智能仪表课程设计

太原理工大学现代科技学院智能仪器设计课程设计专业班级自动化11-2学号姓名题目号14题目14 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）。

适配铁铜镍热电阻，测温范围为0℃~200℃。

采用比例控制、并用晶闸管脉宽调制驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

摘要智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑判断及自动化操作等功能。

它的出现，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，迅速的在家用电器，研单位和工业企业中得到了广泛的应用。

传感器取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A／D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内FlashROM(闪速存储器)或EPROM(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。

本次设计使用铁-铜镍热电阻。

传感器取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A／D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内FlashROM(闪速存储器)或EPROM(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。

第一章 智能仪表原理与设计基础Microprocessor-Based InstrumentsSmart InstrumentsIntelligent Instruments1．1 智能仪表与常规仪表对比一、 常规仪表传感器：被测量Æ相应电信号（物理、化学方法）信号变换及运算：放大、滤波、线性化、归一化、远传、各种运算（信号处理、控制算法）显示器：显示被测量数值•模拟指示式（如指针位置）：简单、直观、精度差•数码显示式：精度高、不直观执行器：将控制信号转换为控制动作二、智能仪表•以 MPU实现信号变换及运算；•以 MPU 为主体，以软件代替硬件，优化功能，提高性能及灵活性，改善人机界面；•引入一定的人工智能：如专家系统、神经网络等。

•仪表网络化智能仪表可实现的功能：1．自动调整与自校准：如自调零、自校正、自动变量程、补偿漂移、测量结果校正（如流量的温、压校正）、自检、自诊断等。

2．测量数据处理：如线性化、数字滤波、误差修正、曲线拟合、变换（如FFT，小波变换）、相关分析与统计处理、预测（如化工产品质量）、参数估计、模式识别（如成分分析）、故障诊断（如旋转机械）等。

3．改善人-机界面：如CRT显示：可模拟式、数字式、图形式，可显示多个参数、工艺流程图、历史数据、曲线、直方图、Pie Chart、立体图、动画等。

4．改善控制质量：控制功能为软件模块、软接线组态。

有多种PID、+、-、*、/、√、….可实现参数自整定、自适应控制、模糊控制、多变量控制、神经网络控制等。

5．测量过程的软件控制：功能控制、测量流程控制、人机对话、自动检测等。

6．提高灵活性与可靠性：以软代硬、容错技术、自诊断、软硬件冗余等。

7．通信与网络化：现场总线，ASI总线，I2C，单总线，传感器网络等。

8．虚拟仪器：用计算机＋接口＋软件实现仪表功能。

1．2 智能仪表设计过程一、功能需求分析1．功能要求测量功能：被测量、传感器情况，输出要求（显示、打印、传输等）；控制功能：控制对象，对象模型，控制种类（随动控制，恒值控制，变化曲线控制等）；管理功能：操作要求，数据库要求，报表与决策，统计分析等功能。

课程名称：智能仪器设计课程设计实验项目：_设计智能仪表______ 专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年 1 月12 日目录一、设计目的及要求 (3)二、设计思路 (3)三、硬件电路原理图与设计 (3)3.1智能仪表基本模块硬件电路 (3)3.2智能仪表基本模块的功能 (8)四、测温模块设计 (9)4.1热电偶 (9)4.2 热电偶信号调理电路 (10)五、驱动双向晶闸管设计 (10)六、软件设计 (11)6.1主程序 (11)6.2子程序 (12)七、总结 (16)一、设计目的及要求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B型（铂铑30）热电偶，测温范围为400℃~1200℃。

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）。

二、设计思路通过B型（铂铑30）热电偶测量的答题思路为三、硬件电路原理图与设计3.1智能仪表基本模块硬件电路智能仪表基本模块由单片机、输入按钮、硬件显示和通信接口组成原理图：56781234...(1)最小系统板电路(2)电源电路(3)按键电路(4)扬声器电路（5）数码管电路(6)信号调理电路(7)功率驱动电路(8)LED电路3.2智能仪表基本模块的功能：（1）具有两排8个是数码管显示，分别显示测量值与设定值，数码管由74HC595驱动，因此只需要3个单片机引脚，可以用SPI接口引脚：PB4、PB5（MOSI）和PB7（SCK），或是采用I/O引脚搭配时序的方法驱动。

（2）具有4个按钮：功能选择按钮、数码管选择按钮、数字加按钮、数字减按钮。

按钮直接连在单片机引脚，低电平有效。

（3）具有4个LED灯，用于显示状态，直接连到单片机引脚，低电平有效。

智能仪表的外形：SV PVS ET智能仪表. ...其中上排数码管显示测量值，下排数码管显示设定值，4个按钮用三个，右上侧有4个发光二极管。

智能仪器仪表的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能仪器仪表的基本概念、分类及工作原理；2. 掌握智能仪器仪表的主要技术参数及其在工程中的应用；3. 了解智能仪器仪表的发展趋势及其在现代测量技术中的作用。

技能目标：1. 能够正确操作智能仪器仪表，进行基本的数据采集和处理；2. 学会使用相关软件对智能仪器仪表进行编程与调试；3. 能够分析并解决智能仪器仪表使用过程中出现的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能仪器仪表的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队合作意识，使其在实验和实践中学会相互协作；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们关注智能仪器仪表领域的新技术、新动态。

课程性质：本课程属于实践性较强的学科，注重理论知识与实际操作相结合。

学生特点：初三学生具备一定的物理知识基础，对新技术有强烈的好奇心，动手操作能力强。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 智能仪器仪表概述- 介绍智能仪器仪表的定义、分类及其应用领域；- 分析智能仪器仪表与传统仪器的区别。

2. 智能仪器仪表工作原理与技术参数- 深入讲解智能仪器仪表的核心部件及其工作原理；- 学习智能仪器仪表的主要技术参数，如精度、分辨率、稳定性等。

3. 智能仪器仪表的操作与应用- 学习智能仪器仪表的操作方法，包括硬件连接、软件配置等；- 探讨智能仪器仪表在不同工程领域的应用案例。

4. 智能仪器仪表编程与调试- 掌握相关软件的使用，进行智能仪器仪表的编程与调试；- 学习简单的程序设计，实现对智能仪器仪表的控制。

5. 智能仪器仪表发展趋势与新技术- 分析智能仪器仪表的发展趋势，了解行业动态；- 介绍新型智能仪器仪表及其在现代测量技术中的应用。

教学内容安排与进度：第一周：智能仪器仪表概述第二周：智能仪器仪表工作原理与技术参数第三周：智能仪器仪表的操作与应用第四周：智能仪器仪表编程与调试第五周：智能仪器仪表发展趋势与新技术教材章节关联：《物理》第九章第三节：传感器及其应用《信息技术》第四章第二节：智能控制系统及应用教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，有序组织教学，使学生掌握智能仪器仪表的基础知识，培养其实践操作能力。

智能仪表课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解智能仪表的基本概念、原理和应用，掌握智能仪表的设计和调试方法，培养学生的实际操作能力和创新能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解智能仪表的定义、分类和特点；（2）掌握智能仪表的硬件结构和软件原理；（3）熟悉智能仪表的设计方法和调试技巧；（4）了解智能仪表在工业生产和科研领域的应用。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决智能仪表相关问题；（2）具备智能仪表硬件选型、软件编程和系统调试的能力；（3）能够进行智能仪表的安装、维护和故障排除；（4）具备一定的创新能力和团队协作能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对智能仪表行业的兴趣和热情；（2）树立学生的主人翁意识，增强责任感；（3）培养学生团结协作、勇于创新的精神；（4）强化学生的安全意识，注重实验操作规范。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.智能仪表概述：智能仪表的定义、分类、特点和应用领域；2.硬件结构：中央处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口等；3.软件原理：操作系统、编程语言、数据处理和算法等；4.设计方法：硬件选型、软件编程、系统集成和调试；5.应用案例：智能仪表在工业生产和科研领域的实际应用；6.实验操作：智能仪表的安装、调试和维护。

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相结合的方式，包括：1.讲授法：讲解基本概念、原理和知识点；2.案例分析法：分析实际应用案例，加深对知识的理解；3.实验法：进行实验操作，培养实际操作能力；4.讨论法：分组讨论，促进学生之间的交流与合作；5.项目驱动法：完成相关项目，提高学生的创新能力和实践能力。

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，为学生提供系统性的知识体系；2.参考书：提供丰富的参考资料，帮助学生拓展知识面；3.多媒体资料：制作精美的课件，提高课堂教学效果；4.实验设备：配置齐全的实验设备，确保学生能够进行实际操作；5.在线资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习途径和交流平台。

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；3.《智能仪器仪表设计与应用》教材，北京：高等教育出版社，2018。

《智能仪表综合课程设计》教学大纲课程编码：060251007 周/学分：2/4一、大纲使用说明（一）适用专业测控技术与仪器专业（二）课程设计性质必修（三）主要先修课程微机原理基础，模拟电子技术A，数字电子技术A，传感器与检测技术二、课程设计目的及基本要求1．培养学生综合运用模拟电子技术，数字电子技术，微机原理专业知识系统解决工程实际问题的能力；2．培养学生具有制订实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力；3. 培养学生具有制图、计算、测试、调研、查阅文献等基本技能和较强的计算机应用能力；4．培养学生团队合作意识和较强的人际交往能力5．初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法；三、课程设计内容及安排（一）课程设计内容题目1：自动太阳能热水器控制器的设计1.了解太阳能热水器的工作原理，进行，自动太阳能热水器控制器的总体设计2.设计热敏电阻的温度传感器的放大电路3.编制数据处理程序计相关调节程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到温度控制的要求题目2：基于热敏电阻的温度报警器的设计1.了解热敏电阻的温度传感器的工作原理2.设计热敏电阻的温度传感器的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目3：基于Pt100铂热电阻的温度报警器的设计设计内容：1.了解Pt100铂热电阻温度传感器的工作原理2.设计Pt100铂热电阻温度传感器的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：11.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目4：基于PN结的温度报警器的设计1.了解PN结测温的工作原理2.设计PN结测温的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目5：基于DS18B20温度控制报警系统的设计1.了解DS18B20测温的工作原理2.设计DS18B20测温的电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目6：基于热电偶的温度报警器的设计.了解热电偶温度传感器的工作原理2.设计热电偶温度传感器的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目7：基于AD590温度控制报警系统的设计1.了解AD590结测温的工作原理2.设计PN AD590结测温的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目8：超重报警系统的设计设计内容：1.了解称重传感器的工作原理2.设计称重传感器传感器的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目9：计智能液位计的设计1.了解扩散硅压力传感器的工作原理2.设计扩散硅压力传感器的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要22.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要题目10：超声波距测距仪的设计1.了超声波传感器的工作原理2.设计超声波传感器的放大电路3.编制数据处理程序基本要求：1.硬件电路原理正确，能满足测量需要2.软件流程正确，可以在一点精度内达到报警需要（二）教学安排学生选定课程设计题目后，由指导教师讲授10学时理论基础及要求，学生实践56 学时，要求课外查阅资料及补充相关知识24 学时。

智能仪表课程设计j型一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握智能仪表的基本原理与结构，理解J型智能仪表的工作机制。

2. 使学生了解智能仪表在工业控制系统中的应用及其重要性。

3. 帮助学生掌握智能仪表的数据处理、参数设置及故障诊断方法。

技能目标：1. 培养学生运用智能仪表进行数据采集、处理和分析的能力。

2. 培养学生通过编程实现对J型智能仪表的控制与监控。

3. 提高学生实际操作智能仪表，解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能仪表技术及其在自动化领域应用的兴趣和热情。

2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。

3. 引导学生关注智能仪表技术的发展趋势，树立科技创新意识。

课程性质：本课程为实践性与理论性相结合的课程，强调学生在掌握基本理论知识的基础上，提高实际操作能力和解决问题的能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对智能仪表有一定了解，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实践操作相结合的教学方法，注重培养学生的动手能力和创新思维。

通过本课程的学习，使学生能够将理论知识应用于实际操作中，达到课程目标所要求的具体学习成果。

二、教学内容1. 理论部分：a. 智能仪表概述：介绍智能仪表的定义、分类、发展及应用。

b. J型智能仪表原理：讲解J型智能仪表的工作原理、结构特点及性能指标。

c. 数据处理与通信：阐述智能仪表的数据处理方法、通信协议及接口技术。

2. 实践部分：a. 智能仪表操作：学习J型智能仪表的安装、调试、参数设置及故障诊断。

b. 编程控制：掌握利用编程软件对J型智能仪表进行控制和监控的方法。

c. 综合应用：结合实际案例，设计智能仪表控制系统，实现数据采集、处理、控制及可视化。

教学大纲安排：1. 理论部分：共4课时，按照概述、原理、数据处理与通信的顺序进行教学。

2. 实践部分：共6课时，分为操作、编程控制和综合应用三个阶段。

教材章节及内容：1. 智能仪表概述：对应教材第1章。

智能仪器仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能仪器仪表的基本原理，掌握其功能、分类及在工程领域的应用。

2. 学会分析智能仪器仪表的电路结构，了解其主要部件的工作原理及相互关系。

3. 掌握智能仪器仪表使用及维护的基本方法，具备解决实际问题的能力。

技能目标：1. 能够运用所学知识，对智能仪器仪表进行简单的操作与调试。

2. 能够分析并解决智能仪器仪表使用过程中出现的常见故障。

3. 培养学生的动手实践能力，提高团队协作和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能仪器仪表的兴趣，激发他们探索科学技术的热情。

2. 增强学生的责任感，使其认识到智能仪器仪表在工程领域的重要作用。

3. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高他们的创新意识和创新能力。

本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，旨在使学生掌握智能仪器仪表的基本知识，提高实践操作能力，培养他们的创新精神和团队协作能力。

课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生将能够更好地适应未来工程领域的发展需求。

二、教学内容1. 智能仪器仪表概述- 了解智能仪器仪表的发展历程、功能特点及分类。

- 掌握智能仪器仪表在工程领域的应用。

2. 智能仪器仪表的原理与结构- 学习传感器、执行器、微处理器等主要部件的工作原理。

- 分析典型智能仪器仪表的电路结构及其相互关系。

3. 智能仪器仪表的使用与维护- 掌握智能仪器仪表的安装、调试、操作方法。

- 学会智能仪器仪表的日常维护及故障排除。

4. 智能仪器仪表实践操作- 设计并实施简单的智能仪器仪表操作实验。

- 分析实验结果，解决实际问题。

5. 智能仪器仪表案例分析- 研究典型智能仪器仪表在实际工程中的应用案例。

- 分析案例中智能仪器仪表的作用和价值。

教学内容依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度，与教材章节相对应。

通过本章节的学习，学生将全面了解智能仪器仪表的相关知识，为实际应用打下坚实基础。

目录序言 (1)第一章系统方案 (2)1.1课题的意义和目的 (2)1.2主要设计内容 (2)1.3课题的任务要求 (2)第二章硬件设计 (3)2.1系统总体方案 (3)2.1.1系统总体设计框图 (3)2.1.2各模块简介 (3)2.2系统硬件设计 (6)2.2.1 单片机电路设计 (6)2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计 (7)2.2.3 显示电路设计 (7)2.2.4 按键电路设计 (8)2.2.5 报警电路设计 (8)第三章软件设计 (9)3.1DS18B20程序设计 (9)3.1.1 DS18B20传感器操作流程 (9)3.1.2 DS18B20传感器的指令表 (10)3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序 (11)3.1.4 DS18B20传感器的读写时序 (11)3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图 (11)3.2显示程序设计 (12)3.3按键程序设计 (12)第四章系统的软硬件调试 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录一硬件原理图 (15)附录二源程序清单 (16)附录三实物图 (25)序言本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机，数字温度传感器是DALLAS公司的DS18B20。

本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。

所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。

单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。

51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。

本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。

本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。

实验报告课程名称智能仪表课程设计学校杭州电子科技大学学院生命信息与仪器工程学院专业电子信息技术及仪器姓名李棒学号12192213一、实验目的智能仪表课程设计是一项综合性的专业实践活动，目的是让学生将所学的基础理论和专业知识运用到具体的工程实践中，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。

二、实验任务本次智能仪表课程设计的任务是设计一个温度控制器，并完成相关的编程工作。

基本任务是利用AT89C51单片机、ADC0809模数转换器等芯片设计一个具有温度测量显示和开关控制输出的装置。

三、实验要求1）用6只共阴极的八段数码管来分别显示工作状态、设定温度和实际温度温度。

为了统一起见，对6只八段数码管的具体排列和工作状态的显示符号作如下规定：“02）用3只按钮来分别作为开机/关机键、温度设定上升键和下降键。

（1#开发板有5只操作按钮和1只系统复位按钮，共6只）3）用1只LED发光二极管来表示加热器开关量控制输出（1#开发板上共有6只控制输出的LED发光二极管），所有发光二极管均要求用2003达林顿管或三极管放大驱动。

4）温度设定范围0~99℃，在装置处于开机状态情况下，当实际温度高于等于设定温度时，加热器控制输出“关”；当实际温度低于设定温度5℃时，加热器控制输出“开”。

5）上电后，自动显示关机这时状态、设定温度50℃和实际室内温度，用户可以设定温度进行设定，但只有在按下启动/关闭键后，控制器正式工作；在运行期间，若对温度状态进行设定，则控制器按新设定开始。

若关机后（非断电）重新启动控制器，则自动进入上次关机前的设定状态。

三、实验内容系统的总体框图如下:主要是基于AT89C51单片机 LED 和数码管显示模块、加热器控制模块、按键扫描/处理模块和基于ADC0808芯片的数据采集模块。

1、LED 模块LED 发光二极管来表示加热器开关量控制输出。

2、数码管显示模块显示工作原理本系统应用8段6位共阴数码管作为显示器件，用片选信号来控制数码管的显示字符，应位选信号来控制点亮那个数码管。

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。

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)1 智能仪器仪表的简介1.1智能仪器仪表简介仪器仪表（英文：instrumentation）仪器仪表是用以检出、测量、观察、计算各种物理量、物质成分、物性参数等的器具或设备。

真空检漏仪、压力表、测长仪、显微镜、乘法器等均属于仪器仪表。

广义来说，仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能，例如用于工业生产过程自动控制中的气动调节仪表，和电动调节仪表，以及集散型仪表控制系统也皆属于仪器仪表。

空调控制器的设计姓名：黄山学号：201003050414专业：电气工程及其自动化（01）班智能仪表课程设计一、目的单片机综合练习是一项综合性的专业实践活动，目的是让学生将所学的基础理论和专业知识运用到具体的工程实践中，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。

二、任务本次的任务是设计并制作一个空调控制器。

基本任务是利用AT89C51单片机、ADC0809模数转换器等芯片设计并制作一个具有制冷、制热、通风和自动运行的手控型空调控制器。

三、硬件部分的具体内容和要求1．手控型空调控制器的功能：1）空调控制器应具有制冷、制热、通风和自动运行四种工作模式。

a．制冷：室内风机、压缩机及室外风机工作，而四通换向阀停止工作。

b．制热：室内风机、压缩机、室外风机和四通换向阀均工作。

c．通风：室内风机工作，而压缩机、室外风机和四通换向阀均不工作。

d．自动运行：能根据当前室内温度和自动运行的设定温度，自动选择制冷、制热或通风工作模式。

e．每按一下工作模式选择键时，工作模式按图3所示的箭头方向依此变换：图3 工作模式选择2）．能对温度进行设定和控制：a．制冷时温度调节范围为：20℃～32℃。

当室内温度高于设定温度1℃时,开始制冷；而当室内温度降到设定温度时，则转为通风状态。

b．制热时温度调节范围为：14℃～30℃。

当室内温度低于设定温度1℃时,开始制热；而当室内温度升到设定温度时，则转为通风状态。

c．通风时温度设置栏显示“一一”，并且温度设置键无效。

d．自动运行温度调节范围为：25℃、27℃、29℃。

若室内温度低于设定温度5℃时,自动按制热工作模式运行；若室内温度高于设定温度时，则按制冷模式运行；否则按通风模式运行。

e．温度设定键每按一下，则温度上升或下降1℃（在设定范围内）。

f．控温精度为±1℃3）．室内风机具有高、中、低三档风速和自动风控制功能。

每按一下风速选择键时，风速模式按图4所示的箭头方向依此变换：图4 风速模式选择其中自动风与工作模式及温度有关：a．制冷时，当室内温度高于设定温度5℃时，为高速风；当室内温度高于设定温度2℃～5℃时，为中速风；当室内温度不高于设定温度2℃时，为低速风；b．制热时，当室内温度低于设定温度5℃时，为高速风；当室内温度低于设定温度2℃～5℃时，为中速风；当室内温度不低于设定温度2℃时，为低速风；c．通风时，当室内温度高于25℃时，为高速风；当室内温度介于20℃～25℃时，为中速风；当室内温度低于设定温度20℃时，为低速风；4）．具有压缩机三分钟自动保护功能。

智能称重仪表系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解智能称重仪表系统的基本组成及其工作原理；2. 掌握智能称重仪表系统中传感器、信号处理、数据传输等关键技术；3. 了解智能称重仪表系统在工业、农业、商业等领域的应用。

技能目标：1. 培养学生运用所学的理论知识，对智能称重仪表系统进行简单设计和分析的能力；2. 提高学生动手实践能力，能够正确连接、调试和维护智能称重仪表系统；3. 培养学生运用计算机软件进行数据处理和结果分析的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能称重仪表系统的学习兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨、务实的科学态度，提高团队协作能力和沟通能力；3. 增强学生对我国智能制造发展战略的认识，培养其社会责任感和使命感。

课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过理论学习与实践操作相结合的方式，掌握智能称重仪表系统的相关知识。

学生特点分析：学生为高年级学生，具备一定的电子技术基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，但需加强引导和激发学习兴趣。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调实践操作能力培养，提高学生的综合运用能力。

通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 理论知识：- 智能称重仪表系统的基本组成与工作原理；- 传感器原理及其在称重系统中的应用；- 信号处理与数据传输技术；- 智能称重仪表系统的技术指标与性能评价；- 智能称重仪表系统在各领域的应用案例分析。

2. 实践操作：- 智能称重仪表系统的组装与调试；- 传感器信号的采集与处理；- 数据传输与通信技术的应用；- 智能称重仪表系统的维护与故障排除。

3. 教学大纲：- 第一周：智能称重仪表系统概述，学习工作原理及基本组成；- 第二周：传感器原理及其在称重系统中的应用；- 第三周：信号处理与数据传输技术；- 第四周：智能称重仪表系统的技术指标与性能评价；- 第五周：实践操作一，智能称重仪表系统的组装与调试；- 第六周：实践操作二，传感器信号的采集与处理；- 第七周：实践操作三，数据传输与通信技术的应用；- 第八周：智能称重仪表系统的维护与故障排除，案例分析。

智能仪表技术课程设计一、教学目标通过本节课的学习，学生需要掌握智能仪表技术的基本概念、原理和应用。

具体目标如下：1.了解智能仪表的定义、分类和特点。

2.掌握智能仪表的硬件组成和软件原理。

3.了解智能仪表在各个领域的应用。

4.能够分析智能仪表的电路结构和功能。

5.能够使用编程语言进行简单的智能仪表软件开发。

6.能够进行智能仪表的调试和维护。

情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的兴趣和好奇心。

2.培养学生具备创新意识和团队合作精神。

3.培养学生对智能仪表技术在实际应用中的认识和责任感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.智能仪表概述：介绍智能仪表的定义、分类和特点，以及智能仪表在各个领域的应用。

2.智能仪表的硬件组成：讲解智能仪表的处理器、传感器、显示器等硬件组件的功能和工作原理。

3.智能仪表的软件原理：介绍智能仪表的操作系统、编程语言和软件开发过程。

4.智能仪表的调试和维护：讲解如何对智能仪表进行调试和维护，以确保其正常运行。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法：1.讲授法：教师讲解智能仪表的基本概念、原理和应用。

2.讨论法：学生分组讨论智能仪表的硬件组成和软件原理，分享自己的理解和观点。

3.案例分析法：分析具体的智能仪表应用案例，让学生了解智能仪表在实际中的作用。

4.实验法：学生动手进行智能仪表的组装、编程和调试，提高实践操作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的智能仪表技术教材，为学生提供系统性的知识学习。

2.参考书：提供相关的技术手册、论文等参考资料，帮助学生深入理解智能仪表技术。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性和直观性。

4.实验设备：准备智能仪表实验套件，让学生能够亲自动手进行实验操作，提高实践能力。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习态度和理解程度。

摘要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PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。

采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

一、课程设计题目17. 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PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。

采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

二、题目分析1.设计任务分析本设计要求使用ATmega16单片机作为MCU主控芯片，设计一个智能显示仪表。

据任务要求，本系统采用8位数码管分别显示测量温度值和设定值，在设定状态时用来显示设置功能号和该功能实现的设置当前值；系统拥有报警功能，当当前温度超过上限值或者下限值时，蜂鸣器响，且上限报警/下限报警LED灯亮以区分上/下限报警；系统有四个控制按键，功能分别是：功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少，用来对温度设定值、上限值、下限值等设置；还有四个状态显示LED灯，分别显示：正常运行、设定状态、上限报警、下限报警；本系统除显示以外，还要求有对加热器控制的功能以达到使温度控制在设定值的要求。

2.功能实现分析根据设计任务要求，现设想以下设计以满足要求：仪表适配PT100热电阻，因此首先需要一个PT100热电阻的信号调理电路，使热电阻的热电势转化为MCU可直接测得的电压值，从而测得当前温度值。

采用ATmega16作为主控芯片，可直接利用内部AD转换电路进行，因为内置10位A/D转换器，可以满足一般精度的要求。

按键电路可以采用中断方式进行处理，并且只有先按“功能选择”键才可以启动按键扫描，对其进行处理，在处理过程中关中断，各功能都设置完后，再按“功能选择”键以退出处理程序；不同按键实现不同的功能：“功能选择”键：启动中断，并选择切换不同的设置对象和存储上一个对象设置的值，最后切换完所有功能后按下保存所有设定值并退出中断；“数码管选”键：选择待设定对象的数码管，即选择该对象加/减操作的单位量（1000/100/10/1）；“数字增加”键：在以选择的单位上进行加1个单位的操作；“数字减少”键：在以选择的单位上进行减1个单位的操作。