智能仪表原理与设计简述

.智能仪表综合课程设计

;

0 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

.智能仪表综合课程设计

;

1 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

科技创新　２０１２年４月（中）Ｉ科技创新与应用　

ＷＴ一４００系列智能数显控制变送仪表的设计及应用　

王媛　

（中国电子科技集团公司第四十六研究所索思公司，天津３００１９２）　

摘要：本文主要阐述了ＷＴ－４００系列智能数显控制变送仪表的工作原理、硬件电路设计以及利用ＡＴ８９Ｓ５２单片机实现监测及　

控制功能的软件设计；利用变送仪表可大大提高各种控制系统的安全性和可靠性，大幅度降低人员维护成本，使控制系统的故障　

维修便捷、快速，为生产保驾护航。　

关键词：变送仪表；监测；单片机　

１引言　

大多数生产过程的经济效益在一定程度上取决于他们对生产过程　

的监测，因此，严格监测生产过程中的参数，并及时报警与调节系统，能　

够产生更多的经济效益；计算机过程控制系统直接与生产过程连接，承　

担主要控制任务，其可靠ｆ生至关重要。为了生产安全，除了系统的软、硬　

件应可靠外，还应采取智能数显的方式为过程控制提供有效的安全保　

障，现场操作人员仍能对执行机构直接进行有效的操作。　

２仪表的工作原理　ＥＩＡ　ＲＳ－－２３２Ｃ是目前最常用的串行接口标准，用于实现计算机与　

计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。该标准的目的是定义数据　

终端设备之间接口的电气特陛，使用ＲＳ－２３２Ｃ，数据通信的波特率允许　

范围为Ｏ－－２０Ｋｂ／ｓ。在使用１９２００ｂ／ｓ进行通信时，最大传送距离在２０ｍ　

之内。降低波特率可以增加传输距离。图３为ＲＳ－２３２接口原理图：　

该仪表的功能实现由硬件及软件组成，硬件部：净主要完成各种模　嚣　

拟量的采集转换、控制量的输出、人机界面及显示等；软件部分主要完　

成信号的处理及控制功能、参数的设定及报警。其工作原理是由　

ＡＴ８９Ｓ５２单片机通过多路选择开关及１４位高精度　ＵＤ转换电路实现　

数据采集。框图如图１所示：　

多　蹄　

拟　

。Ｈ　输　入　

园　鬲　Ｉ　

．一．．．　

Ｉ．．．．．一．．．．．．．．　

　避讯　Ｊ　Ｉ

．一．．．　．．＿Ｊ　

图１原理框图　

课程名称：智能仪器原理及应用 课程代码： 09280

第一部分 课程性质与特点

一、课程性质与特点

1．课程性质

《智能仪器》是高等教育自学考试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。

2．课程特点

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。因此本课程具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点

二、课程目标与基本要求

1．课程目标

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。

2．基本要求

掌握智能仪器的结构、设计要点，模拟量输入输出通道，人机接口，通信接口，以及典型处理功能，掌握电压测量为主的智能仪器、智能电子计数器和数字存储示波器的工作原理和结构组成，还要掌握个人仪器和虚拟仪器的基本概念、组成原理和设计方法，了解VXI和LabVIEW仪器系统的组成原理。

三、与本专业其他课程的联系

1．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》等课程或者学过“电路基础”、“数字电路”、“单片机原理与应用”等课程的基础上进行自学.

2．本课程将为有关智能仪器系统设计方面的课题打下必要的基础。

基于ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的智能仪表的设计黄琦。等　

基于ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的智能仪表的设计　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｌｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＭＳＰ４３０Ｆ１４９　

簧　两　互吏洛　

（浙江大学控制科学与工程学系，杭州　３１００２７）　

摘要：介绍了智能仪表的定义和＿Ｔ作原理。研究了１６位混合信号处理器ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的体系结构，提出了一种基于ＭＳＰ４３０Ｆ１４９　

的智能仪表的设计方案，具体阐述了该智能仪表的前向通道、后向通道、抗干扰电路等硬件设计和系统中的主程序、各功能模块的软　

件设计。该仪表具有功能强、结构简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，根据不同的需求可以应用于多种工业控制现场中。　

关键词：智能仪表外部设备牛顿迭代法ＰＩＤ控制　

中图分类号：ＴＰ１８　文献标识码：Ａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒ￣ｉｏｎａｌ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｏｆ　１６一ｂｉｔ　ｈｙｂｒｉｄ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　

ＭＳＰ４３０Ｆ１４９　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ａ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＭＳＰ４３０Ｆ１４９　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　

ｃｈａｎｎｅｌ，ｂａｃｋｗａｒｄ　ｃｈａｎｎｅｌ，ａｎｄ　ａｎｔｉ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｂｌｏｃｋｓ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　

ｃｏｎｃｒｅｔｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｐｏｗｅｒｆｕｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｓｉｍｐｌｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ａｎｔｉ—ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅ－