智能仪器课程设计说明书智能温度测量仪表方案设计
最新智能型温度监测仪课程设计
开封大学《智能仪器原理及应用》课程设计学生姓名：王明霞学号：2011061745学院：电子电气工程学院专业：应用电子技术班级：（11）应电班题目：智能型温度测量仪指导教师：董卫军职称：教师截止日期：2013.11.25~2013.12.12013 年11月27 日智能型温度测量仪一、设计目的智能仪器是一种典型的微处理器应用系统，它是计算机技术、现代测量技术和大规模集成电路相结合的产物，无论是在测量速度、精确度、灵敏度、自动化程度，还是在性价比等方面，都是传统仪器不可比拟的。
通过对本次的课程设计来使同学们掌握如何去选择元器件来适应不同的电路的设计，从而对更多的元件功能及性能有更多的了解。
更重要的是培养学生基于单片机应用系统的分析和设计能力和专业知识综合应用能力，同时提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手能力，为日后工作奠定良好的基础。
二、设计任务和设计要求⑴．功能要求①．配合温度传感器，实现温度的测量；②．具有开机自检、自动调零功能；③．具有克服随机误差的数字滤波功能；④. 使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。
⑵．主要技术指标①．测量温度范围：0～150℃②．测量误差：≤1%⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。
三、总体方案论证与选择方案一：AD590传感器→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示方案二:热电阻温度传感器→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示方案三：DS18B20→转换器→ADC0809→AT89C51→四位数码管显示这三种方案的不同之处主要是传感器的不同：方案一中的传感器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。
它的测温范围为-55℃～+150℃，而且精度高；方案二中的传感器是利用导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
其主要的特点为精度高、测量范围大、测温范围是-200℃~600℃；方案三的传感器为单总线技术，MAXIM 公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右。
智能仪器仪表设计指导书
课程设计指导书课程名称：智能仪器仪表设计及调试适用专业：测控技术与仪器2013-6第一章课程设计的教学组织1.1性质与目的本课程是测控技术与仪器本科专业的重要实践课程，是《智能仪器仪表设计技术》课程的一个综合性、设计性的实践教学环节。
学生通过这门课程的学习与实践，能够提出仪器系统的设计思路、论证设计方案；熟悉智能仪器仪表开发、研制的过程，软硬件设计方法和设计步骤；初步学会设计智能仪器仪表软硬件设计及调试的方法，具备技术实现能力；基本上能够处理实践过程中出现的问题并提出解决办法；提高理论付诸于实践的能力，提高工程设计能力和处理实际问题的能力，开发学生的创新能力。
在课程设计教学中，应以学生自主设计为主，充分发挥学生的自主性和创造精神。
教师的指导作用主要体现在工作方法，思维方法的引导。
为保证顺利完成设计院任务，应注意如下要求：(1)认真阅读设计任务书，保质保量地完成任务书的规定的工作。
(2)在总体方案确定过程中，要求多想，多查资料，少问。
(3)程序设计时，先画框图再编程，无论是自上而下，还是自下而上，必须一步一步调试，做到可读性好，主要语句一定要写注释。
(4)硬件图用A4绘制，必须符合国家有关标准的规定。
(5)说明书要求文字通顺，简炼。
不少于4000字(不含源程序)。
(6)设计的系统必须进行实验演示。
1.2设计任务书设计任务书需阐明：课题的名称；课题的意义与概况；课题的具体要求与工作步骤；及进度安排；分组办法；各组应完成的任务与侧重；参考资料等情况。
设计任务书样例见附录一。
除书面下达外，指导教师还须作详细说明，以期真正组织好这一教学环节。
为此，在初始阶段可安排一定时间的讲课。
讲课时还应向学生交待：课程设计(大型作业)教学环节的性质、与毕业设计的区别；设计说明书的写法与要求；最后考核的办法与评分依据。
伴随着课题的具体进展，教师应加强辅导与答疑。
课程设计宜挑选典型、成熟的课题。
因此，不必届届更新。
为了提高这一教学环节的教学质量，除设计任务书外，另可由有经验的教师编写好教学指导书，供指导教师参考，并注意逐届总结和修改完善。
智能温度测量仪的方案设计书(1)
华中科技大学文华学院智能仪器课程设计题目：智能型温度测量仪的设计专业: 09电信3班姓名：杨鑫学号: 0901********指导老师：夏银桥智能型温度测量仪的设计一、课程设计的目的通过本课程设计，使我们掌握智能仪器的一般设计方法，熟悉系统硬件和软件的一般开发环境和开发流程，为设计和开发智能仪器打下坚实的基础。
二、设计任务及要求设计功能要求：①．配合电阻温度传感器，实现温度的测量；②．具有开机自检、自动调零功能；③．具有克服随机误差的数字滤波功能；④. 使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能设计；主要技术指标：①．测量温度范围：0～200℃②．测量误差：≤1%⑥．显示方式：4位LED数码管显示被测温度值三、总体方案论证与选择将集成温度传感器AD590（0℃时为0.2732mA）因温度变化，导致电流变化（0.001mA/℃），经OPA转换为电压变化输入ADC0804，输入电压Vin（0～5V之间）经过A/D转换之后，其值由8751处理，最后将其显示在D4，D3，D2，D1共四个七段显示器。
其中包含了时钟显示电路。
该温度测量仪可以实现温度的测量，数据的显示、储存以及日历时间的显示。
从功能要求看，系统功能并不复杂，52系列即8051单片机完全可以胜任主机的角色。
从测温范围看，电流型两线制集成温度传感器AD590可满足设计要求。
从测量误差看，普通运放和10位以上的A/D转换器可以满足精度要求。
方案1集成电路温度传感器→测量放大电路→AD转换器→单片机→DA 转换器→放大器→输出方案2热电阻传感器→电压放大电路→AD转换器→单片机→DA 转换器→滤波器→输出以上两个方案的主要区别是选用的传感器不同，两种传感器都具有测量精度较高的特点。
热电阻传感器测温范围更宽，但需要非线性校正；集成电路温度传感器测温范围较窄，但线性很好，不需要非线性校正，软、硬件设计较简单。
四、系统总体原理框图图2.6 系统总体原理框图信号输入部分总体设计五、各模块的方案设计（1）、选择温度传感器器件常用的热电传感器有热电阻、热电偶、集成温度传感器等。
智能化温度测量仪
《过程控制系统》课程设计设计题目：智能化温度测量仪设计学生：专业：测控技术与仪器班级学号：指导教师：吕江涛设计时间：2012.6.17-2012.6.29东北大学秦皇岛分校自动化工程系《过程控制系统》课程设计任务书专业测控技术与仪器班级姓名设计题目：智能化温度测量仪设计一、设计实验条件过程控制系统实验室实验系统二、设计任务1、温度传感器采用AD590，单片机为核心温度控制系统。
系统主要由温度传感器，单片机控制系统、锅炉温度对象、执行器（查找资料自己选择）等组成.2、写出温度测量过程，绘制温度测量仪组成框图3、（1）系统硬件电路设计单片机采用89S52；共阴极数码管，A/D采用ADL7315。
（2）编制温度测量程序：软件采用模块化程序结构设计,由温度采集程序、温度校准程序与测量程序三部分组成。
三、设计说明书的内容1、设计题目与设计任务（设计任务书）2、前言（绪论）(设计的目的、意义等)3、主体设计部分4、参考文献5、结束语四、设计时间与设计时间安排1、设计时间：2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、实验、收集资料：4天设计计算、绘制技术图纸：4天编写课程设计说明书：5天答辩：1天目录一概述 (4)1 引言 (4)2 设计要求 (5)3工作原理 (5)4方案设计 (6)二系统硬件设计 (7)1 单片机控制模块 (7)2 AD590温度采集模块 (8)3 A/D转换模块 (10)4 键盘扫描模块…………………………………………5 报警电路………………………………………………6 温度控制器件电路……………………………………7 接口通信电路…………………………………………8 电源输入部分…………………………………………三程序设计………………………………………………..1 程序结构分析…………………………………………2 程序流程图……………………………………………四结束语…………………………………………………………………………………..五参考文献………………………………………………………………………………….六附录……………………………………………………………………………………..前言【摘要】：本课题介绍了以AT89S52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。
课程设计--- 智能温度测量系统的设计
《智能仪表技术》课程设计题目：智能温度测量系统的设计系别：机电工程系专业：检测技术及应用班级：学生姓名：指导老师：完成日期：2012.10.28《智能仪表技术》课程设计任务书班级10计量学生姓名指导教师课程设计题目智能温度测量系统的设计主要设计内容本系统是一个基于单片机AT89C51的数字温度计的设计，用来测量环境温度，测量范围为-50℃—110℃度。
整个设计系统分为4部分：单片机控制、温度传感器、数码显示以及键盘控制电路。
整个设计是以AT89C51为核心，通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换，同时因其输出为数字形式，且为串行输出，这就方便了单片机进行数据处理，但同时也对编程提出了更高的要求。
单片机把采集到的温度进行相应的转换后，使之能够方便地在数码管上输出。
LED采用四位一体共阴的数码管主要技术指标和设计要求1．设计指标DS18B20温度计，温度测量范围0~99.9摄氏度可设置上限报警温度、下限报警温度即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值最高下限报警值等于当前上限报警值将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能2．设计要求1）基本范围0℃-99℃2）精度误差小于0.5℃3）LED数码直读显示3．制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
4．编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
主要参考资料及文献[1]李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，1998[2]李广弟.单片机基础［Ｍ］.北京：北京航空航天大学出版社，1994[3]江力.单片机原理与应用技术 .清华大学出版社 .2006[4]蔡美琴等．MCS一51系列单片机系统及其应用[M]．北京：高等教育出版社，1999．[5]王树勋．MCS一51单片微型计算机原理与开发．北京：机械工业出版社，1995[6] 周润景，张丽娜．基于PROTEUS 的电路及单片机系统设计与仿真[M]．北京:航空航天大学出版社 ,2006.P321～P326[7]王忠飞，胥芳．MCS-51 单片机原理及嵌入式系统应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2007．P268-273目录1 概述 (5)1.1研究背景和研究意义： (5)1.2本文研究内容: (5)1.2.1设计目的： (5)1.2.2设计要求： (5)1.2.3设计原理： (6)2 系统硬件模块的选择 (6)2.1开发工具的选择: (6)2.2单片机的选择 (7)2.3温度传感器的选择 (10)2.3.1DS18B20的介绍 (11)2.3.2DS18B20工作原理 (11)2.4显示模块的选择 (13)3 系统硬件电路设计 (15)3.1系统整体电路图 (15)3.2单片机最小系统 (16)3.3温度传感器系统 (17)3.4报警电路设计 (20)3.5显示电路设计 (21)3.6电源电路设计 (22)4 系统软件设计 (22)4.1主程序 (23)4.2读出温度子程序 (24)4.3温度转换命令子程序 (24)4.4计算温度子程序....................................................... ..25课程设计总结 (27)参考文献： (28)1. 概述1.1研究背景和研究意义：随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。
智能仪器课程设计任务书
智能型温度测试仪任务书
题目：智能型温度测量仪
院别：机电工程与自动化
专业：生产过程自动化技术
班级：xxx
姓名：xxx
Xxx
Xxx
指导老师：xxx
《智能型仪器仪表》设计任务书一、设计系统名称
智能型温度测量仪
二、性能指标
DS18B20利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量，轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。
1、具有数码管显示时间，如12:00。
2、显示温度二位数值，如50 ºC。
3、按键功能，设计中共使用了4个按键，第一个为功能键用
来切换按键用来切换时间的时、分；第二个按键为加键；第三个为减键；第四个为设置取消键
三、任务分配
1.人员安排：
由xxx编写程序、画原理图
由xxx做ppt。
由xxx收集资料。
课程设计进程安排表。
智能温度测量仪课程设计
一、系统功能说明1.1主要技术指标1）测温范围：-200～600摄氏度；2）测温精度：0.5摄氏度；3）稳定性：0.5摄氏度1.2 PT100传感器电阻式温度传感器(RTD, Resistance Temperature Detector)是指一种物质材料作成的电阻,它会随温度的改变而改变电阻值。
PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示：在0～600℃范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2)在-200～0℃范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3)式中A、B、C 为常数，A=3.96847×10-3；B=-5.847×10-7；C=-4.22×10-12；由于它的电阻—温度关系的线性度非常好，因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为华氏温度，因此铂做成的电阻式温度传感器，又称为PT100。
1.2.1 PT100传感器特性PT100温度传感器的测量范围广：-200℃～+600℃，偏差小，响应时间短，还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，其得到了广泛的应用，本设计即采用PT100作为温度传感器。
1.2.2 PT100传感器测量原理Pt100是电阻式温度传感器，测温的本质其实是测量传感器的电阻，通常是将电阻的变化转换成电压或电流等模拟信号，然后再将模拟信号转换成数字信号，再由处理器换算出相应温度。
采用Pt100 测量温度一般有两种方法：方案一:设计一个恒流源通过Pt100 热电阻，通过检测Pt100 上电压的变化来换算出温度；测温原理：通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源，电流流过Pt100时在其上产生压降，再通过运放U1B将该微弱压降信号放大（图中放大倍数为10），即输出期望的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。
智能仪器仪表课程设计
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。
智能仪器课程设计报告
智能仪器课程设计报告一、课程设计目的智能仪器课程设计是一门综合性实践课程，旨在培养我们对智能仪器的设计、开发和应用能力。
通过本次课程设计，我们要将所学的理论知识应用到实际项目中，提高我们的工程实践能力、创新能力和解决问题的能力。
二、课程设计要求本次课程设计要求我们设计一款具有特定功能的智能仪器。
具体要求包括：1、明确仪器的功能和性能指标。
2、选择合适的传感器、微处理器和其他电子元件。
3、设计硬件电路，包括信号调理、数据采集、处理和控制等部分。
4、编写软件程序，实现仪器的功能控制和数据处理。
5、进行系统调试和性能测试，确保仪器满足设计要求。
三、设计方案（一）功能需求分析经过充分的讨论和分析，我们确定设计一款智能温度测量仪。
该仪器能够实时测量环境温度，并在液晶显示屏上显示温度值。
同时，当温度超过设定的阈值时，能够发出声光报警信号。
（二）传感器选择考虑到测量精度和成本等因素，我们选择了数字式温度传感器DS18B20。
该传感器具有精度高、接口简单、易于编程等优点，能够满足我们的设计需求。
（三）微处理器选择我们选用了 STM32F103 微处理器作为系统的控制核心。
STM32F103 具有丰富的资源、高性能和低功耗等特点，能够为系统的稳定运行提供保障。
（四）硬件电路设计1、电源电路设计了稳定的 5V 和 33V 电源电路，为整个系统提供可靠的电源。
2、传感器接口电路根据DS18B20 的接口规范，设计了传感器与微处理器的连接电路。
3、显示电路选用了液晶显示屏（LCD1602），通过微处理器的 GPIO 口进行控制，实现温度值的显示。
4、声光报警电路当温度超过设定阈值时，通过驱动蜂鸣器和发光二极管实现声光报警。
（五）软件设计1、系统初始化包括微处理器的时钟配置、GPIO 口初始化、定时器初始化等。
2、传感器驱动程序编写了 DS18B20 的驱动程序，实现温度数据的读取。
3、数据处理程序对读取的温度数据进行处理，转换为实际的温度值。
智能仪器设计实例课程设计方案
智能仪器设计实例课程设计方案一、课程目标知识目标：1. 学生能理解智能仪器的基本原理，掌握其设计流程和关键参数。
2. 学生能掌握至少一种智能仪器（如温度控制器、压力传感器等）的工作原理及使用方法。
3. 学生了解智能仪器在现实生活中的应用，并能结合实际情境进行分析。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的智能仪器系统，具备初步的创新能力。
2. 学生能通过查阅资料、团队协作等方式，解决智能仪器设计过程中遇到的问题。
3. 学生能熟练使用相关软件和工具，进行智能仪器的仿真与测试。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能仪器产生兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 学生在团队合作中学会相互尊重、倾听他人意见，培养良好的沟通能力和团队精神。
3. 学生了解智能仪器在国家和产业发展中的重要性，增强社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在培养学生的动手能力、创新能力和实际应用能力。
学生特点：高中生具有一定的物理、数学和电子基础知识，思维活跃，好奇心强，对实际操作和设计有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践和自主探究，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
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. 智能仪器概述：介绍智能仪器的定义、分类、发展历程及发展趋势。
教材章节：第一章 智能仪器概述2. 智能仪器原理：讲解智能仪器的核心组成部分、工作原理及性能指标。
教材章节：第二章 智能仪器原理3. 智能仪器设计流程：阐述智能仪器设计的基本步骤，包括需求分析、方案设计、硬件选型、软件开发等。
教材章节：第三章 智能仪器设计流程4. 常见智能仪器应用实例：分析温度控制器、压力传感器、流量计等智能仪器的实际应用案例。
教材章节：第四章 常见智能仪器应用实例5. 智能仪器设计实践：指导学生进行智能仪器设计，包括选题、方案论证、硬件搭建、软件编程等。
教材章节：第五章 智能仪器设计实践6. 智能仪器调试与优化：介绍智能仪器调试的基本方法、技巧以及优化策略。
智能温度测控仪课程设计
智能温度测控仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解智能温度测控仪的基本原理，掌握温度传感器的工作方式和测量范围。
2. 学习智能温度测控仪的电路组成和功能，了解各组成部分的作用及相互关系。
3. 掌握编程方法，实现对温度数据的采集、处理和显示。
技能目标：1. 能够正确连接智能温度测控仪的电路，进行简单的故障排查和维修。
2. 能够运用所学编程知识，编写程序实现对温度的实时监控和控制。
3. 培养动手实践能力，通过实际操作，熟练使用智能温度测控仪。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对智能硬件的兴趣和热情，激发创新精神和探究欲望。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生关注环境保护，认识到智能温度测控仪在节能降耗方面的作用。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，对智能硬件有一定的好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 理论知识：- 温度传感器原理与分类，重点讲解热敏电阻、热电偶等常见温度传感器的原理和应用。
- 智能温度测控仪电路组成，包括传感器、信号处理电路、微控制器、显示模块等部分的功能和连接方式。
- 编程基础，介绍C语言或Python语言在温度测控中的应用，涉及数据类型、运算符、控制结构等。
2. 实践操作：- 智能温度测控仪电路搭建，指导学生根据电路图正确连接各部分组件。
- 程序编写与调试，引导学生学习编程软件的使用，编写温度采集程序，并进行调试和优化。
- 系统测试与优化，通过实际测试，观察温度测控效果，针对问题进行排查和优化。
3. 教学大纲安排：- 第一课时：导入新课，介绍智能温度测控仪的应用，明确学习目标。
智能仪器设计的课程设计
智能仪器设计的课程设计一、教学目标本课程旨在通过智能仪器设计的学习，让学生掌握智能仪器的基本原理和设计方法，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：知识目标：了解智能仪器的基本概念、工作原理和分类；掌握智能仪器的系统设计和调试方法。
技能目标：能够运用所学知识，分析和解决智能仪器设计中的实际问题；具备一定的动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：培养学生对智能仪器行业的兴趣和热情，增强社会责任感，提升创新精神和实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括智能仪器的基本原理、设计方法和应用实践。
具体安排如下：1.智能仪器的基本原理：介绍智能仪器的定义、分类和工作原理。
2.智能仪器的设计方法：讲解智能仪器的系统设计流程，包括硬件选型、软件开发和系统调试。
3.智能仪器的应用实践：分析智能仪器在各个领域的应用案例，探讨智能仪器的未来发展。
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进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解智能仪器的基本原理、设计方法和应用案例，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就智能仪器设计中的实际问题进行讨论，培养学生的创新思维和团队协作能力。
3.案例分析法：分析智能仪器在实际应用中的案例，使学生更好地理解智能仪器的设计和应用。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行智能仪器的组装和调试，提高学生的实践能力。
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：选用国内权威出版的智能仪器设计相关教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的经典著作和最新研究论文，拓宽知识视野。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：配置智能仪器设计实验室，提供各种实验设备和工具，让学生能够进行实际操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
智能型温度测量仪任务书
智能型温度测量仪课程设计学院：机电工程与自动化专业：生产过程自动化班级：10自动化（4）班姓名：指导老师：陈金佳目录一．前言 (3)1.1 设计目标 (3)1.2 实施计划 (3)1.3 项目描述 (3)二．硬件设计 (4)2.1单元模块设计 (4)2.1.2时钟和复位电路 (4)2.1.3数码显示电路 (6)2.1.4电源电路 (6)2.1.5按键电路 (7)2.2核心器件介绍 (8)2.2.1 单片机STC89C52 (8)2.2.2 DS18B20介绍 (9)三．程序编写 (9)四．系统功能 (10)五．温度测试 (10)六．结论 (11)一．前言在自动控制领域中，温度检测与控制占有很重要的地位。
温度检测在工农业生产、科研和在人们的生活中得到广泛的运用。
目前，温度传感器正从模拟式向数字集成式方向飞速发出，单片机也是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化、智能化方向发展。
本文就是基于此目的介绍基于单片机和数字温度传感器的温度计设计。
设计目标在本设计中选用STC89C52型单片机作为主控制器件，采用DS18B20数字温度传感器作为测温元件实现。
本设计的内容主要分为三部分，一是系统硬件设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。
通过DS18B20直接读取被测温度值，送入单片机进行数据处理，之后进行输出显示，最终完成了数字温度计的总体设计。
其系统构成简单，信号采集效果好，数据处理速度快，便于实际检测使用。
实施计划项目描述根据已有的单片机数字式温度测量控制系统电路板进行调测。
采用数字传感器，指定某个I/O口作为数字传感器相连，采用DS18B20单总线数字温度传感器，单片机可根据程序指令实现单点检测的功能，该系统的总体方案如下图所示。
智能温度测量仪表课程设计报告
智能温度测量仪表课程设计报告课程设计报告课程：智能测量仪表题目：智能测量仪表学生姓名：XXXXXX专业年级：2009 自动化指导教师：XXXXXX XXXX信息与计算科学系2013年3月25日智能测量仪表本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。
其输出电压与摄氏温度成线性比例关系，无需外部校准，在0℃～100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。
，输出电压与摄氏温度对应，使用极为方便。
灵敏度为10.0mV/℃，重复性好，输出阻抗低，电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作。
是一种得到广泛使用的温度传感器。
本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结，并能有效的使用到项目研发中来，做到学以致用。
课程设计的内容主要分为三个部分，即使用所学编程语言（C或者汇编）完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计（也可以用C+API实现）、按照课程设计规范完成课程设计报告。
目录1．课程设计任务和要求 (3)1．1 设计任务 (3)2．2 设计要求 (3)2．系统硬件设计 (3)2．1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3)2．2 LM35DZ简介 (7)2．3 硬件原理图设计 (7)3．系统软件设计 (10)3．1 设计任务 (10)3．2 程序代码 (10)3．3 系统软件设计调试 (17)4．系统上位机设计 (18)4．1 设计任务 (18)4．2 程序代码 (18)4．3 系统上位机软件设计调试 (21)5．系统调试与改善 (22)5．1 系统调试 (22)5．2 系统改善 (22)6．系统设计时常见问题举例与解决办法 (24)7．总结 (25)1. 课程设计任务和要求1.1课程设计任务本次课程设计要求设计出智能化温度测量仪表，要求该测量仪表能够将所测得的温度数据和当前电机设备的运行状况远传给上位机。
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前言 (2)第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3)功能与要求 (3)方案的论证与比较 (3)方案的确定 (5)1.3.1数据采集通道的理论计算 (5)1.3.2温度值粗测理论推导 (6)D的理论推导 (6)1.3.3 根据T1确定差分部分AV第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7)系统硬件框图 (7)系统的输入通道设计 (7)单片机最小系统 (8)人机接口电路 (8)2.5串口电路 (9)执行电路 (9)第三章软件设计 (10)下位机软件的设计 (10)3.1.1下位机主程序设计 (10)3.1.2 CH451中断子程序设计 (11)3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12)3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13)3.2上位机软件设计 (13)第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15)硬件调试 (15)软件调试 (15)4.3整机调试过程 (16)第五章设计体会与小结 (17)参考文献 (18)附录 (19)前言随着时代的进步和发展，单片机技术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AT89C51单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，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温度采集和显示，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。
第一章 智能温度测量仪表方案设计与论证功能与要求功能基于单片机的温度测控系统分为上位机和下位机两部分。
其中上位机应可通过虚拟仪器的前置面板界面显示温度数据，若温度超过设定温度，在显示屏上进行报警提示。
而下位机则是可以利用单片机对温度传感器采集到的温度数据及时采样，并在数码管上显示，用矩阵键盘来控制和设定温度值，并将采集到的温度数据通过串口传到上位PC 机。
要求：①.学生自行设计硬件电路并焊接电路板 ②.编写上位机虚拟仪器和下位机程序 ③.实现温度测控并进行系统功能测试方案的论证与比较方案一：通过运放构成1毫安恒流源，将Pt100加在恒流源上，其输出接入仪用放大器，然后经A/D 转换，将数据送入单片机。
图1 方案1的系统方框图本方案的优点是有较大的较稳定的电压输出，输出电压的范围相对较大且线性度好 但缺点是每次输出的电压中有无用电压，且在温度小于300℃时，其无用电压约占50%，从而导致放大倍数不高，测量精度偏低。
方案二：单片机AD 转换 仪用放大器由运放构成1mA 电流源利用1K 的电阻与PT100构成电桥采集电路，将采集信号经过仪用放大器放大后在由固定的差分放大电路进行二级放大，然后将放大信号经过A/D 转换，最后传给单片机。
图2 方案二的系统框图本方案的优点是有较大的电压输出范围，温度低于100度时，测量精度可达到1度。
但缺点是温度较高时，线性度不好，测量精度达不到1度，且不能自动换挡。
方案三：由PT100和10K 电阻组成电桥采集电路，将采集信号传送给仪用放大器放大，然后将放大的信号经过差分电路进行二级放大，由于放大倍数的因素需对二级放大加入补偿，然后进行A/D 转换，最后将数字量传送给单片机。
在软件上，通过改变仪用放大器的倍数，从而实现自动换挡，即可以测量较大范围内的电信号。
当初步测量出被测信号后，就可也综合考虑，选择出合适的仪用放大器的放大倍数和差分电路所需的DA 输出电压。
这样就可以实现精确测量。
本方案的优点是有较好的线性电压输出，可自动选择量程，有较高的测量精度，测量范围较大。
但缺点是抗干扰能力相对较弱，需要加必要的抗干扰设计，否则干扰太强同样PT100组成电桥（10K ）仪用放大器 INA114差分电路A/D 转换 ADC0809CD4051 DA5615单片机 89C51图3 方案三的系统框图PT100电桥采集电路仪用放大器 固定差分放大器 A/D 转换 单片机达不到设计要求的精度。
方案的确定综合比较以上各种方案的性能后，决定采用方案三。
1.3.1 数据采集通道的理论计算Ｐｔ１００温度传感器：Ｔ为温度，3K 为比例系数，Ａ为常系数（在精确测量时，3K 和Ａ的值会根据分段情况有所变化），R ∆为电阻变化值。
Ｔ＝3K R ∆＋Ａ （1）电桥输入输出关系：0U 为电桥输出电压，i U 为电桥输入电压，Ｂ为由于电桥不平衡而出现的常偏差系数，Ｒ为10K 欧姆电阻。
0U ＝R R 4∆i U ＋Ｂ （2）仪用放大器输入输出关系：1K 比例系数，1U 输出电压。
1U ＝1K 0U （3）差分放大输入输出关系：2K 比例系数，f U 为DA 输出电压，2U 输出电压。
2U =2K (1U -f U ) (4) DA 输入输出关系：NF U 2为DA 的参考电压，AV D 为DA 输入的数字量。
f U =2NF U 2AV D /1024 (5)1K2K3Ki UＲ NF U 2B A258 20 10000 50 20 20 20 1020AD 输入输出关系：x N 数字量输出：x N =512U （6）则由（1）（2）（3）（4）（5）（6）得: T =x i N U K K RK 213514+AV i NF D U K RK U 132128 - iU BRK 34+A (7)1.3.2 温度值粗测理论推导由于每次测量时不知道温度大概值，于是有必要先粗测出温度值，根据（7）让AV i NF D U K RK U 132128 - iU B RK 34+A = 0 （8）表2 （参数1K 取值及对应AV D 值 ）1K25850 20 10 AVD15730126从而 T 1= x iN U K K RK 213514 （9）表3 （参数1K 取值及对应U K K RK 3514值 ）1K25850 20 10 iU K K RK 2135141.3.3 根据T1确定差分部分AVD 的理论推导要确保精度达到度，则有R ∆约为时能被AD 辨认出来，于是1K 2K R ∆i U /(4R)>5*821（9）则1K 2K >40000; 取1K =258, 2K =20。
由（1）（2）（3）得1U =*T1 + （与B 有很大关系）又实测出2U 最大约为，测出希望2U 有一定的输出1~之间，则由(4) (5) 得*T1+<AV D <*T1+144 （10）第二章 智能温度测量仪表的硬件设计系统硬件框图本设计选用PT100作为温度传感器，采用三线制接法，与10K 电阻构成电桥，将输出电压依次送入仪用放大器，一阶低通滤波器，差动放大器，一阶低通滤波器，ADC0809转换，最后将转换后的数字信号经单片机进行数字滤波，得到温度值。
同时可以通过矩阵键盘进行控制，通过LED 进行显示。
系统硬件方框图如图3所示。
系统的输入通道设计本系统输入通道作用是将温度转换为电压信号，再转换为数字信号传给单片机。
其组成包括：电桥仪用放大器、程控差分放大器，A/D 转换及低通滤波器。
具体电路如图4所示。
PT100组成电桥（10K ）仪用放大器INA114LPF 、差分电路A/D 转换ADC0809CD4051DA5615单片机 89C51MAX232上位机CH451（4*4）键盘4位LED图3系统硬件框图单片机最小系统本部分的作用是处理数据，控制各器件。
组成包括89c52单片机，时钟电路，复位电路。
其具体电路如图5所示。
图5 单片机最小系统电路图人机接口电路本电路的作用是实现温度显示，温度设定。
组成模块有4位集成数码显示，4*4键盘等。
具体电路如图6所示。
图6 人机接口电路图2.5串口电路本电路的作用是实现单片机与上位机的通讯。
其组成包括：MAX232,串口通讯接口等。
具体电路如图7所示。
图7 串口通讯电路执行电路本部分的作用是通过三极管推动继电器工作。
组成包括：三极管，继电器，发光二极管等，具体电路如图8所示。
图8 执行电路百度文库- 让每个人平等地提升自我第三章软件设计下位机软件的设计3.1.1 下位机主程序设计系统的软件设计可以分为几个部分，首先是各个模块的底层驱动程序编写，然后是系统的联机调试，编写上层系统程序。
本系统软件程序主要包括：模数转换ADC0809的底层驱动模块，数模转换TLC5615的底层驱动模块，人机交互CH451的底层驱动模块（包含键盘扫描和数码管显示），串口通信MAX232的底层驱动等。
系统的软件流程如图9。
图9 主程序流程图3.1.2 CH451中断子程序设计选用ＣＨ４５１高速４线串行接口（可节省I/O口），其操作命令均为１２位，其中高４位为标识码，低８位为参数，其会自动扫描，这就可以省去单片机的大量工作。
CH451中断子程序流程如图10。
图10 CH451中断子程序流程图3.1.3 数字滤波函数和ADC0809读函数设计多次采样，然后将采样值按顺序排列，再将中间值作为最终输出，这样通过运用中值滤波可以去掉偶然因素引起的波动或采样不稳定（这里ADC0809的时钟约,超过其设计最大值，极有可能并不稳定），通过求平均值，消除脉冲性干扰，得到相对平滑的波形。
程序流程如图11。
ADC0809为8位并口输出，8通道，逐次逼近，8位模数变换器。
程序流程如图12。
开始读取n个平均数据图11数字滤波函数流程图图12ADC0809读函数流程图3.1.4 快速测量温度粗值函数设计由于刚开始测量时不知道被测温度的大概值，于是这里设计了自动换挡测量出温度的粗值，从而可以计算出差分电压部分所需要的被减电压，从而通过TLC5615输出，进而实现精确测量。
快速测量温度粗值函数程序流程如图13。
图13 快速测量温度粗值函数流程图3.2上位机软件设计通过MAX232实现串口通讯，下位机将数据发送到到上位机。
上位机可以利用其相对强大的数据处理能力将数据进一步处理，让后输出显示，也可以实现远程控制。
本出只是将数据上传，让后以波形，数字和温度计形式显示出来。
此处运用LABVIEW软件实现，其程序图如图14。
前置面板如图15。
图14 上位机程序图图15 上位机前置面板第四章智能温度测量系统的安装与调试硬件调试将硬件设计好后，通过软件将采集部分的模拟电路进行调试，让其输出入一定的模拟量测，在测量其输出，看是否与理论值相当。
再加一定的干扰，在侧其出处是否稳定。
经过这样必要的软件仿真后，在焊接实际器件，由于没有印刷电路板，则得花费较多时间焊接，并检查是否虚焊，短路等。
排除一些列问题后，在进行输入输出测试。
看与理论值有多大的误差，是否可用。
测试顺序依次是：电桥，仪用放大器，差动放大器。