第十二章：常用仪器和基本操作
课前小练
写出下列物质的化学式：硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、烧碱、熟石灰、氢氧化亚铁、氢氧化铁、氧氧化铝、氢氧化镁、氯化钠、硫酸铜、纯碱、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙。
知识回顾
一、化学实验常用仪器及使用：
分类 名称 图形 主要用途 使用时的注意事项
用
于
加
热
的
仪
器 试管
①在常温或加热时用作少量试剂的反应容器；②用于少量物质的溶解或收集少量气体或作简易气体发生装置 ①加热前应擦干试管外壁，先预热后加热，加热后不能骤冷；②加热时，试管夹或铁夹应夹在试管的中上部；③加热固体时，试管口部要略向下倾斜；④加热液体时，液体不能超过试管容积的1/3，且管口应与桌面成45o角，试管口不能对着自己或别人
蒸发皿
用于少量溶液的蒸发、浓缩和结晶 ①可耐高温，能直接用火加热；②热的蒸发皿应避免骤冷及被溅上水，以防炸裂；③用完之后立即清洗干净；④蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3，注意及时搅拌
烧杯
用作配制溶液和较大量试剂的反应容器，也可用于加热 ①加热时，应擦干试管外壁并放在石棉网上，以使其均匀受热；②溶解固体时，要轻轻搅拌
锥形瓶
滴定中的反应器，也可收集液体，组装洗气瓶
加热要垫石棉网
圆底
烧瓶
用作加热或不加热条件下较多液体参加的反应容器
加热要垫石棉网
平底
烧瓶
用作加热或不加热条件下较多液体参加的反应容器
加热要垫石棉网
燃烧匙
少量固体燃烧反应器 可以直接加热；硫磺等物燃烧实验应在匙底垫少许石棉或细砂
加
热
仪
器 酒精灯
用于加热 ①添加酒精时，不得超过酒精灯容积的2/3，也不能少于1/3；②严禁用燃着的酒精灯去点燃另一只酒精灯；③用酒精灯的外焰给物质加热；④不加热时，应用灯帽盖灭，不可用嘴吹灭
盛
放
物
质
的
仪
器 细口瓶
用于盛放液体试剂
不能用于加热；
广口瓶
用于盛放固体试剂，也可以做洗气瓶
《智能仪器设计》复习题及答案
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的为片外程序存储器的读选通信号，而RD和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。
《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
1、
教 学 内 容 章 目 本课程学分：2
学 时 分 配
讲课 课内实践 小计
第一章 绪论、智能化测量控制仪表中专用微处理机 2学时 2学时
第二章 MCS－51单片机的系统扩展 2学时 2学时
第三章 智能化测量控制仪表的ADC和DAC接口 3学时 3学时
第四章 键盘、显示器及打印输出接口 3学时 3学时
第五章 智能仪表的抗干扰技术 1学时 1学时
第六章 智能化测量控制仪表的通讯接口 2学时 2学时
第七章 智能化测量控制仪表中的数据处理技术 3学时 3学时
第八章 仪表中的常用测量与控制算法 2学时 2学时
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。
中断源 中断服务程序入口地址
外部中断0 0003H
定时器0 000BH
外部中断1 0013H
定时器1 001BH
串行口 0023H
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。
