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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。
课程论文题目: 数字电子时钟课程:姓名:专业:班级:学号:指导教师: 职称:年月日数字电子时钟摘要：20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
现代生活的人们越来越重视起了时间观念，可以说是时间和金钱划上了等号。
对于那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦，所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。
数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。
而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会导致误差。
数字电子钟是采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。
数字钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。
LED数码管显示时、分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHz的晶振产生振荡脉冲，定时器计数。
此电路具有显示时间的其本功能，还可以实现对时间的调整。
数字钟是其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱，因此得到了广泛的使用。
关键词：数字电子钟； LED数码管；单片机前言：20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。
忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。
但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
下面是单片机的主要发展趋势。
单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
智能型仪表可靠性设计与研究王秋珍（牡丹江第二发电厂黑龙江牡丹江 157015）摘要：通过对智能仪表和常规仪表的具体工作情况的分析，我认为智能仪表可靠性设计中一项很重要的工作是进行抗干扰设计。
文中分析了干扰来源和抗干扰方法，重点分析了瞬间断电时的干扰过程和具有良好抗干扰性能的复位电路。
关键词：可靠性设计；智能仪表；抗干扰0 引言随着微型计算机技术的迅速发展，它已经被越来越多地应用于各种仪表，构成智能仪表，使其性能得到很大改善，例如：提高精度、扩展量程、增加功能、方便使用等，因此智能仪表受到广泛的欢迎。
它在我厂应用已经有较长一段时间了,在具体应用中,我发现了一些问题.例如,在我厂#5机组的运行过程中,用智能巡检仪表测量发电机静子线圈温度时,在机组停运的情况下,都能正常显示温度值,而当机组启动时,所有显示温度值都比实际温度值高很多,超出误差允许的使用范围,经过反复校验通道,查找原因,发现还是由于现场干扰信号过大造成的,因此，如何提高智能仪表的可靠性是一个不容忽视且急待解决的课题。
通过实践与研究，我认为由于智能仪表与常规仪表的工作机理不同，在进行智能仪表可靠性设计时特别重要的是进行抗干扰设计。
以下将对此问题进行探讨。
1 智能仪表进行抗干扰设计的必要性首先，我们来分析一下常规仪表可靠工作的过程。
如图1所示，F（x）是仪表的运算电路，x是广义的输入信号，它不仅包括各测量对象的信号，还包括供电电源；y是仪表输出信号，对于常规仪表而言，如果将仪表各部分看成一个串联系统，则只要元气件完好，各单元正常，则系统能有正确输出，且保证y=F（x）的正确运算。
如果发生干扰，x成为x′，仪表仍进行F（x′）的运算，输出发生错误；一旦干扰消失，只要仪表中各元器件完好，仪表输出就会恢复正常。
可见，对于常规仪表而言，仪表可靠性工作的关键是构成仪表的各个元器件均可靠工作。
X y图1 常规仪表工作原理对于智能仪表而言，情况就不完全一样，常可见到一些智能仪表不能长期可靠地运行，但是仪表的元器件并没有损坏。
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)。
中州大学工程技术学院智能仪器课程设计设计题目：室内温度测量仪专业：应用电子技术班级：09电子（2）班*名：***学号：************指导教师：***摘要温度是工业、消费类和计算机应用中最为普遍测量的变量之一。
为了实现这些应用环境中对多点温度的监控,该系统中测量网络采用热敏电阻与固定电阻直接分压方式实现,并使用Steinhart-Hart三阶方程对热敏电阻温度——电阻特性曲线进行拟合,可同时对4路温度进行采样测量,温度测量范围-25℃～100℃,测量精度优于±0.5℃。
本文从硬件和软件两方面来讲述温度自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运行过程中将采样的温度模拟量送入A/D转换器中进行模拟-数字转换，再将转换后的数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热。
关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度第1章绪论 (5)1.1课题的背景及其意义 (5)1.2课题研究的内容及要求 (6)1.3课题的研究方案 (7)第2章设计理论基础 (10)2.1传感器选择 (18)2.2 放大电路 (20)2.3 A/D转换器 (14)2.4 控制器 (16)2.5输出驱动电路 (17)2.6 控制器软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 2.6.1 FPGA程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 2.6.2单片机程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18第3章设计理论基础 (19)3.1单片机的发展概况 (19)3.2AT89C51系列单片机介绍 (20)3.2.1 AT89C51系列基本组成及特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 3.2.2 AT89C51系列引脚功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30 3.2.3 AT89C51系列单片机的功能单元．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33 3.2.4 移位寄存器74LS164．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 3.2.5数码显示管LED．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 3.2.6数字温度计DS18S20．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39 第4章电路设计 (40)4.1单片机控制单元 (41)4.2温度采样部分 (41)4.3模数转换部分 (42)4.3.1模数转换技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 4.3.2积分型模数转换器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．434.4显示部分 (44)4.5 调节执行单元．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45第5章系统调试及结论分析 (45)5.1主程序流程图 (45)5.2中断子程序流程图 (46)5.3按键流程图 (47)5.4显示流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48 第6章系统调试及结论分析 (49)6.1硬件调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50．6.1.1硬件电路故障及解决方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50 6.1.2硬件调试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50 6.2软件调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51 6.2.2软件调试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51 6.3结论分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53 第7章总结 (54)总结 (54)参考文献 (56)第1章绪论1.1课题的背景及其意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量。
新疆农业大学课程论文题目: 智能仪器的发展与应用课程: 智能仪器**: ***专业: 机械设计制造及其自动化班级: 机制104 班学号: *********指导教师: 石砦职称: 讲师2013 年12 月19 日智能仪器的发展与应用作者：袁万杰指导老师：石砦摘要：智能仪器的出现标志着现代电子测量技术将向着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统发展。
标志着测量仪器从独立的手工操作单台仪器走向程控多台仪器的自动测试。
其应用在模糊逻辑、遗传算法、神经网络、专家系统、仿人智能、粗糙集理论、物元可拓方法、知识工程、模式识别、定性控制、小波分析、分形几何、混沌控制、数据融合技术等等，真可谓是八仙过海，各显神通。
其各有所长，分别组合，取长补短，相得益彰。
关键词：智能仪器；RS232；VXI总线；虚拟仪器Development and application of intelligent instrumentAuthor: Yuan Wanjie Tutor: Shi ZhaiAbstract:the intelligent instrument appearance marks the modern electronic measurement technology developed towards intelligent, automation, miniaturization, modularization and opening system development. Marks the automatic test and measurement instruments from independent manual operation of a single instrument to control multi instrument. Its application in fuzzy logic, genetic algorithm, neural network, expert system, artificial intelligence, rough set theory, matter element extension method, knowledge engineering, pattern recognition, qualitative control, wavelet analysis, fractal geometry, chaos control, data fusion technology and so on, is really The Eight Immortals Crossing the Sea, each shows special prowess. The Each one has his good points., respectively combined, complement each other, complement each other.Keywords: intelligent instrument,；RS232,；VXI bus；virtual instrument前言：在计算机技术和微电子技术的不断发展推动下，仪器仪表技术不断的进步，相继诞生了PC仪器、虚拟仪器等微机化仪器及自动测试系统，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
《智能化仪器仪表原理及应用》教学改革范文摘要：随着信息技术的快速进步和新型智能化仪器仪表的不断研发，使得《智能化仪器仪表原理及应用》课程的教学难度大大提高，原来的教学方式已经无法满足新时期的教学目标。
而模块化教学课程设计体系化、课程教学实践化、课程体验趣味化的优势，对于推动该课程的教学进程具有一定的积极作用。
因此，进行《智能化仪器仪表原理及应用》教学改革已成必然趋势。
关键词：智能化仪器仪表；模块化；教学改革当前，我国工科教学所用的《智能化仪器仪表原理及应用》教材内容可概括如下：基于大量课内外实训项目介绍智能化仪器仪表的基本结构，结合Proteus仿真详细讲解输入输出、定时计数器、显示与键盘、串行通信等功能单元的基本工作原理和设计方法。
教学内容专业性强、难度高、综合性强的特点。
因此，要通过教学来实现如前所示的目标就需要配置相同水准的教学模式。
1《智能化仪器仪表原理及应用》课程的教学情况根据当前《智能化仪器仪表原理及应用》课程教学标准可知，《智能化仪器仪表原理及应用》课程教学虽然在一定程度上体现了对模块化教学的理解，但是实际的课程教学中，因不同实际教学模块之间的设计目标不够清晰等原因，导致了基础原理教学、专业技术教学，以及实践应用教学虽然自成体系却各自为政的不良现象［1］。
这些不良现象的产生给《智能化仪器仪表原理及应用》教学带来了许多不利的影响，使学生不能够系统的、有条理地掌握相应的智能化仪器仪表的基本原理和实际应用的操作要点。
针对《智能化仪器仪表原理及应用》的上述教学现状问题，本文将从教学目标的理顺、教学模块的重新设计、教学模块的实践三个方面进行《智能化仪器仪表原理及应用》模块化教学改革与实践研究。
2模块化教学在《智能化仪器仪表原理及应用》课程教学中的构建2.1教学目标的确定《智能化仪器仪表原理及应用》是一门理工科课程，所以需要现在特定理工科专业的角度下设计专业教学培养目标。
此外，因为该门课程不仅涉及到机械工程，还涉及到自动化技术，因此课程本身就兼具很强的理论性和实践性，因此，该课程的总体目标应该是以智能化仪器仪表书面原理教学为基础，以智能化仪器仪表应用实践为核心，以培养集专业知识储备丰富、实践操作能力水平较高和创新设计思维活跃优势于一身的应用型、复合型人才为方向的专业教学目标［2］。
系统外围接口电路设计采用UART的通信接口要完成最基本的串行通信功能，实际上只需要RXD、TXD和GND即可，但由于RS．232．C标准所定义的高、低电平信号与S3C44BOX系统的IyrrL电路所定义的高、低电平信号完全不同，Iy丌L的标准逻辑“l"对应2V一-3．3V电平，标准逻辑“0”对应0V"--0．4V电平，而RS．232．C标准采用负逻辑方式，标准逻辑“l’’对应．5v～．15V电平，标准逻辑“O"对应+5V～+15V电平，显然，两者间要进行通信必须经过信号电平的转换，图3．5为本设计中MAX232电路图。
LCD接口电路另外一帧开始了。
LCD控制器在一个完整帧显示完成后，会马上插入一个VFRAME信号，开始新一帧的显示。
该信号与LCD模块的YD信号相对应。
VLlNE．LCD控制器和LCD驱动器之间的线同步脉冲信号。
该信号用于LCD 驱动器将水平线(行)移位寄存器的内容传送给LCD屏显示。
LCD控制器在整个水平线(整行)数据移入LCD控制器后，插入一个VLINE信号。
该信号与LCD模块的LP 信号相对应。
VCLK：LCD控制器和LCD驱动器之间的像素时钟信号。
由LCD控制器送出的数据在VCLK的上升沿处送出，在VCLK的下降沿被LCD驱动器采样。
该信号与LCD 模块的XCK信号相对应。
vM：LCD驱动器的AC信号。
VM信号被LCD驱动器用于改变行和列的电压极性，从而控制像素点的显示和熄灭。
VM信号可以与每个帧同步，也可以与可变数量的VLINE信号同步。
VD7~VD0：LCD像素点的数据输入端口。
与LCD模块的D7~D0相对应。
本设计选用GPE0经反相器输出作为像素点显示开关，采用ENDIAN经反相器输出作为背光控制开关。
原理图如图3-6。
键盘接口电路设计矩阵式键盘由行线和列线组成，一般用于按键数量较多的场合。
按键位于交叉点上。
如图3．7所示，一个4×4的行，列结构可以构成一个有16个按键的键盘。
智能仪器仪表技术的运用及发展摘要：最近几年，随着社会的飞速发展，我们国家的智能建筑也得到了很大的发展。
现代信息科技的发展，极大地促进了智能仪器仪表技术的发展。
随着信息技术在各个领域的普及，智能仪器仪表也在多方面引入新技术，以实现自身的优化升级。
智能通信、微机械、微电子等方面的研究成果被成功地引入到智能仪器仪表中，从而使其朝着网络化、智能化、可重构化的发展趋势迈进。
本文从智能仪器仪表的行业发展状况出发，对目前的使用状况进行了分析，并指出了今后的发展方向。
关键词：智能仪器仪表技术；运用；发展引言“十三五”时期，国民经济和社会经济发展对设备提出了更高的要求，使生产效率得到更大的提升。
在这样的情况下，智能自动化仪表应运而生。
每一种产业都会按照自己的发展需求来进行技术革新，运用科技来推动生产力的解放。
当前，智能自动化仪表在工业生产中的应用日益广泛。
所以，在科技转型的今天需要对智能自动化仪表进行更深入的探讨。
1智能仪器仪表行业发展现状智能仪表技术已深入到生活的各个方面。
目前，它在人类的生产和生活中得到了广泛的运用，它所涵盖的行业有工业、农业、电力、交通、国防、文教卫生等。
为人民的生活提供了很大的便利，对国家经济的发展起到了积极的推动作用。
例如，某公司自主开发并研制了一套自力式微压力控制系统（ZDF氮封装置），它的主要作用是维持容器顶部保护气（通常是氮气）的压力不变，从而防止容器中的物料与空气直接接触，防止物料挥发、被氧化，并对容器的安全起到了保护作用。
它尤其适合于各类大型储罐的气封保护系统。
该产品节能，工作灵敏，工作可靠，使用和维护简单，在石油和化工行业得到了广泛的应用。
该氮气封闭装置的进料和出料压力设置容易，能实现连续生产。
压力检测膜片有较大的作用区域和较低的设置弹性，操作敏感，工作稳定；为了保证储罐的使用安全，必须在储罐顶部安装一个呼吸器，该呼吸器只作为一种安全型功能，从而克服了传统的储罐封闭系统中的供气阀门、排气阀门开闭次数多，容易发生故障的缺点。
编号：综合设计性实验题目：基于PC的智能数字电压表设计院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：罗振雄学号： 0901130441 指导教师：王守华2012年11月6日摘要在现代检测技术中,常需用高精度数字电压表进行现场检测,将检测到的数据送入微计算机系统,完成计算、存储、控制和显示等功能。
随着单片机技术的发展，单片机广泛的应用于测量技术中。
以往的测量技术与之相比，只能将被测量量通过指针式指示仪表指示测量数值。
但是指针式指示仪表读数不方便，且不易于实现计算机控制。
现利用了单片机在测量技术中的应用，采用AT89C52单片机实现模拟电压信号的检测与显示，用ADC0809制成数字电压表可以测量0～5V的8路输入电压值，ADC0809进行模数转换然后送给单片机处理，用LED进行测量结果的显示。
以便于与其它设备进行数据交换，便于实现智能化控制。
在广泛的自动控制领域中，需要有类似微型计算机功能的支持，但常常又不可能把微型计算机安装在设备里面。
因此，微型控制器的一个重要分支（单片机）应运而生。
随着技术的不断发展，有许多新一代的单片机已经在片内集成了多路A/D转换通道，大大简化了连接电路和编程工作。
单片机以其稳定可靠，体积小，功耗低，价格低廉的特点广泛应用于多种需要计算控制功能的现场控制领域和实时控单片机控制系统。
关键词：单片机；ADC0809；电压设计背景数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
传统的指针式电压表功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，由精度高、抗干扰能力强，可扩展性强、集成方便，还可与PC进行实时通信。
本系统用单片机AT89S51构成数字电压表控制系统, 具有精度高、速度快、性能稳定和电路简单且工作可靠等特点, 具有很好的使用价值。
数字电压表(DVM)是诸多数字化仪表的核心与基础。
新疆农业大学课程论文题目: 智能仪器的发展与应用课程: 智能仪器**: ***专业: 机械设计制造及其自动化班级: 机制104 班学号: *********指导教师: 石砦职称: 讲师2013 年12 月19 日智能仪器的发展与应用作者：袁万杰指导老师：石砦摘要：智能仪器的出现标志着现代电子测量技术将向着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统发展。
标志着测量仪器从独立的手工操作单台仪器走向程控多台仪器的自动测试。
其应用在模糊逻辑、遗传算法、神经网络、专家系统、仿人智能、粗糙集理论、物元可拓方法、知识工程、模式识别、定性控制、小波分析、分形几何、混沌控制、数据融合技术等等，真可谓是八仙过海，各显神通。
其各有所长，分别组合，取长补短，相得益彰。
关键词：智能仪器；RS232；VXI总线；虚拟仪器Development and application of intelligent instrumentAuthor: Yuan Wanjie Tutor: Shi ZhaiAbstract:the intelligent instrument appearance marks the modern electronic measurement technology developed towards intelligent, automation, miniaturization, modularization and opening system development. Marks the automatic test and measurement instruments from independent manual operation of a single instrument to control multi instrument. Its application in fuzzy logic, genetic algorithm, neural network, expert system, artificial intelligence, rough set theory, matter element extension method, knowledge engineering, pattern recognition, qualitative control, wavelet analysis, fractal geometry, chaos control, data fusion technology and so on, is really The Eight Immortals Crossing the Sea, each shows special prowess. The Each one has his good points., respectively combined, complement each other, complement each other.Keywords: intelligent instrument,；RS232,；VXI bus；virtual instrument前言：在计算机技术和微电子技术的不断发展推动下，仪器仪表技术不断的进步，相继诞生了PC仪器、虚拟仪器等微机化仪器及自动测试系统，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
文章对智能仪器仪表的结构、特点及应用进行了简单的介绍。
1. 智能仪器概述微处理器在20世纪70年代初期问世不久，就被引进电子测量和仪器领域，所占比重在各项计算机应用领域中名列前茅。
在这之后，随着微处理器在体积小、功能强、价格低等方面的进一步的发展，电子测量与仪器和计算机技术的结合就愈加紧密，形成了一种全新的微型计算机化仪器。
由于这种含微型计算机的电子仪器拥有对数据的存储、运算、逻辑判断、自动化操作及与外界通信的功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器，以区别于传统的电子仪器。
近年来，智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理方面发展，并具有模糊判断、故障判断、容错技术、传感器融合、机件寿命预测等功能，使智能仪器向更高的层次发展。
由于智能仪器一开始就显示它强大的生命力，目前已成为仪器仪表发展的一个主导方向。
并对自动控制、电子技术、国防工程、航天技术与科学试验等产生了极其深远的影响。
2. 智能仪器的结构智能仪器实际上是一个专用的微型计算机系统，它由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分主要包括主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、通信接口电路.其中主机电路用来存储程序、数据并进行一系列的运算和处理，它通常由微处理器、程序存储器、数据存储器及输入/输出(I/O)接口电路等组成，或者它本身就是一个单片微型计算机；模拟量输入/输出通道用来输入/输出模拟信号，主要由A/D转换器、D/A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成；人机接口电路的作用是沟通操作者和仪器之间的联系，主要由仪器面板中的键盘和显示器组成；通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，以便使仪器可以接受计算机的程控命令，目前生产的智能仪器一般都配有GP-IB等通信接口。
智能仪器的软件分为监控程序和接口管理程序两部分。
监控程序是面向仪器面板键盘和显示器的管理程序，其内容包括：通过键盘输入命令和数据，以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置；根据仪器设置的功能和工作方式，控制I/O接口电路进行数据采集、存储；按照仪器设置的参数，对采集的数据进行相关的处理；以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。
接口管理程序是面向通信接口的管理程序，其内容是接收并分析来自通信接口总线的远程命令，包括描述有关功能、操作方式与工作参数的代码；进行有关的数据采集与数据处理；通过通信接口送出仪器的测量结果、数据处理的结果及仪器的现行工作状态信息。
3. 智能仪器的主要特点与传统的电子仪器相比较，智能仪器具有以下几个主要特点：（1）智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋钮式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不在相互限制和牵连。
智能仪器广泛使用键盘，使面板布置于仪器功能部件的安排可以完全独立的进行，明显改善了仪器前面板及有关功能部件结构的设计，这样既有利于提高仪器技术指标又方便了仪器的操作。
（2）微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。
例如传统的数字万用表（DMM）只能测量电阻、交直流电压、电流等，而智能型的数字万用表不仅能进行上述测量，而且还能对测量结果进行诸如零点平移、平均值、极值、统计分析以及更加复杂的数据处理功能，是用户从繁重的数据处理中解放出来。
目前有些智能仪器还运用了专家系统计数，使仪器具有更深层次的分析能力，解决专家才能解决的问题。
（3）智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力地改善了仪器的自动化测量水平。
（4）智能仪器具有友好的人-机对话能力，使用人员只需通过键盘输入命令，仪器就能实现某种测量和处理功能，与此同时，智能仪器还通过显示屏将仪器的运行状况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉使用人员，使人-机之间的联系非常密切。
（5）智能仪器一般都配有GP-IB或RS232等通讯接口，使智能仪器具有可程控操作的能力。
从而可以很方便地与计算机和其他仪器一起组成用户所需的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。
4. 智能仪器的发展趋势20世纪70年以来，在新技术革命的推动下，尤其是微电子技术和微型计算机加护的快速发展，是电子仪器的整体水平发生很大变化，先后出现独立式智能仪器、GP-IB自动测试系统、插卡式智能仪器。
在此基础上有出现了VXI总线仪器、虚拟仪器。
这些技术的出现，改变了并将继续改变电子测量与仪器领域的发展，使之朝着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统的方向发展。
5．仪器仪表的应用(1)在仪器仪表结构、性能改进中的应用首先，智能自动化技术为仪器仪表与测量的相关领域的应用开辟了广阔的前景。
运用智能化软硬件，使每台仪器或仪表能随时准确地分析、处理当前的和以前的数据信息，恰当地从低、中、高不同层次上对测量过程进行抽象，以提高现有测量系统的性能和效率，扩展传统测量系统的功能，如运用神经网络、遗传算法、进化计算、混沌控制等智能技术，使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能。
其次，也可在分散系统的不同仪器仪表中采用微处理器、微控制器等微型芯片技术，设计模糊控制程序，设置各种测量数据的临界值，运用模糊规则的模糊推理技术，对事物的各种模糊关系进行各种类型的模糊决策。
其优势在于不必建立被控对象的数学模型，也不需大量的测试数据，只需根据经验，总结合适的控制规则，应用芯片的离线计算、现场调试，按我们的需要和精确度产生准确的分析和准时的控制动作。
特别是在传感器测量中，智能自动化技术的应用更为广泛。
用软件实现信号滤波，如快速傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换等技术，是简化硬件，提高信噪比，改善传感器动态特性的有效途径，但需要确定传感器的动态数学模型，而且高阶滤波器的实时性较差。
（2)在虚拟仪器结构设计中的应用在仪器仪表结构设计中，仪器厂家过去都是以源代码形式向用户提供智能虚拟仪器即插即用的仪器驱动器，为了简化最终用户的使用操作与开发过程，不断提高运行效率，以及编程质量和编程灵活性，相关仪器厂家在VXI即插即用的总线仪器驱动器标准的基础上作出了一套新的智能化仪器驱动软件规范，在虚拟仪器结构与性能上进行了下述多方面改进。
由于虚拟仪器采用了一系列智能自动化手段，彻底改变了以往VXI总线即插即用标准仪器驱动器的运行效率低，编程的结构、风格不一致，编程困难，质量低，工作量大，使用、维护麻烦等等一系列缺陷，从而在高效、高质量、安全可靠、使用方便、灵活的条件下实现全面地统一运行，显示出智能自动化技术对虚拟仪器以至整个仪器仪表工业高速发展的深远影响。
(3)仪器仪表网络化中的应用网络化的智能测量环境将网上各种类型，不同任务的计算机和仪器仪表有机地联系在一起，完成各种形式的任务要求，如在某地采集数据后送往各种需要这些数据的地方，把相同数据按需拷贝多份，送往各需要部门；或者定期将测量结果送往远方数据库保存，供需要时随时调用。
而多个用户可同时对同一过程进行监控，例如各部门工程技术人员、质量监控人员以及主管领导人员可同时分别在相距遥远的各地监测、控制同一生产运输过程，不必亲临现场而又能及时收集各方面数据，进行决策或建立数据库，分析现象规律。
