28/X1.5 HD7279 1
74HC74新H:\MY副
板.SchDoc
DIP-14 74HC74新 1
X5045 H:\MY主
板.SchDoc
DIP-8/D10.3 Component_1 1
74HC02新H:\MY副
板.SchDoc
DIP-14 74HC02新 1
LM324 H:\MY副
板.SchDoc
DIP-14 LM324
DIP; 14 Leads;
Row Spacing
7.62 mm; Pitch
2.54 mm
1
LM336Z5.0 5V Reference
Diode
H:\MY副
板.SchDoc
LM336 LM336Z5.0 2
滑块问题求解系统 一、设计任务 用智能搜索算法中的盲目搜索和启发式搜索这两类基本方法设计八数码问题的求解系统。所谓八数码问题是指这样一种游戏:将分别标有数字1,2,3,…,8 的八块正方形数码牌任意地放在一块3×3 的数码盘上.放牌时要求不能重叠.于是,在3×3 的数码盘上出现了一个空格. 现在要求按照每次只能将与空格相邻的数码牌与空格交换的原则,将任意摆放的数码盘逐步摆成某种特殊的排列.如下图表示了一个具体的八数码问题求解. 二、设计环境及使用说明 设计环境主要采用VC++开发环境。 三、系统已实现的功能 用广度优先搜索算法和两种A*搜索算法实现八数码问题的求解系统。 四、算法思想及分析 1、广度优先搜索算法 算法思想： 这是一种盲目搜索算法。算法主要思想是从初始结点开始依次沿其上下左右四个方向扩展结点，并逐一检查这些后继结点是否为目标结点，若不等于目标结点则把该后继结点插入到数组末尾。然后取数组中未扩展的第一个结点重复以上操作，直到得到目标结点为止或在限定步数以内未得到解。 数据结构： 算法当中的结点用结构体实现， typedef struct{ int num[9]; //八个数码用一个一维数组来存储。 char expension; //记录是否可以扩展，Y代表可以扩展，N代表不可以。 char bandirect; //表示不可以执行的操作，'L'代表不能左移，'R'代表不能右 移，'U'代表不能上移，'D'代表不能下移，'C'代表可以任 意移动。 int father; //记录父节点的下标。 }Node; 扩展的结点存储在数组里： Node node[MAXSIZE]; //将搜索过的状态存储于该数组中。 算法当中遇到的问题和解决方法： 1）如何去表达八个数码的位置和每个结点状态的表示 用一维或二维数组去表示八个数码的位置关系，每个结点包含了一个一维数组 （用来表示八个数码的位置关系），可扩展标记（用来标识一个结点是否被扩 展过，避免重复扩展），限制移动方向的标记（避免一个结点在一个方向的重 复扩展），记录父节点的指针（父节点下标）。 2）如何以最简洁的方式表达一个结点在其四个方向的扩展 设定一个数组用以存储该结点在每个方位是否可扩展。操作一个结点时先根据
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。
《智能仪器原理及设计》报告 专业： 学号： 姓名：
目录 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计过程 (3) 1.2.1 设计总体方案 (3) 1.2.2 器件的选择 (4) 1.2.3 电路设计 (7) 1.2.4 软件设计 (9) 1.3 总结 (12)
基于单片机的温度传感器设计 1.1 设计要求 实现室温测量，并使用液晶屏显示实时温度。 1.2 设计过程 1.2.1 设计总体方案 根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C52为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。 采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0～100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器AT89C52构成的温度装置，它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。 采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的工艺兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数。 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C52单片机上，经过单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器液晶屏显示实现。检测范围-55摄氏度到125摄氏度。 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图如图1所示 图1 数字温度计总体电路结构框图
智能仪器综合设计实验指导 一、实验的目的 《智能仪器》课程是一门综合性和实践性很强的课程。实验课的目的是把教材、课堂教学以及相关课程知识和技术综合运用，以达到巩固消化课程内容，进一步加强综合应用能力及整机系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，培养学生独立开发产品和科研的能力。 二、基本要求 1．根据课堂学习的仪器总体结构设计方法和构思，自行选题。 2．根据选题要求和储备的元器件，设计硬件系统和软件。 3．应用开发工具对系统进行调试。 三、设计过程 在智能仪器的开发和设计中，首先要明确设计准则及要求，其次制定系统方案，最后是方案的具体实施。设计准则及要求，就是使设计的智能仪器根据实际的需要采用先进技术，进行标准化、系统化设计，使其具有较完善的操作性能，同时要求智能仪器可靠、安全、实用、性能价格比高。制定系统方案，是根据设计的任务要求提出几种设想、规划，并且加以比较推敲，选择一种认为是可行、较好的方案作为初步方案，然后对系统的指导思想、技术原则、技术指标、可靠性、性价比进行方案评估，最后根据评价的结果制定系统的设计方案。方案实施需要对系统的硬件、软件设计部分进行调试，在各部分通过之后，在进行统调，从而完成智能仪器的实际。下面就系统设计与开发方案实施过程的一些主要步骤加以说明。 1. 确定系统规模大小。系统总体方案确定之后，则首先要预估系统软、硬件规模的大小，硬件核心部件选型，容量，对外的I/O数，通道数，模块数等。 2. 软、硬件权衡分配。在既定的总体规模中再进一步权衡。哪些模块用硬件完成，哪些可以用软件完成，合理调整好硬、软件搭配。原则上讲，硬件功能软件也可以完成，反之亦然。但在不同场合，软、硬件将各有特长，要是系统达到较高的性价比，必须使系统有恰当的软、硬件比例。一般地讲，硬件速度快，但应变灵活性小，扩展功能要另添部件；而软件处理速度慢，但变更灵活性大，添加功能只要对软件作适当修改即可。至于价格，硬件是需较大投资，软件相对小些。软件和硬件在逻辑功能上是等效的。具有相同功能的单片机应用系统，其软、硬件功能分配可以在很宽的范围内变化，系统的软硬件功能分配要根据系统的要求而定。提高硬件功能的比例可以提高速度，减少所需的存储容量，有利于监测和控
智能仪表的温度控制系统 摘要：随着总线智能仪表技术的不断发展，智能化数字仪表功能和应用日益广泛。本系统是基于CPLD和A T89S52单片机设计采用专家PID控制的总线型温度控制系统。系统具有稳定度高、精度高和抗干扰能力强的优点，并且可以在工业生产过程中进行实时监控，具有将监控数据远程传输给控制终端的能力。应用实践证明，系统各方面均较为完善，具有很好的应用意义和市场价值。 关键词：温度控制；CPLD；PID控制；智能模糊算法 1 温控系统现状 智能仪表中的微处理器具有一定的数据存储和处理能力,在软件的配合下,智能仪表功能可以大大增强,用于温度测量的温度传感器如热电偶、热电阻,因其温度与热电势(或电阻)的关系是非常复杂的曲线关系,因此寻求合适的温度与热电势(或电阻)的关系式,以应用于温度测量及计算,是决定智能仪表温度测量精度高低的关键。 随着现代科学技术的迅速发展及工业控制中自动化要求的提高，对现场检测控制仪表的智能化程度的要求也越来越高,并且要求仪表具备较强的远距离通信的功能,智能仪表逐渐向数字化、网络化和智能化方向发展。在现代工业生产作业中，温度控制是各种工业生产过程中的重要因素。尤其是在钢铁、食品、化工、冶炼等行业的生产过程中，更加需要严密的温度控制系统。而且在这样的系统中通常是需要监测和控制多个温度参数并且需要将数据远程传输到控制终端。在以往的温度控制系统中，通常有以下的不足和缺陷：系统精确度不够，只能检测单个温度参数；温度控制仪表中检测使用电压较低，不能直接应用于控制的对象系统。基于以上的考虑，在设计系统的过程中增加了相应的功能，以便提高系统对整体效率和性能。系统采用AT89S52为核心控制器，利用A\D转换器和模糊智能算法实现四路温度监测和控制功能，并能通过远程通信传输到控制终端。 2 系统设计 系统主要组成模块：AT89S52 单片机、CPLD、信号输入、信号输出以及串口通信，如图1 所示。单片机电路：采集键盘的输入信号、串行端口的传输信号、液晶屏幕的显示信号、过零检测信号处理。CPLD模块：产生PWM控制信号，利用PWM输出的控制信号来控制加热器件的工作状态。功率控制电路模块：采用可控硅输出光耦的耦合形式，利用关断与导通的时间比值作为参数调节器件的功率。芯片采用MOC3081，是零触发双向可控硅模式芯片。这种设计方式可以减少后续功能器件对前端器件模块稳定性的影响。
摘要 由于生产及生活的需要，经常需要对环境中的温湿度进行监测及显示。液晶是现代电子产品中使用越来越多的一种显示器件，液晶不但用来显示各种文字,还可以动态的显示各种图案及画面。本设计是一个基于单片机STC89C52的温湿度检测及显示装置。该装置由温湿度检测模块、液晶显示模块、键盘输入模块及声光报警模块四部分组成，本设计检测模块采用技术成熟的DHT11作为测量温湿度的传感器；控制系统芯片采用功能强大、价位低廉的AT89C52单片机；显示系统采用大屏幕的QC12864B液晶显示屏。 整个电路采用模块化设计，由主程序、DHT11温湿度转换的驱动程序、显示子程序等模块组成。DHT11温湿度传感器数字信号经单片机综合分析处理，实现温湿度显示以及曲线绘图各种功能。由本设计课题做成的温湿度检测系统结构简单、价格便宜、量程宽，具有较高的可靠性、安全性及实用性。 关键字：温湿度；STC89C51单片机；12864；DHT11
第一章绪论 研究背景 随着计算机技术的发展,基于微处理器的智能仪表已成为仪表的主体。越来越多的智能仪表采用图形点阵液晶模块,液晶显示模块提供了丰富灵活的显示内容 ,更符合人性化的特点。智能仪表的功能是否强大、用户操作性是否方便 ,都必须通过界面友好的外观和可操作性来体现。可见,人机界面是智能仪表开发中的主要环节,在开发的工作量中占了很大的比例。目前已有很多文献对液晶显示技术、图形用户界面设计作了研究。 液晶概述 某些固体物质在一定条件下会呈现液态晶体状态,这种状态既不同于各向同性的液体,也不同于在三维空间分子完全规则排列的固体晶体,但又具有液体的流动性、连续性和分子排列的有序性。这种处于液体和晶体之间过渡相态的物质称为液晶。 液晶分为热致液晶和溶致液晶。前者是物质在某一温度范围内呈现液晶状态,后者是物质溶于水或有机溶剂而形成的。液晶分子呈棒状或条状,宽约十几纳米,长约数纳米液晶分子有较强的电偶极矩和容易极化的化学团。由于液晶分子间的作用力比固体弱,所以液晶分子容易呈现各种状态。液晶分子的介电常数、电导率、折射率、磁化率等具有较大的各向异性,在外加电场作用下会产生各种电光效应,从而可应用于液晶显示器(Liquid Crystal Display Device ,缩写为LCD)。 液晶的主要应用有:办公自动化（OA）、个人数字助理（PDA）、设备自动化（FA）、通讯、车辆设备等。 传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 目前,传感器及其应用技术已成为我国国民经济发展不可或缺的一部分,传感器在工业部门的应用普及率已被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化以及网络化的重要标志之一。
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：
单片机技术课程设计说明书智能仪器人机接口电路设计 专业电气工程及自动化 学生姓名 班级BMZ电气081 学号 指导教师周云龙 完成日期2011年6月9 日
摘要 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了。计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好的为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。 科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米平方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。 现在应用较广泛的是科学计算器，所谓科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别：只能进行正数加、减、乘、除四则运算的计算器叫做简单计算器；科学计算器是指能兼容正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能的计算器。 计算器的未来是小型化和轻便化,如使用太阳能提供电池的计算器,使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等,随着社会的发展,知识的更新,各行各业的需要带动了电子产品的发展,未来的智能化计算器将是我们的发展方向,更希望成为现代社会应用广泛的计算工具。 关键词：MCS-51 8051单片机；人机接口扩展4X4按键；计算器；加减乘除；LCD128X64;
目录 第一章绪论 (4) 1.1本课题的研究意义 (4) 1.2设计目的 (4) 设计任务 (4) 第二章计算器系统简介 (3) 2.1单片机发展现状 (3) 2.2计算器系统现状 (4) 第三章主要器件简介 (4) 3.1MCS-51系列单片机简介 (4) 3.2键盘电路的设计 (7) 3.3LCD12864模块介绍 (8) 第四章计算器系统设计 (15) 4.2键盘扫描的程序设计 (15) 4.3显示模块的程序设计 (16) 4.4主程序的设计 (17) 4.5系统调试 (17) 结语 (19) 谢辞 (20) 参考文献 (21) 附录1 系统PCB图............................................................ 错误！未定义书签。 附录2 PROTEUS仿真图 (23) 附录3 程序由于采用的是汇编语言太长，可以在软件KEIL中查阅 (23)
资料范本 本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 汽车仪表综合设计 地点：__________________ 时间：__________________ 说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容
智能仪器与仪表综合设计 班级：测控1041 姓名： 学号： 指导教师： 撰写日期： 2013年6月7日
摘要 传统的数字电压表对于现在的虚拟仪器所设计的电压表而言，它的外观比较固定，成本较高，还有一定的不可塑性。他在生活中是比较浪费的，我们有很少的机会去使用，但是如果使用就必须购买，所以它的成本对于它的使用来说是一种浪费。而虚拟仪器就不同了，他只需一台电脑或PC机，和一些内部软件的安装与调试就可以起到很好的作用，既经济又实惠，还简单方便、随心所欲，很符合现在人的思想价值观念。 本次课程设计我们利用虚拟仪器软件LabVIEW汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时，出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高，汽车驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展，它是驾驶员信息系统重要的组成部分。汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。针对汽车仪表发展的新趋势,本文对国内汽车仪表行业的现状和发展前景进行了概述，针对性的研究了基于MCGS技术而建立虚拟汽车仪表系统的构成，并且系统的给出了一种可行性方案，分别从MCGS软件实现方法、单片机程序实现方法和软、硬件的通信三方面进行了阐述。本文设计出来的汽车虚拟仪表系统可以实现当前速度、温度、油箱存油量、远光灯、雾灯、车门报警等信息的显示。 利用电子显示技术，也就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模拟显示的车速和发动机转速表等，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变动。它具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件，反应快、可靠性高、布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。一般除要求汽车仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便，以及受温度、湿度的影响小之外，还要求轻巧、舒适、美观并具有较好的互换性。汽车电子仪表恰恰满足了这些要求。
智能设计关键技术
第六章智能设计关键技术 6.1 智能制造系统的设计 智能制造系统是基于人工智能研究，为应对不断增长的设计信息和工艺信息，以及随之带来的生产线和生产设备内部信息的增加而出现的先进制造系统。通过借助计算机模拟的人类专家的智能活动，智能制造系统可以进行分析、判断、推理、构思和决策，取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。同时，通过收集、存储、完善、共享、继承和发展人类专家的制造智能，将其融入感知、决策、执行等制造活动中，赋予产品制造在线学习和知识进化的能力。制造系统的智能化提高了其对于爆炸性增长的制造信息的处理能力、效率及规模，表现出高度灵活、敏捷、智能的特征，使得制造系统由原先的能量驱动型转变为信息驱动型。智能制造系统代表着制造业数字化、网络化、智能化的主导趋势和必然结果，蕴含着丰富的科学内涵，汇聚了广泛的产业链和产业集群，是高新技术的制高点。 6.1.1 智能制造系统的构成 一般而言，制造系统在概念上认为是一个复杂的相互关联的子系统的整体集成，从制造系统的功能角度，可将智能制造系统细分为设计、计划、生产和系统活动四个子系统。 在设计子系统中，智能制定突出了产品的概念设计过程中消费需求的影响；功能设计关注了产品可制造性、可装配性和可维护及保障性。另外，模拟测试也广泛应用智能技术。 在计划子系统中，数据库构造将从简单信息型发展到知识密集型。在排序和制造资源计划管理中，模糊推理等多类的专家系统将集成应用。 智能制造的生产系统将是自治或半自治系统。在监测生产过程、生产状态获取和故障诊断、检验装配中，将广泛应用智能技术。 从系统活动角度，神经网络技术在系统控制中已开始应用，同时应用分布技术和多元代理技术、全能技术，并采用开放式系统结构，使系统活动并行，解决系统集成。 6.1.2 智能制造系统的设计要素 智能制造系统的设计是基于人机一体作业研究，通过信息整合与分析，优化制造系统内部作业模式，提高作业效率及可靠性，以达到智能化制造的目的的设计活动。智能制造系统所处的环境以及对其功能要求决定了在设计时要注意三个方面的要求，即要满足可靠性，适应性和可扩充性，因此应采用开放式
课程设计报告 课程：智能测量仪表 题目：智能测量仪表 学生姓名： 专业年级：自动化 指导教师： 信息与计算科学系 2013年3月23日
智能测量仪表 本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。其输出电压与摄氏温度成线性比例关系，无需外部校准，在0℃～100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。，输出电压与摄氏温度对应，使用极为方便。灵敏度为10.0mV/℃，重复性好，输出阻抗低，电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作。是一种得到广泛使用的温度传感器。 本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结，并能有效的使用到项目研发中来，做到学以致用。课程设计的内容主要分为三个部分，即使用所学编程语言（C或者汇编）完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计（也可以用C+API实现）、按照课程设计规范完成课程设计报告。
目录 1．课程设计任务和要求 (3) 1．1 设计任务 (3) 2．2 设计要求 (3) 2．系统硬件设计 (3) 2．1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3) 2．2 LM35DZ简介 (7) 2．3 硬件原理图设计 (7) 3．系统软件设计 (10) 3．1 设计任务 (10) 3．2 程序代码 (10) 3．3 系统软件设计调试 (17) 4．系统上位机设计 (18) 4．1 设计任务 (18) 4．2 程序代码 (18) 4．3 系统上位机软件设计调试 (21) 5．系统调试与改善 (22) 5．1 系统调试 (22) 5．2 系统改善 (22) 6．系统设计时常见问题举例与解决办法 (24) 7．总结 (25)
《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%。
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。
智能控制仪表课程设计 ----基于51单片机地智能控制仪表简单设计 学校：红河学院 专业：电气工程及其自动化 姓名：和红昌 学号：201005050354 班级：10级电气叁班 指导老师：牛林
第1章引言 仪器仪表是人类认识世界地工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律. 随着人类认识能力地提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50 年代以前,仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学. 从50 年代起,电子技术特别是数字技术地发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统地指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高. 70 年代中期,随着微处理器地出现以及单片机地兴起与应用,设计者将计算机特有地许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新地智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪表性能产生了质地飞跃.,品种繁多. 目前,我国仪器仪表有13 大类,1 300 多个产品. 其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切地一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展.在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换,将输入地模拟量转换成单片机能够检测地数字量进行分析和监测控制,同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示.与此同时通过所查阅地资料我还了解到随着测量技术地发展和微处理器地广泛应用,单片机系统地电路越来越复杂,而系统地可靠性问题也越来越突出,一般地单片机系统在工业现场等恶劣地环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定地工作就必须外加监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体地专用集成芯片 X5045.该芯片地应用将有利于简化单片机系统地结构,增强功能、降低系统地成本,尤其是大大地增加了系统地可靠性.X5045中地看门狗对系统提供了保护功能.当系统发生故障而超过设置时间时,电路中地看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应.X5045提供了三个时间值供用户选择使用.它所具有地电压临控功能还可以保护系统免受低电压地影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止.本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表地设计方法,同时掌握在开发系统下实现部分软件地仿真方法. 第2章控制系统地硬件设计 硬件组成智能仪表地硬件方框图如图2.1 图2.1 智能控制仪表地原理框图
建筑智能化系统设计案例 工程概况 宁波浙电?北岸财富中心是集商贸、办公、餐饮、娱乐、文体休憩为一体的城市建设综合体，是宁波具有个性特色的区域商务中心。宁波浙电?北岸财富中心的用地面积为39200m2，总建筑面积98010m2。其中办公面积为14975m2，商业面积为23035m2。 宁波浙电?北岸财富中心一共分为7个主楼。每栋楼为九层，一至两层为商铺，三至九层为办公区域。办公室是大开间结构，内部具体划分今后由入住企业二次装修完成。 5#楼南北楼之间的裙楼为娱乐中心。 弱电中心机房位置在5#楼南楼二层（A’和C’轴线中间）。 工程的环境条件： 室内温度0～40℃；室外温度-10～50℃ 最大相对湿度98% 气候：海洋性气候、盐雾腐蚀 电源：三相交流：380V、50HZ 单相交流：220V、50HZ 波动范围：电压15%、频率2% 系统建设目标 宁波浙电?北岸财富中心智能化弱电系统建设应该体现现代化区域商业中心的特点，紧紧围绕以下两个目标来进行考虑： （一）建立一个为各种商业活动（如办公、会议、餐饮、休憩等）而服务的高技术平台； （二）充分考虑为宁波浙电?北岸财富中心各项管理提供一个高效、可靠的管理手段和环境，提供一个良好和舒适的工作环境。 设计宁波浙电?北岸财富中心智能化弱电系统时，应该紧紧围绕以上两个目标，结合设计单位的实际工程经验及目前占主流地位的成熟技术、产品，进行详细的设计，供业主方在建设时参考。 设计内容（招标范围） 根据工程的实际情况，在北岸财富中心建设下列十一个智能化子系统，这些系统包括： 信息网络系统 1、无线通信（对讲）子系统 信息管理系统 2、楼宇自动化控制子系统（BAS） 3、公共广播子系统（PAS） 4、安全防范系统 5、一卡通管理系统 6、安全防范系统（CCTV） 辅助系统 7、电子信息防雷接地子系统 8、备用电源（UPS）子系统 9、机房建设 10、室内综合管路系统 设计依据 针对宁波浙电?北岸财富中心智能化弱电系统项目，本工程主要依据下列标准、规范和文件进行设计： 《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2000 《民用建筑电气设计规范》 JGJ-T16-92
一、项目概况 1、项目名称：智能仪表及现场总线设计平台设备招标 2、招标单位：大连海事大学规划与资产管理处 商务联系人：衣纯婷传真: 技术联系人：赵永生 地址：辽宁省大连市甘井子区凌海路1号邮编：116026 3、项目技术要求：详见需求清单 4、招标时间安排 发标时间：2009年3月18日 发标地点：大连海事大学规划与资产管理处（综合楼620室） 投标日：2009年4月6日（上午11点前） 二、投标须知 1、投标费用：投标方应承担编制投标文件、考察现场与递交投标文件的一切费用。不管投标结果如何，招标单位概不负责此项费用。 2、投标文件包括投标资格证明文件、技术说明书及报价书。投标单位必须详列设备的规格、型号、厂家及报价。 3、招标单位对未中标方不做任何解释。 4、本招标文件未尽事宜按有关规定执行。 5、合格投标方范围：须为设备生产商或指定代理商，具有设计、安装、调试及维护的能力，具有独立法人资格和相关资质，在法律上和财务方面独立，并具有相应的技术、设备、经济能力和良好的社会信誉。 6、投标文件中应包括投标资格证明文件：营业执照、代理证书、投标方简
历和概况、以往业绩、已经做过及正在进行的同类工程资料等。 7、投标时需提供代理资格或授权书的复印件。 8、能够提供商业货物销售发票或增值税普通发票 9、付款方式：设备安装调试完毕，验收合格后付款。 10、中标单位需在中标后30日内签定合同。否则视为放弃。 投标文件的编写与递交 1、投标文件由投标书格式、技术说明书、报价、投标资格证明文件组成。投标方保证所提供的全部资料的真实性，否则，投标可能被拒绝。 2、投标方应将投标文件密封，按规定的投标日期及地点送至招标单位，招标单位拒绝投标截止日期后收到的投标文件。投标方签发正本1份；副本4份。 3、投标截止日期后不得修改投标文件。 4、与技术要求有偏离的设备，请填写技术规范偏离表，否则，视为无偏离。 三、开标评标 1、招标单位届时将组成评标委员会。 2、评标委员会将根据技术说明书、供货期、报价、公司资信及售后服务质量进行综合评价。 3、评标期间，招标单位有权要求投标方答疑。 五.其它要求 1.供方必须满足需方提出的技术要求。 2.供方向需方提供所有主机配套和前期选购标样及国内选购配套随设备一同交付。 3.其它未尽事宜双方协商解决。 智能仪表及现场总线设计平台技术要求
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。
目录 1.设计任务 1.1 设计题目 1.2设计要求 1.3设计任务 2．方案设计 2.1原理 2.2 具体设计方法 3．系统实施 3.1 系统开发环境 3.2系统主要功能介绍 3.3处理流程图 3.4 核心源程序 3.5系统运行结果 4．开发心得 4.1设计存在的问题 4.2进一步改进提高的设想 4.3经验和体会 5．参考文献
1. 设计任务 1.1 设计题目 在一个3*3的方棋盘上放置着1,2,3,4,5,6,7,8八个数码,每个数码占一格,且有一个空格。这些数码可以在棋盘上移动，该问题称八数码难题或者重排九宫问题。 1.2 设计要求 其移动规则是：与空格相邻的数码方格可以移入空格。现在的问题是：对于指定的初始棋局和目标棋局，给出数码的移动序列。 1.3 设计任务 利用人工智能的图搜索技术进行搜索，解决八数码问题来提高在推理中的水平，同时进行新方法的探讨。 2. 方案设计 2.1 原理 八数码问题是个典型的状态图搜索问题。搜索方式有两种基本的方式，即树式搜索和线式搜索。搜索策略大体有盲目搜索和启发式搜索两大类。盲目搜索就是无“向导”的搜索，启发式搜索就是有“向导”的搜索。 2.2 具体设计方法 启发式搜索 由于时间和空间资源的限制，穷举法只能解决一些状态空间很小的简单问题，而对于那些大状态空间的问题，穷举法就不能胜任，往往会导致“组合爆炸”。所以引入启发式搜索策略。启发式搜索就是利用启发性信息进行制导的搜索。它有利于快速找到问题的解。 由八数码问题的部分状态图可以看出，从初始节点开始，在通向目标节点的路径上，各节点的数码格局同目标节点相比较，其数码不同的位置个数在逐渐减少，最后为零。所以，这个数码不同的位置个数便是标志一个节点到目标节点距离远近的一个启发性信息，利用这个信息就可以指导搜索。即可以利用启发信息来扩展节点的选择，减少搜索范围，提高搜索速度。 启发函数设定。对于八数码问题，可以利用棋局差距作为一个度量。搜索过程中，差距会逐渐减少，最终为零，为零即搜索完成，得到目标棋局。 3. 系统实施 3.1 系统开发环境 Windows操作系统、SQL Server 200X 3.2 系统主要功能介绍 该搜索为一个搜索树。为了简化问题，搜索树节点设计如下： struct Chess//棋盘