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安徽工业大学工商学院课程设计说明书课程设计名称：测控系统原理与设计课程设计题目：电压超限报警系统设计学院名称：工商学院专业：测控技术与仪器班级：1041班姓名（学号）葛敬兵柏华乐邵志远赵振安都勇评分：教师：2013年 12月16日测控系统原理与设计课程设计任务书20 13 －20 14 学年第 1 学期题目电压超限报警系统设计内容及要求当检测电压超过设定上下限值并且达到十次以上时，发出蜂鸣器报警声，相应的指示灯亮。
当电压处于上下限之间时，蜂鸣器停止报警，报警灯灭。
进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备2. 领元器件、焊接、制作3．调试、答疑4. 验收5. 写报告学生姓名：葛敬兵、柏华乐、邵志远、赵振安、都勇指导时间:第13～15周指导地点：教二4楼任务下达2013 年 12 月1 日任务完成2013年12月 16 日考核方式 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操作□ 4.其它□指导教师摘要本次课程设计的目的：设计电压（0V—5V）超限报警系统电路，由一个蜂鸣器通过是否正常鸣叫告诉使用者电压是否超限，并通过LED显示观察。
首先通过电位器调节0到5V之间的电压，其次通过选择开关来选择两个模拟电压通道，输入到ADC0809获得数字量，在单片机上显示，判断当电压超过设定上下限值时产生报警功能。
关键字：电压超限报警目录第一章绪论 (1)第二章设计内容及要求 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计要求 (2)2.3实验设计目的 (2)第三章实验电路与工作原理 (3)3.1流程图 (3)3.2设计原理及其工作电路 (5)3.3硬件电路详解 (6)第四章实验小结与心得体会 (7)参考文献 (8)附录一芯片介绍 (10)附录二焊电路板技术 (12)附录三源代码 (14)绪论电压是日常生活，工业，医学，环境保护，化工，石油等领域最常用到的物理量。
而且随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关电压系统进行控制。
测控系统原理及设计测控系统原理及设计是一种将测量和控制过程结合起来的技术系统，它通过采集和处理数据，实时监测和控制被测对象的状态和参数，并根据设定的规则和算法，进行反馈控制，以实现预期的控制目标。
测控系统的原理主要包括传感器、信号采集、信号处理、控制器和执行机构等组成部分。
传感器是测控系统的感知器件，它能将被测对象的状态和参数转化为电信号，如温度、压力、流量等。
信号采集模块将传感器输出的模拟信号进行采样和量化转换，转化为数字信号，以便进行数字信号处理。
信号处理模块对采集到的数字信号进行滤波、增益和滤波等处理，提取出有效信息，并进行参数计算和特征提取。
控制器是测控系统的决策和执行器，根据信号处理模块提供的参数和目标值，生成控制规则和控制算法，并输出控制信号。
执行机构是测控系统的执行器，将控制信号转化为物理作用力，实现对被测对象的控制。
测控系统的设计需要考虑多个因素，包括被测对象的特性，控制目标的要求，系统的可靠性和稳定性等。
首先需要选择合适的传感器，根据被测对象的特性和参数要求，选择适当的传感器类型和规格。
其次，需要设计合理的信号采集和处理电路，确保信号的准确性和稳定性。
在控制器设计中，要根据控制目标的要求，选择合适的控制算法和调节策略，使系统能够快速响应和稳定控制。
此外，系统的可靠性和稳定性是设计中需要重点考虑的因素，需要做好故障检测和容错处理，确保系统在异常情况下能够保持正常工作。
总之，测控系统原理及设计是一门涉及多学科的综合性学科，需要了解传感器原理、信号处理技术和控制理论等方面的知识。
通过合理选取传感器、设计有效的信号采集和处理电路，以及选择合适的控制算法和策略，可以实现对被测对象的准确测量和精确控制，满足各种应用场景的需求。
1、微机化测控系统分拿几类？微机化检测系统、微机化控制系统、微机化测控系统 2、模拟量输入通道由那几部分组成?以及各部分的作用？ 传感器：将非电量转换为电量 调理电路:放大、滤波采集电路：将模拟信号转换为数字信号 3、模拟量输出通道由哪几部分组成？输出数据寄存器、D/A 转换器、调理电路（模拟显示器、模拟记录器、模拟执行机构） 4、前置放大器：判断信号大小准则?所放位置前后的判断？放大倍数如何确定？ 判断信号大小准则输出噪声： 电路在没有信号输入时，输出端输出一定幅度的波动电压.等效输入噪声: 把电路输出端测得的噪声有效值VON 折算到该电路的输入端KV V ON IN=判断依据：是否被淹没？如果加在某电路输入端的信号幅度小到比该电路的等效输入噪声还要低.IS V <KV V ON IN =前置放大器的作用:总输出噪声:2200')()(K V K K V V IN IN ON+=总的等效增效输入噪声：2020'')(K V V K K V V IN IN ON IN+==为使:IN INV V <'须满足以下条件:20011K V V IN IN -<位置上，在滤波器的前面 OR 后面在测控领域，被测信号的频率通常比较低，滤波器大多采用RC 有源滤波器。
由于电阻元件是电路噪声的主要根源，因此RC 滤波器产生的电路噪声比较大。
如果把放大器放在滤波器后面，滤波器的噪声将会被放大器放大，使电路输出信噪比降低.21202021')()(IN IN IN IN IN V V KK V K V V +=+=滤波器1、隔直电容的作用――使调理电路的零漂电压不会随被测信号一起送到采集电路。
2、高通滤波器――滤除低频干扰3、陷波器――抑制交流电干扰。
4、低通滤波器――滤除高频干扰，“去混淆”5、采集电路的四种方案?PGA S\H的作用？采集电路的设计（实现模拟信号到数字信号的电路、AD芯片的选择是核心)测模拟信号恒定或变化缓慢的场合被测模拟信号随时间变化的场合6、前置与主放大器的区别以及适用情况？主放大器为了避免弱信号采样电压在A/D转换时达不到要求的转换精度，将MUX输出的子样电压放大到接近A/D满量程，使数字转换精度提高K倍。
测控系统原理与设计
1. 引言
测控系统是指用于测量和控制各种物理量和工艺过程的系统。
它在工业自动化、科学研究、医学诊断、环境监测等领域起着重要的作用。
本文将介绍测控系统的原理和设计过程，并探讨一些常用的技术和方法。
2. 测控系统的基本原理
测控系统的基本原理可以概括为测量、采样、处理和控制四个过程。
2.1 测量
测量是测控系统的核心过程，它用于获取被测量的物理量或工艺参数。
常用的测量方法包括传感器测量、光学测量、电磁测量等。
传感器是测控系统中最常见的测量设备，它能够将被测量的物理量转化为电信号，供后续的采样和处理。
2.2 采样
采样是将连续的模拟信号转化为离散的数字信号的过程。
采样过程中需要确定采样频率和采样精度。
采样频率应根据被测量物理量的变化情况进行选择，采样精度则取决于采样器的分辨率和噪声水平。
2.3 处理
采样得到的数字信号需要经过处理才能得到有用的信息。
处理过程可以包括滤波、放大、数字化等操作。
滤波可以去除噪声和杂散信号，放大可以增强信号的强度，数字化可以将模拟信号转化为数字形式，方便存储和处理。
2.4 控制
控制是根据测量得到的信息对被控对象进行调节和控制的过程。
控制可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是在没有反馈信号的情况下进行的控制，而闭环控制则通过测量系统输出与期望值的差异进行调节。
3. 测控系统的设计过程
测控系统的设计过程可以分为需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计和系统测试等环节。
3.1 需求分析
需求分析是测控系统设计的第一步，它需要明确系统的功能需求、性能要求和运行环境等。
在需求分析过程中，需要对被测量的物理量、测量范围、系统响应时间等进行详细的分析和规定。
3.2 系统设计
在系统设计阶段，需要确定系统的整体架构和各个组件之间的关系。
系统设计需要综合考虑硬件和软件两方面的因素，选择合适的传感器、采样器、控制器等设备，并设计合理的数据传输和处理流程。
3.3 硬件设计
硬件设计是测控系统设计的核心环节，它包括电路设计、布线设计和硬件模块的选型和搭建等。
硬件设计需要根据系统需求选择适当的电子元器件，并进行电路设计和原理图绘制。
3.4 软件设计
软件设计是测控系统设计的另一重要组成部分，它通常涉及到数据处理、控制算法和用户界面等方面。
软件设计需要选择合适的开发平台和编程语言，并编写相应的代码实现测控系统的功能。
3.5 系统测试
系统测试是验证测控系统设计是否满足需求的最后一步。
在系统测试阶段，需要对系统进行功能测试、性能测试和稳定性测试等。
测试结果将反馈给设计人员，以优化系统设计。
4. 常用的测控系统技术和方法
4.1 传感器技术
传感器是测控系统中最常用的技术之一，它能够将被测量的物理量转化为电信号。
常见的传感器技术包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。
4.2 自动控制技术
自动控制技术是实现测控系统自动化的关键。
常用的自动控制技术包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
4.3 数据采集和处理技术
数据采集和处理技术是测控系统中必不可少的环节。
常见
的数据采集和处理技术包括模数转换、滤波、放大和数字信号处理等。
4.4 通信技术
通信技术是实现测控系统网络化和远程监控的重要手段。
常用的通信技术包括以太网、无线通信和物联网等。
5. 结论
测控系统是用于测量和控制各种物理量和工艺过程的系统，具有广泛的应用前景。
通过本文对测控系统的原理和设计过程的介绍，以及常用的技术和方法的讨论，可以帮助读者加深对测控系统的理解，并在实际应用中进行系统设计和优化。
在未来的发展中，测控系统将继续发挥重要作用，并随着科技的进步而不断完善和创新。
