智能仪器大作业

课程名称：数据采集与智能仪器姓名：

学号：

班级：

《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）

武汉理工大学信息学院

参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社

程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社

第1章概述

本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点

考试题（10分）

1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点

第2章数据采集技术

本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D 转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计

考试题（30分）

1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。（15分）

评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；

2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。（15分）

评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确描述工作过程（5分）；第3章人机接口

本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏

考试题（30分）

1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路，画出接口电路图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序（包含程序流程图）。

评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试（10分）

第4章数据通信

本章要求掌握的内容：RS232C、RS485串行总线，USB通用串行总线，PTR2000无线数据传输

考试题（30分）

1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路（单片机端含8位LED显示），编写从PC机键盘输入数字，在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。

评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写单片机通信程序（5分）；在开发系统上运行，实现基本功能（10分）；制作实物,实现基本功能，效果良好（5分）。

第1章概述

考试题（10分）

1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点

答：FPGA/CPLD芯片都是特殊的ASIC芯片，他们除了ASIC的特点之外，

还有以下优点：（1）随着VLSI工艺的不断提高，FPGA/CPLD的规模也越来越大，所能实现的功能越来越强可以实现系统集成；（2）FPGA/CPLD的资金投入小，研制开发费用低；（3）FPGA/CPLD可反复的编程、擦除、使用或者在外围电路不动的情况下用不同的EPROM就可实现不同的功能；（4）FPGA/CPLD芯片电路的实际周期短；（5）FPGA/CPLD软件易学易用，可以使设计人员更能集中精力进行电路设计。FPGA/CPLD适合于正向设计，对知识产权保护有利。

第2章数据采集技术

考试题（30分）

1、设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。（15分）

评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；

1．设计原理及简介

程控放大器利用选通开关，控制放大器的反馈电阻阻值，实现改变放大倍数的原理工作。这里采用两片8选1模拟开关器件CD4051作为放大器反馈电阻选择开关，通过两两电阻并联得到32种放大倍数。下面有程序将电阻组合一一列出并与芯片引脚相对应

然后是单片机P0口控制液晶显示器的输出

采用TLC549作为A/D转换芯片，在仿真图左上方。这里通过A/D转换将模拟输入量转换成数字量串行输出，通过输入。

2．硬件电路图

3．程序框图

4．程序

#include "" #include ""

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit cs = P3 ^ 5;

sbit intr = P3 ^ 4;

sbit wr = P3 ^ 6;

sbit rd = P3 ^ 7;

sbit a1 = P1 ^ 0;

sbit a2 = P1 ^ 1;

sbit a3 = P1 ^ 2;

sbit a4 = P1 ^ 3;

sbit a5 = P1 ^ 4;

sbit a6 = P1 ^ 5;

uchar d[4];

/*****************************************

延时

*****************************************/ void delayms(uchar n)

{

uchar i, j;

for (i = 0; i < n; i++)

for (j = 0; j < 110; j++);

}

/***************************************** AD转换

*****************************************/ uchar adctrans()

{

cs = 0;

wr = 1;

_nop_();

wr = 0;

_nop_();

wr = 1;

delayms(1);