《智能仪器课程设计》教学大纲

目录第1章绪论 (2)第2章总设计方案 (3)2.1总设计框图 (3)22语音播报模块框图 (4)第3章硬件设计 (5)3.1主控制器 (5)3.1.1AT89C51 单片机 (5)3.1.2 AT89C51单片机管脚及功能 (6)3.1.3单片机的时钟及复位 (8)3.2键盘与显示接口模块的设计 (10)3.2.2键盘的去抖问题 (11)3.2.3键盘扫描控制方式 (12)3.3 LCD显示接口电路设计 (13)3.3.1 FYD12864液晶显示模块介绍 (13)3.3.2 FYD12864与单片机的接口设计 (15)3.4语音电路的设计 (15)3.4.1 SPI同步串行扩展接口 (15)3.4.2 ISD4004 语音芯片介绍 (16)3.4.3语音硬件电路设计 (19)3.5 LM317电源转换芯片 (20)3.6 LM386语音功放芯片的介绍 (22)第4章软件设计 (24)4.1 4*4矩阵式键盘软件设计 (25)4.2 LCD显示模块的软件设计 (26)第5章总结 (30)致谢 (31)附录 (32)第1章绪论由于现在的公交车上大部分都采用投币的购票方式，不再设乘务员。

如何方便、准确地指示乘客到站的以成为当务之急。

虽然随着单片机的出现，早有设计出的语音自动报站器投入使用，但实践证明，只有语音的报站器并不能满足所有乘客的需要，比如在噪音比较大的场合或者聋哑人乘车时，就有可能因听不见语音报站而导致坐过站，为乘客带来不便。

因此，我们研制这个具有汉字显示功能和语音输出功能的报站器单片机系统，以满足这本次课程设计的硬件系统是在AT89C5的基础上由ISD4004 语音芯片、12864液晶显示模块、独立键盘接口等部分组成。

利用AT89C5单片机作为CP来进行总体控制，通过语音芯ISD4004 组成的语音控制电路能够建立多段语音库信息，并且可以对这些段的语音信息进行自由的组合，形成变化多样的语音提示信息，同时使用12864液晶显示电路进行汉字显示，能够实现公交车的语音报站及汉字显示。

智能仪器设计课程设计课程简介本课程旨在为学生提供智能仪器设计的基本知识和技能，通过介绍智能仪器的基本组成部分、采集系统的原理、信号处理算法等内容，培养学生的理论和实践能力，提高学生的创新意识和实际操作能力。

课程目标本课程的学习目标如下：•掌握智能仪器的基本概念及其组成部分；•熟悉采集系统的原理和方法；•掌握信号处理的基本算法；•熟悉智能仪器的应用领域和应用案例；•能够独立开展智能仪器的设计和开发工作。

课程内容本课程的主要内容如下：1.智能仪器的基本概念和组成部分：介绍仪器的基本功能和组成部分，包括传感器、信号放大器、滤波器、模数转换器等。

2.采集系统的原理和方法：介绍数据采集系统的原理和方法，包括传感器的选型、信号放大器的设计和调试、模数转换器的工作原理等。

3.信号处理的基本算法：介绍常用的信号处理算法，包括滤波算法、离散傅里叶变换、小波变换等。

4.智能仪器的应用领域和应用案例：介绍智能仪器在生产、医疗、环保等领域的应用，包括温度测量、湿度测量、光学测量等实际案例。

5.智能仪器的设计和开发工作：通过实践案例，培养学生对智能仪器的设计和开发能力，包括原型设计、软件开发、系统测试等。

课程教学方法本课程采用课堂讲授、课外阅读、实验演示以及项目实践等多种教学方法，结合理论和实践，提高学生的综合能力。

具体教学方法如下：1.课堂讲授：通过课堂讲授，传授理论知识，丰富学生的学习内容；2.课外阅读：通过课外阅读，让学生深入了解智能仪器的应用领域和案例；3.实验演示：通过实验演示，让学生亲自操作仪器，深入了解仪器的组成和工作原理；4.项目实践：通过项目实践，让学生独立开展智能仪器的设计和开发工作，提高学生的实践能力；课程评估方式本课程的评估方式包括平时成绩、实验报告和设计项目。

具体评估方式如下：1.平时成绩：包括参与讨论、课堂表现、作业完成情况等；2.实验报告：学生需按照要求撰写实验报告，对实验过程和结果进行详细描述；3.设计项目：学生需独立完成智能仪器设计项目，并提交设计和测试报告，对设计过程和测试结果进行详细描述。

《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46学时，实验教学时数为8学时。

《智能仪器》实验教学大纲实验类别：课内实验实验课程名称：智能仪器实验室名称：动态参数校准实验室实验课程编号：03050302总学时：8 学时学分：0.5适用专业：测控技术与仪器专业先修课程：数字电子技术基础模拟电子技术基础微机原理及接口技术 EDA技术一、实验在教学培养计划中地位、作用；智能仪器课程是一门实践性、应用性很强的课程，实验教学在整个教学过程中尤其重要。

在实践性教学环节中，我们始终坚持培养学生的知识的综合应用能力和开拓创新意识。

通过教学实践，不仅同学生传授知识，同时要教书育人，注意培养学生热爱社会主义祖国、热爱专业和遵纪守法的高尚品德，以及理论联系实际、刻苦学习的精神，培养严谨的科学态度。

二、实验内容、基本要求：实验一输入输出实验（ 2 学时）综合性实验内容1、从基本的数字电路设计开始，循序渐进，了解CPLD/FPGA设计的完整过程，同时也熟悉了实验箱的大部分功能，为后面的综合实验和有创意的开发作好准备。

2、通过简单的的2－4译码器、异或门等基本数字电路的设计，让学生掌握MAXPLUSⅡ软件的使用，掌握组合逻辑电路的设计方法；3、掌握组合逻辑电路的静态测试方法；4、掌握用VHDL语言设计组合逻辑电路的方法；基本要求：1、2输入异或门功能的仿真及功能验证。

在MAXPLUSⅡ软件在用原理图输入法或VHDL语言输入法对2输入异或门进行功能仿真，并烧写到实验箱内的主芯片Altera EPF10K10LC84-4，用按扭开关或拨码开关实现输入控制，用LED数码管实现结果的显示输出。

2、组合逻辑2-4译码器的设计、功能仿真及功能验证。

在MAXPLUSⅡ软件在用原理图输入法或VHDL语言输入法对2-4译码器进行功能仿真，并烧写到实验箱内的主芯片Altera EPF10K10LC84-4，用按扭开关或拨码开关实现输入控制，用LED数码管实现结果的显示输出。

此实验涵盖了可编程逻辑器件（如CPLD/FPGA）及应用、VHDL程序设计、可编程逻辑器件软件的使用三个知识点。

智能仪器有课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握智能仪器的基本原理、主要组成部分及其功能，了解智能仪器在现代工业和日常生活中的应用，并能够分析简单的智能仪器故障。

2.技能目标：学生能够运用所学知识对智能仪器进行基本的操作和维护，具备使用智能仪器进行数据采集和分析的能力，并能够根据实际需求对智能仪器进行适当的改造。

3.情感态度价值观目标：学生应该认识到智能仪器在现代社会中的重要性，理解科技对人类生活的影响，培养对科技创新的积极态度，同时增强安全意识和责任意识，确保在使用智能仪器过程中的安全。

在制定这些目标时，我们充分考虑了课程性质、学生特点和教学要求，力求使目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.智能仪器的基本原理：介绍智能仪器的工作原理、传感器技术、信号处理技术等。

2.智能仪器的组成部分：讲解智能仪器的主要组成部分，如传感器、执行器、控制器等，并阐述各部分的作用和相互关系。

3.智能仪器的功能与应用：介绍智能仪器在工业生产、医疗保健、日常生活等方面的应用案例。

4.智能仪器的操作与维护：教授智能仪器的操作方法、维护技巧和安全注意事项。

5.智能仪器的故障分析与维修：学习如何分析智能仪器的故障原因，并掌握基本的维修方法。

在教学内容时，我们确保了内容的科学性和系统性，制定了详细的教学大纲，以便于教学的安排和进度的控制。

三、教学方法为了提高教学效果，我们将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：教师通过讲解智能仪器的基本原理、功能和应用，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生就智能仪器的操作、维护和故障分析等问题进行讨论，提高学生的思考和解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析具体的智能仪器应用案例，使学生更好地理解智能仪器的实际应用。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手操作智能仪器，提高学生的实践能力。

《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。

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。

智能仪器设计基础实验教学大纲一、制定本大纲的依据根据2006级测控技术与仪器专业培养计划和智能仪器设计基础课程教学大纲制定本实验教学大纲。

二、本实验课程的具体安排三、本实验课在该课程体系中的地位与作用智能仪器设计基础实验是智能仪器设计基础课程的重要组成部分, 属于学科基础实验范畴。

作为与相关教学内容配合的实践性教学环节, 应在智能仪器设计基础课教学过程中开设。

学生应具有微型计算机原理, 电子技术基础自动控制理论基础知识。

四、学生应达到的实验能力与标准智能仪器设计基础实验是本专业学生获得智能仪器知识及动手能力培养的开端, 要求学生通过本课程实验, 具备利用单片机技术解决实际控制问题的能力。

通过实验的训练, 使学生掌握智能仪器设计的基本方法和基本技能, 加深对智能仪器知识的理解, 掌握智能仪器设计方法。

五、讲授实验的基本理论与实验技术知识实验一基本运算程序设计1.实验的基本内容（1）顺序、分支、循环程序设计联系。

（2）比较程序设计。

（3）排序程序设计。

2.实验的基本要求（1）熟悉和掌握控制类程序的编写方法和设计技巧。

（2）初步进行程序调试和运行的练习。

3.实验的基本仪器设备计算机。

实验二定时器应用程序设计1.实验的基本内容编程使T0工作于定时方式, T1工作于计数方式, T1的外部计数脉冲由T0产生, 最后由T1产生方波通过P1.1输出（用发光二极管的闪烁来表示）。

P1.0接T1,P1.1接发光二极管。

2.实验的基本要求（1）理解MCS—51系列单片机定时器和计数器的概念和区别。

（2）掌握和熟悉单片机定时计数器的初始化编程。

（3）学会运用定时器的定时与计数设计方法。

3.实验的基本仪器设备和耗材计算机。

实验三A/D功能设计实验1.实验的基本内容利用0809做A/D转换实验, 通过电位器提供模拟量输入。

编制程序, 将模拟量转换成数字量, 通过发光二极管L1—L8显示。

2.实验的基本要求（1）掌握A/D转换与单片机的接口方法。

智能仪器课程设计杨耀全一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握智能仪器的基本原理和应用，培养学生对智能仪器的兴趣和好奇心，提高学生的科学素养和实际操作能力。

具体来说，知识目标包括了解智能仪器的基本组成、工作原理和应用领域；技能目标包括能够使用智能仪器进行基本操作和故障排查；情感态度价值观目标包括培养学生对科学探索的热爱，增强学生的团队协作和沟通能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括智能仪器的基本原理、组成结构和应用。

首先，介绍智能仪器的定义和分类，让学生了解智能仪器在各个领域的应用；其次，讲解智能仪器的基本原理，包括传感器、微处理器和执行器等关键部件的工作原理；然后，介绍智能仪器的组成结构，如电路板、显示屏、输入输出接口等；最后，通过实例分析，让学生了解智能仪器在实际应用中的工作过程和优势。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式。

首先，采用讲授法，系统地讲解智能仪器的原理、结构和应用；其次，运用讨论法，引导学生分组讨论智能仪器的实际应用场景和优势；再次，通过案例分析法，让学生分析智能仪器在现实生活中的具体应用案例；最后，利用实验法，让学生亲自动手操作智能仪器，提高学生的实际操作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：教材《智能仪器原理与应用》、参考书《现代智能仪器设计》、多媒体资料（包括智能仪器的图片、视频等）、实验设备（包括智能仪器模型、传感器等）。

这些教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高学生的学习兴趣和主动性。

五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评价方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评价学生的学习态度和积极性。

2.作业：布置相关的作业，让学生通过练习巩固所学知识，通过作业的完成质量评价学生的理解程度和应用能力。

哈理工智能仪器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握哈理工智能仪器的基本原理、设计和应用，培养学生对智能仪器领域的兴趣和热情，提高学生的科学素养和创新能力。

知识目标：学生能够理解智能仪器的定义、分类和基本原理；掌握常见智能仪器的设计方法和应用场景；了解智能仪器领域的发展趋势和前沿技术。

技能目标：学生能够运用所学知识，分析和解决智能仪器在设计和应用过程中遇到的问题；能够独立完成简单的智能仪器设计和实验；具备一定的科技创新能力和团队合作精神。

情感态度价值观目标：学生能够认识到智能仪器在现代社会中的重要性，培养对智能仪器的兴趣和热情；培养学生的社会责任感和职业道德，使其在未来的工作中能够积极为社会作贡献。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括智能仪器的基本原理、设计和应用。

1.智能仪器的基本原理：包括智能仪器的定义、分类、工作原理和性能指标，使学生了解智能仪器的整体框架和运作逻辑。

2.智能仪器的设计：包括智能仪器的设计方法、设计流程和设计要点，使学生掌握智能仪器设计的基本技能和方法。

3.智能仪器的应用：包括智能仪器在各行各业中的应用案例，使学生了解智能仪器在实际工程中的应用和价值。

4.智能仪器领域的最新技术与发展趋势：包括智能制造、物联网、大数据等新兴技术在智能仪器领域的应用，使学生紧跟时代发展的步伐。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握智能仪器的基本原理和设计方法。

2.案例分析法：通过分析具体的智能仪器应用案例，使学生了解智能仪器的实际应用和价值。

3.实验法：通过动手实验，使学生巩固所学知识，提高实际操作能力。

4.小组讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：提供丰富的参考书籍，拓展学生的知识面。