智能仪器设计论文

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智能仪器论文

智能仪器论文

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。

智能仪器的设计与实现技术研究

智能仪器的设计与实现技术研究

智能仪器的设计与实现技术研究在当今科技飞速发展的时代,智能仪器已经成为了各个领域不可或缺的重要工具。

从工业生产中的质量检测,到医疗领域的疾病诊断,再到科研实验中的数据采集与分析,智能仪器以其高效、精确和智能化的特点,为人们的工作和生活带来了极大的便利。

那么,智能仪器是如何设计与实现的呢?这背后涉及到一系列复杂的技术和原理。

智能仪器的设计首先要明确其应用场景和功能需求。

例如,在工业自动化领域,可能需要一款能够实时监测生产线上温度、压力、流量等参数的智能仪器,并且能够在参数异常时及时发出警报;而在医疗领域,可能需要一款便携式的智能血糖仪,能够快速、准确地测量血糖值,并将数据传输到手机 APP 上供患者和医生查看。

因此,在设计之前,必须对用户的需求进行深入的调研和分析,以确定智能仪器的性能指标、测量范围、精度要求、操作方式等。

确定了需求之后,接下来就是硬件设计。

硬件是智能仪器的物理基础,其性能直接影响着仪器的稳定性和可靠性。

传感器是智能仪器获取外界信息的“眼睛”,它负责将各种物理量(如温度、压力、光强等)转换为电信号。

例如,温度传感器可以采用热电偶、热电阻或半导体温度传感器,根据测量范围和精度要求进行选择。

信号调理电路则对传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、线性化等处理,使其能够被后续的 ADC(模数转换器)准确转换为数字信号。

微控制器(MCU)是智能仪器的“大脑”,它负责控制整个仪器的运行。

常见的微控制器有单片机、ARM 处理器等。

在选择微控制器时,需要考虑其运算速度、存储容量、接口资源等因素。

此外,还需要为智能仪器配备合适的电源电路、通信接口(如USB、蓝牙、WiFi 等)、显示模块(如液晶显示屏、LED 数码管等)以及按键等输入设备。

软件设计是智能仪器实现智能化的关键。

软件通常包括底层驱动程序、操作系统(如果需要)和应用程序。

底层驱动程序负责与硬件进行通信,实现对传感器、ADC、通信接口等的控制和数据读取。

基于单片机的智能rlc测试仪的设计【毕业设计论文】[管理资料]

基于单片机的智能rlc测试仪的设计【毕业设计论文】[管理资料]

基于单片机智能RLC测试仪的设计毕业设计摘要本文主要论述了基于凌阳SPCE061A单片机的智能RLC测试仪的设计,利用单片机对R、L、C等参数进行测量,可以充分利用单片机的运算和控制功能,方便地实现测量,使测量精度得到提高。

同时用软件程序代替一些硬件测量电路,可在硬件结构不变的情况下,修改软件以增加新的功能。

能够很好的完成对RLC参数的测量,以满足现代测控系统的需要。

关键词:单片机;SPCE061A;RLC测试仪ABSTRACTIt is mainly discussed in this paper that the design of intellectual RLC parameter measurer based on Lingyang SPCE061A MCU. MCU use of R, L, C, and other parameters measured, can take full advantage of MCU processing and control functions, to facilitate the realization of measurements for improved measurement accuracy. Simultaneously uses the software procedure to replace some hardware metering circuits, may in the hardware architecture invariable situation, revi se software to increase the new very good completing to the RLC parameter survey, satisfy the modern observation and control system the need.Keywords: MCU;SPCE061A;RLC testing device目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)前言 (V)1 系统测试原理与总体方案设计 (1)RLC测试原理 (1)相位+有效值测量 (1)相位+有效值测量方案的软仿真 (2)RLC参数测量方法 (3)总体设计方案 (4)系统原理框图 (4)整个系统工作流程 (4)系统设计中的难点和关键技术 (5)2 RLC测试仪硬件部分实现 (6)-5V电源的设计 (6)标准正弦信号发生模块 (6)标准正弦信号的原理 (6)AD9850芯片简介 (8)AD9850硬件电路图及单片机程序 (9)3 I-V变换模块 (11)I-V变换方案设计 (11)I-V变换的硬件电路 (11)4 同时采样模块 (12)同时采样模块方案设计 (12)A/D芯片的选择 (12)ADS7861芯片介绍 (13)ADS7861转换时序的逻辑控制 (13)5 单片机系统设计 (16)SPCE061A单片机概述 (16)单片机的电源设计 (16)SPCE061A最小系统 (17)6 RLC测试仪应用软件设计 (18)数据采集模块程序流程图 (18)中断程序流程图 (19)主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)前言随着微电子技术、计算机技术、软件技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用,新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现,在许多方面已经冲破了传统仪器的概念,电子测量仪器的功能和作用发生了质的变化。

试设计智能仪表智能仪课程设计论文

试设计智能仪表智能仪课程设计论文

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)。

智能仪器论文——仪器仪器

智能仪器论文——仪器仪器

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。

智能仪器仪表课程论文

智能仪器仪表课程论文

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。

智能仪器设计论文

智能仪器设计论文

引言我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例,这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。

这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。

而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期,设备可靠性明显降低,某些仪表的备品备件也得不到保障,因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。

数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。

随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。

数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。

数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。

其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量,断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。

而非电气参数种类较多,既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号,也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号,还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。

本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统,它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。

随着计算机技术的飞快发展和普及,以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用,现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。

第1章数据采集系统概述1.1 数据采集系统发展概况数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。

由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务,因而得到了初步的认可。

《智能测温仪》毕业设计论文

《智能测温仪》毕业设计论文

《智能测温仪》毕业设计论文智能测温仪是一种结合了智能技术和温度测量技术的设备,广泛应用于医疗、工业、家居等领域。

本文旨在通过设计和制作一个智能测温仪的原型,实现对人体体温的快速、准确测量,并具备数据记录和分析的功能。

本文将从以下几个方面进行论述。

首先,本文将对智能测温仪的设计目的和功能进行阐述。

智能测温仪的设计目的是为了提供一种可靠、安全、精准测量人体体温的设备。

在功能方面,智能测温仪具备自动识别人体的能力,并可以通过非接触式测温方式快速测量体温。

同时,智能测温仪还具备数据记录和分析的功能,可以将测得的体温数据存储并分析,为用户提供更多的参考信息。

其次,本文将对智能测温仪的硬件设计进行详细介绍。

智能测温仪的硬件主要包括传感器、微控制器、显示屏和按键等组成部分。

传感器主要用于感知周围的温度,通过与微控制器进行通信实现测温功能。

微控制器负责数据的处理和控制整个设备的运行。

显示屏用于显示测量结果和其他信息,按键则用于设备的操作控制。

然后,本文将对智能测温仪的软件设计进行详细阐述。

智能测温仪的软件主要包括测温算法、数据存储和分析算法以及用户界面设计。

测温算法是实现测量精准度的关键,需要考虑传感器的误差和其他因素对测量结果的影响。

数据存储和分析算法主要用于将测得的体温数据存储在设备中,并提供数据分析的功能,以便用户可以更好地了解自己的身体状况。

用户界面设计则需要符合人机工程学原理,使用户能够方便地操作设备。

最后,本文将对智能测温仪的实际应用进行讨论。

智能测温仪可以广泛应用于医疗、工业、家居等领域,为用户提供方便、快速、准确的体温测量服务。

在医疗领域,智能测温仪可以用于门诊、急诊等场所的体温监测;在工业领域,智能测温仪可以用于生产线体温监测,以确保员工健康和生产质量;在家居领域,智能测温仪可以用于家庭成员的日常体温监测,及时发现和预防疾病。

综上所述,智能测温仪是一种集成了智能技术和温度测量技术的设备,在多个领域具备广泛应用前景。

智能温度巡检仪毕业设计论文

智能温度巡检仪毕业设计论文

毕业设计 [论文]题目:智能型温度巡检仪(软件部分)河南城建学院本科毕业设计(论文) 摘要摘要在实际生产和生活等各个领域中,温度是环境因素不可或缺的一部分,对温度进行及时精确的控制和检测显得尤为重要。

随着国民经济的发展,人们需要对各种加热炉,热处理炉,生化温室中温度进行监测。

采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。

本文是基于智能温度巡检仪的硬件部分所做的软件程序,它与硬件部分相结合实现温度的实时测量与控制。

硬件部分是以铂电阻PT100作为温度传感器,采用恒流测温的方法,通过单片机STC89C52进行控制,用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集,再通过单片机把采集到的信号送到LCD1602中进行显示,通过按键调节温度上、下限。

软件部分在此主要对硬件电路各部分功能的程序进行模块化,并对电阻——温度进行标度变换,对采集的温度数据滤波,实现温度的实时测量与控制。

关键词:单片机STC89C52,温度传感器PT100,模数转换器ADC0809,液晶显示器1602IAbstractTemperature is an essential of environmental factors in our actual production,living and many other fields. It’s particularly important to control and detect the temperature promptly and exactly. With the development of the national economy, people need to all in the furnace, heat treatment furnace, chemical and biological monitoring of the temperature of the greenhouse and control. Single-chip computer to control not only has control of their convenience, simplicity and flexibility advantages, but also substantial increase in temperature was charged with technical indicators, which can greatly improve the quality and quantity of products.This is the software program based on the hardware part of the smart temperature data logging devices, with the hardware part of the combination of real-time temperature measurement and control. The hardware part is based on the platinum resistance PT100 temperature sensor, the method of constant current temperature, by microcontroller STC89C52 control, amplifier, A/D converter temperature signal acquisition, collected by the microcontroller signal sent to the LCD1602 to be displayed on the button to adjust the temperature, the lower limit. The software part modular, the program for some of the features of the hardware circuit and the resistance - temperature scale conversion of the collected temperature data filtering, real-time temperature measurement and control.Key words: STC89C52, temperature sensorPT100, Analog ADC0809, LCD 1602目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)1 概述 (2)1.1 温度检测仪表的现状 (2)1.2 课题的提出 (3)1.3 本文的主要研究内容 (4)2 系统的总体设计 (5)2.1 系统的总体设计思想 (5)2.2 方案论证与选择 (5)2.2.1 温度采样和测试部分 (5)2.2.2 显示器 (6)2.2.3 键盘 (7)2.3 系统设计的技术关键 (7)3 系统的硬件设计 (8)3.1 系统的整体结构 (8)3.2 温度巡检仪的主要硬件 (8)3.2.1 温度传感器PT100 (8)3.2.2 A/D转换器ADC0809 (9)3.2.3 STC89C52 (12)3.2.4 LCD1602 (15)4 计算与软件实现 (19)4.1 温度采集 (19)4.1.1 数据输入 (19)4.1.2 A/D采集信号 (20)4.2 数据处理 (23)4.2.1 电压—PT100阻值转换 (23)4.2.2 AD值—十进制数转换 (24)4.2.3 通过插值算法校正PT100的非线性度 (24)4.2.4 去极值平均滤波法 (25)4.3 温度显示 (27)4.4 报警控制 (29)4.4.1 温度上、下限设定 (29)4.4.2 越限报警 (33)4.5 小结 (34)5 电路仿真的设计与分析 (35)5.1 Proteus仿真软件介绍 (35)5.2 电路仿真设计 (35)5.3 仿真分析 (37)6 总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录A: (41)附录B: (42)附录C: (1)前言在工业生产过程中,温度检测和控制都直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系。

仪器设计论文方案 (3)

仪器设计论文方案 (3)

仪器设计论文方案1. 引言本文提出的仪器设计论文方案旨在实现xxx功能。

该方案将通过xxx设计与优化仪器,以满足现有的需求,并提供高效且准确的实验数据。

本文将详细阐述方案的背景、目标、研究内容、方法和预期成果。

2. 方案背景目前,xxx在xxx领域得到了广泛的应用。

然而,现有的仪器无法满足对xxx的精确测量和分析要求。

因此,开发一种新的仪器设计方案,以满足对xxx的研究需求,具有重要的实际意义。

3. 目标与研究内容本论文旨在设计和开发一种新颖的仪器,以满足对xxx的高精度测量和分析要求。

具体的目标包括:•提高测量精度•提高稳定性和可靠性•提高数据采集速度•简化操作过程研究内容主要包括:•对现有仪器进行评估和分析•利用现代设计工具完成仪器的初步设计•进行模拟和验证,优化仪器的性能•制造和实验验证新设计的仪器4. 方法与步骤本论文的研究方法主要包括:4.1 评估与分析现有仪器首先,对现有仪器进行评估和分析。

了解其设计原理、结构特点和性能指标。

通过与需求进行对比分析,确定现有仪器存在的问题和不足之处。

4.2 仪器初步设计基于需求分析和现有仪器评估结果,利用现代设计工具(如CAD软件)进行仪器的初步设计。

包括机械结构、电路设计和软件设计等方面。

4.3 模拟和验证通过数值模拟和实验验证,评估新设计仪器的性能。

对仪器进行参数优化,提高测量精度、稳定性和可靠性。

4.4 制造和实验验证基于优化设计结果,制造出新的仪器,进行实验验证。

对仪器的性能进行全面测试和评估。

5. 预期成果本论文预期达到以下成果:•设计并开发一种新颖的仪器•实现高精度测量与分析功能•提高数据采集速度和稳定性•简化操作过程•在xxx领域推动进一步的研究和应用6. 论文结构本论文将按照以下结构组织:•第一章:引言•第二章:方案背景•第三章:目标与研究内容•第四章:方法与步骤•第五章:预期成果•第六章:结论与展望7. 结论与展望通过本论文的研究,预计可以设计并开发一种新颖的仪器,以满足对xxx的高精度测量和分析需求。

最新智能仪器论文(修改后)

最新智能仪器论文(修改后)

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。

毕业设计216太阳能智能仪设计论文

毕业设计216太阳能智能仪设计论文

毕业设计216太阳能智能仪设计论文引言太阳能智能仪是一种基于太阳能发电原理和智能控制技术的新型仪器设备。

太阳能作为一种清洁、可再生的能源,具有广阔的应用前景。

而太阳能智能仪作为太阳能利用过程中的关键设备,可以对太阳能发电系统进行监测、控制和优化,提高能源利用效率。

本论文将介绍一种基于太阳能智能仪的设计方案,并详细描述其结构、功能、算法和性能。

一、太阳能智能仪的结构太阳能智能仪由太阳能电池板、电池组、智能控制器、负载和通信模块组成。

太阳能电池板负责太阳能的转换,电池组存储电能,智能控制器进行系统管理和控制,负载是能量的消耗者,通信模块实现与外部系统的数据交互。

二、太阳能智能仪的功能1.太阳能电池板的监测:太阳能智能仪能够实时监测太阳能电池板的电流、电压和功率输出,并对其进行性能评估和故障诊断。

2.电池组的管理:太阳能智能仪通过对电池组的充放电过程进行精确控制和优化,延长其使用寿命,提高能量存储效果。

3.负载的控制:太阳能智能仪可根据需求自动调节负载的功率,确保系统稳定运行并避免过载和短路情况。

4.数据的存储和分析:太阳能智能仪能够将监测到的数据进行存储和分析,为系统的优化和故障排除提供依据。

5.通信功能:太阳能智能仪可以通过与外部系统的通信模块实现与其他设备的数据交互和远程控制。

三、太阳能智能仪的算法为了实现以上功能,太阳能智能仪需要采用一系列的算法和控制策略。

例如,通过最大功率点跟踪算法,可以实现对太阳能电池板输出功率的优化;通过电池组管理算法,可以有效控制电池的充放电过程;通过负载功率控制算法,可以实现对负载的稳定供电;通过数据存储和分析算法,可以提取有价值的信息进行系统优化。

四、太阳能智能仪的性能太阳能智能仪的性能主要包括响应速度、准确性、稳定性和可靠性。

太阳能智能仪需要具备快速响应和准确测量太阳能电池板的参数能力,以及稳定可靠地控制电池组和负载。

此外,太阳能智能仪还应具备高度的集成度和兼容性,以便与其他设备进行有效地集成和通信。

智能仪器仪表课程论文

智能仪器仪表课程论文

新疆农业大学课程论文题目: 无刷电机及其工作原理课程: 智能仪器仪表姓名: 王瑞栋专业: 机械设计制造及其自动化班级: 机制104班学号: 103731426指导教师: 石砦职称: 讲师20013 年12 月23 日无刷电机及其工作原理王瑞栋石砦摘要:无刷直流电机是永磁式同步电机的一种,而并不是真正的直流电机,英文简称BLDC。

区别于有刷直流电机,无刷直流电机不使用机械的电刷装置,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料,性能上相较一般的传统直流电机有很大优势,是当今最理想的调速电机。

直流无刷电机的本质为采用直流电源输入,并用逆变器变为三相交流电源,带位置反馈的,永磁同步电机。

关键词:无刷电机;永磁体;转子定子;KV值;工作原理Brushless motor and its working principleWangRuidong ShiZhaiAbstract:Brushless DC motor is a permanent magnet synchronous motor,which is not the real DC motor, English referred to as the BLDC. Different from the brush DC motor, brushless DC motor brush device without the use of mechanical, using square wave controlled permanent magnet synchronous motor to replace the carbon brush, commutator with H olzersensor,to Nd-Fe-B permanent magnet material as the rotor, performance compared with the traditional DC motor has very big advantage,is the most ideal speed regulating motor today's. The essence of Brushless DC motor for the DC power input,and the inverter for three-phase AC power supply, with position feedback,the permanent magnet synchronous motor.Key words:Brushless motor; permanent magnet; the rotor stator;KV value; working principle前言(引言):随着社会生产力的发展,电动机作为机电能量转换装置,其应用范围己遍及国民经济的各个领域及人们的日常生活之中。

智能体温计设计论文

智能体温计设计论文

. -电子产品设计题目智能体温计电子产品设计——智能体温计摘要智能体温计采用AT89S52作为核心器件实现对系统的自动控制,采用双单片机串行处理结构。

外界温度经AD590集成温度传感器采集,温度变化转换为线性电压信号,再经由OP07构成高精度低温漂的放大电路处理后,作为ADC0809的模拟输入信号,由ADC0809完成A/D转换,得到8位的数字信号送入单片机1(AT89S52)。

单片机1将采集到温度值在LED数码管上显示出来,也通过串口通信将温度信号传到单片2(AT89S52)。

此外温度预制,报警电路模块功能也由单片机1完成。

单片机2完成温度值的语音播放功能。

通过系统的设计与实现说明本设计方案切实可以,能够完成题目所要求的基本功能部分,并留有相应的接口,为完成扩展功能打下基础。

关键字:单片机AD590 ADC0809 ISD2560Electronic product design——Electronic thermometerAbstractIntelligent temperature meter adopts AT89S52 as the core device to realize the automatic control of the system, using the serial processing structure. Outside temperature by integrated temperature sensor AD590 acquisition, temperature conversion into the linear voltage signal, and then through the OP07 constitute high precision and low temperature drift of amplification circuits, as ADC0809 analog input signal, by the ADC0809 plete a / D conversion and get 8 bit digital signal into the microcontroller 1 (AT89S52). SCM 1 will be collected to the temperature value in the LED digital tube display, but also through the serial munication to the temperature signal to the monolithic 2 (AT89S52). In addition to the temperature, the alarm circuit module function is pleted by the MCU 1. SCM 2 to plete the temperature value of the voice player. Through the design and implementation of the system, this design can be realized, can plete the basic functional requirements of the title, and leave the corresponding interface, for the pletion of the extension function to lay the foundation.Key word: single chip microputer ADC0809 ISD2560 AD590目录摘要1第1章绪论11.1背景11.2设计目的1第2章原理分析22.1设计总原理22.1.1温度传感器的选择22.1.2A/D转换器的选择32.1.3语音提示模块32.2原理分析32.3系统电路原理图4第3章主要电路设计与参数计算53.1电源电路模块53.2温度检测、放大模块63.2.1换成DS18B20温度模块怎么改63.2.2AD590简介63.2.3图5温度检测、放大电路原理83.3A/D转换模块83.4温度设制、显示及报警电路模块93.5串行通信模块103.6语音播放模块113.6.1录音、放音简介113.6.2ISD2560简介113.6.3芯片工作原理133.6.4硬件电路设计143.6.5本方法的特点14第4章系统软件设计154.1系统程序流程图15第5章系统测试165.1硬件测试165.1.1单元模块的测试165.1.2系统整体测试175.1.3软件测试175.1.4硬件与软件的联机测试18第6章利用的程序:18第7章参考文献37图目录图1系统框图2图2系统电路原理图4图3电源电路图5图4 AD590温度检测、放大电路图6图5 AD590包装与等效电路图8图6 A/D转换电路图9图7温度设制、显示及报警电路图10图8串行通信电路图10图9录音、放音电路图11图10 ISD2560管脚图12图11单片机1程序主流程图图12单片机2程序主流程图15图13单片机2的T0中断程序流程图16第1章绪论1.1背景温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。

智能温度测量仪论文(DOC)

智能温度测量仪论文(DOC)

现代仪器课程设计智能化温度仪器设计Design of Intellecturalized Temperature Instrument 所在学院:机械工程学院所在系所:测控技术与仪器系专业班级:测控学生姓名:学生学号:指导老师:江苏大学测控技术与仪器系2011-12-30智能化温度仪器设计Design of Intellecturalized Temperature Instrument任务指标:实时测量现场温度,测温范围-20℃~50℃,测量精度±0.5℃,仪器采用便携式结构,能显示测量温度,并有非线性补偿与滤波功能。

摘要:本次课程设计采用铂电阻PT100作为传感器测量外界温度。

将铂电阻接入电桥测量现场温度,再经差动放大电路放大成0~5V的电压信号。

然后通过ADC0809将采集到的模拟信号转变数字信号,再将数字信号送入AT89C52单片机通过编程实现非线性补偿与滤波功能,最后经LED显示器显示测量温度。

关键字:铂电阻,温度测量,实时显示。

Abstract: This course is designed with a PT100 platinum resistance temperature sensor outside. Access to bridge the platinum resistance temperature measurement site, and then zoom through the differential amplifier circuit into a voltage signal 0 ~ 5V. Then will be collected ADC0809 analog signals into digital signals and then digital signal into the AT89C52 microcontroller programmed to non-linear compensation and filtering, and finally through the LED display shows the temperature measurement.Keywords: platinum resistance, temperature measurement, real-time display.目录目录 (3)引言 (4)一、总体设计方案 (5)1.1设计方案论证 (5)1.2方案的总体设计框图 (5)二、元件选择与说明 (6)2.1温度传感器 (6)2.2 ADC0809模数转换器 (6)2.3 AT89C52单片机 (7)2.4 运算放大器 (9)2.5 LED数码显示管 (9)2.6 7805稳压管 (10)三.单元电路设计 (11)3.1电源电路 (11)3.2 晶振电路 (11)3.3 上电复位电路 (11)3.4前端信号测量电路 (12)四.总体电路及相关说明 (13)五.软件设计 (14)5.1系统软件设计说明 (14)5.2程序流程及清单 (14)五.课程设计心得体会 (18)六.参考文献 (18)引言随着科技的发展和“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。

智能仪器论文

智能仪器论文

深圳大学考试答题纸(以论文、报告等形式考核专用)二○一四~二○一五学年度第二学期课程编号1701700001课程名称智能仪器与测控系统主讲教师评分学号姓名专业年级测控技术与仪器大三题目:可自动换挡的直流数字电压表设计1 系统需求分析 1.1 考虑的内容51单片机使用何种方式将模拟电压转换成数字电压; 51单片机如何控制进行相应的档位切换;51单片机如何显示对应的采集值;需要设计合适的单片机软件。

1.2 涉及的知识数字电压表的实现原理;运算放大器LM324的应用原理;A/D芯片AD0809的应用原理;LCD1602液晶显示器的应用原理。

1.3 软件需求●编程软件:Keil vUsion●仿真软件:protues1.4 硬件需求✓组成51单片机最小系统的元器件✓万能板✓AT89C52✓LM324放大器✓AD0809✓LCD1602✓杜邦线若干✓电阻器若干2 系统总体设计2.1主要实现内容运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识,设计出一台以AT89C52为核心的直流数字电压表,完成电压信号的采集、处理、显示(数码管或者LCD)及键盘接口电路等部分的软、硬件设计,要求采用ADC0809 或PCF8591实现A/D转换,1、测量范围:0-20V直流电压,设置三个量程:0-200mV,200 mV-2V,2V-20V,实现自动换档。

●b.测量精度:20 mV。

●c.测量误差允许范围:<=1%。

●d.显示:用四位七段数码管显示电压读数或用LCD1602显示2.2电压表的总体工作流程3 系统的硬件设计3.1 模块分析通过对数字电压表的功能分析,我们可以将其分为输入模块、模数转化模块、单片机控制模块以及显示模块四部分。

输入模块是由两个放大器LM324形成的3个输出接到模数转换模块的ADC0809的IN1、IN2、IN4上,这时候输入的是模拟信号,经过ADC转换器进行采样保持等操作,在ADC0809的8个输出口out0~out7输出了相应的数字信号,并从51单片机的P1口传入单片机的内部供单片机进行下一步处理。

智能化仪器的设计与实现

智能化仪器的设计与实现

智能化仪器的设计与实现在当今科技飞速发展的时代,智能化仪器已经成为了各个领域不可或缺的重要工具。

从医疗诊断到工业生产,从环境监测到科学研究,智能化仪器以其高效、精确、便捷的特点,为人类的生活和工作带来了巨大的便利。

那么,智能化仪器是如何设计与实现的呢?要设计一款智能化仪器,首先需要明确其应用场景和功能需求。

这就像是为一个房子确定设计方案,得先知道是要建别墅还是公寓,是用于居住还是商用。

比如在医疗领域,一款智能化的血糖仪需要能够快速、准确地测量血糖值,并将数据传输给医生或患者的手机端,以便进行实时监测和分析;而在工业生产中,智能化的温度传感器则需要能够在高温、高压等恶劣环境下稳定工作,同时具备高精度和快速响应的特性。

确定了功能需求后,接下来就是选择合适的传感器和检测技术。

传感器就像是仪器的“眼睛”和“耳朵”,负责感知外界的物理量或化学量,并将其转化为电信号。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光学传感器、生物传感器等。

不同的传感器具有不同的特点和适用范围,需要根据具体的应用场景进行选择。

例如,对于测量微小位移的需求,可以选用电容式传感器;对于检测有毒气体的任务,可能就需要使用化学电阻式传感器。

在传感器的基础上,还需要设计信号调理电路。

这一步就像是对传感器采集到的“原始素材”进行加工和处理,使其变得更加清晰、准确和可用。

信号调理电路通常包括放大、滤波、线性化等功能模块。

通过放大电路,可以将微弱的传感器信号放大到合适的幅度;滤波电路则可以去除信号中的噪声和干扰,提高信号的质量;线性化电路则可以将传感器的非线性输出转化为线性输出,方便后续的数据处理。

有了经过调理的信号,还需要进行数据采集和转换。

这就需要用到模数转换器(ADC),将模拟信号转换为数字信号,以便计算机或微控制器进行处理。

在选择 ADC 时,需要考虑其分辨率、转换速度、精度等参数,以满足系统的要求。

接下来就是核心的控制和处理单元,通常是微控制器或微处理器。

智能仪器仪表论文

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课程论文题目:课程:姓名:专业:班级:学号:指导教师: 职称:年月日红外线电子测速仪作者指导老师摘要:随着社会经济的不断进步和高科技的飞速发展,在日常工作和生活中,汽车已成为人们理想的交通工具。

与此同时国内高速公路建设很快,形成了规模很庞大的高速公路网络。

但由于超速带来的交通事故也逐渐增多,造成了人员伤亡及经济财产的损失。

为了减少汽车事故的发生率,给拥有汽车的用户提供安全感,车速测试仪能对汽车时速实时监控并对超速车辆起到自动报警具有实际意义。

这边论文主简单的对两种高速公路测速仪的原理,硬件软件的组成等进行分析。

关键词:高速公路测速;智能仪器仪表;电子测速仪;红外线;Highway electronic speedometeAbstract:With the progress of social economy and the rapid development of high-tech, in daily work and life, cars have become the ideal means of transportation. At the same time domestic highway construction, soon formed a very large scale of highway network. But because of the traffic accidents caused by speeding also gradually increase, causing casualties and economic property losses. In order to reduce the incidence of car accidents, and give users with owning a car security, speed tester to vehicle speed of real-time monitoring and has the practical significance of speeding vehicles have automatic alarm. This paper mainly simple discusses the highway the principle of speedometer, such as the composition of hardware and software is analyzed.Key words: The highway speed;ntelligent instrument;Electronic peedomete; infrared radiation;前言:随着我国国民经济的不断增长,高速公路建设取得了迅猛的发展。

智能仪器仪表论文

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课程设计任务书I目录第一章绪论1.1体温计的发展与现状 (1)1。

2红外测温技术 (1)1。

3整体方案概述 (3)第二章系统硬件设计2.1 电源设计 (8)2。

2 信号调理电路 (11)2。

3 AD转换电路 (12)2.4 图形点阵式LCD显示电路 (14)2。

5 语音播报电路 (17)2。

6 在线编程(ISP)电路 (18)2.7 按键功能设计 (19)第三章系统软件设计3。

1 软件工作流程 (20)3.2驱动程序设计 (21)总结 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1 体温计的发展与现状体温计是一种测量人体温度、辅助疾病诊断的常用医疗器具,它是人类日常生活的必需品。

随着现代科技的发展,新材料、新工艺的运用,各式各样的体温计陆续出现,探测方式在不断改进。

人们熟悉的传统的体温计是水银(汞)体温计,它是根据汞受热膨胀的原理制成的。

由于受到体温的影响,水银体积的膨胀使管内水银柱的长度发生明显的变化。

近几年来,智能体温计越来越多地应用在各个行业:冶金、玻璃制造以及体温测量等领域。

许多医院也采用了智能体温计,虽然其性能暂不能与传统的体温计相比,但因其拥有快速、无需接触被测者等的优点而被广泛采用。

体温测试是在实际生活中经常会遇到的问题,传统的体温计也就是我们的水银体温计有其很多的不足之处,如:测温时间长,读取结果不方便,体温计易被损坏并且其材料汞有毒等。

针对以上问题,本文提出一种新型的测量体温仪器,它优于传统的体温计的一个很大的特点就是测温时间相对较短,并且此智能红外体温计有自动播报体温、统计人数、显示日期及环境温度等功能.解决了传统体温计读数不便、用途单一的问题,无汞害,灵敏度高,清晰播报,方便携带,寿命较长,台式设计使体温计放置时不会晃动,避免温计被损坏,尤其适用于小孩与老年人,其方便性大大超越水银式体温计.1。

2红外测温技术测量体温的方法有很多,水银、热电偶、热敏电阻、晶体管的PN结、液晶、石英晶体均可作为测温元件来制造体温计。

关于智能仪器设计课堂及实践教学探讨论文

关于智能仪器设计课堂及实践教学探讨论文

关于智能仪器设计课堂及实践教学探讨论文《智能仪器设计》是为测控技术与仪器专业本科生开设的一门专业必修课,主要讲授智能仪器的开发、设计方面的专业知识,是仪器仪表应用、开发、生产单位及科研院所技术人员必备的专业知识。

使学生了解、掌握智能仪表设计的原理和方法,培养学生理论联系实际、独立分析解决实际问题的能力。

该课程是一门融合多项新技术且对实践性要求很高的核心课程。

教学内容分为课堂教学、课内实验及课程设计三部分。

课堂教学与实践环节严密结合,并与之前进展的微机原理、单片机与嵌入式系统等教学内容相互衔接,对该课程教学内容进展深化、延伸、补充,使学生加深对所学理论知识的理解,到达对教学内容的熟练掌握。

通过本课程的学习和实践,可有效地提高学生的动手能力,培养学生分析问题、解决问题的能力。

学生从课堂教学中学到的设计方法可以在实践环节中加以检验和提高。

从理论教学、设计题目任务的分析、设计、硬件设计及实现、编程环境的掌握、软件设计直到调试运行,形成一个重实践类课程教学体系。

通过该课程的教学和实践,既提高了学生的创新意识,又为毕业设计奠定了坚实的根底。

为不断提高课程的教学质量,我们在教学研究与实践中,不断总结经历,在课堂教学、实验、课程设计及成绩考核等详细环节中采取了一些有效措施,取得了较好的效果。

课堂教学内容与先修课程微机原理、单片机与嵌入式系统相衔接,主要讲授:数据采集技术、模拟量与控制信号输出技术、人机接口技术、通信接口技术、数字滤波方法、误差校正和量程自动切换等数据处理算法、智能仪器的软件构造及程序设计方法、仪器自检与抗干扰技术及其他常用的提高仪器仪表可靠性的硬软件设计方法等。

为提高学生的学习兴趣,充分调动学生学习的主动性,并考虑到学生个体之间的差异,总结多年实践教学中的经历,我们在以下几个方面对设计内容进展了改革:设计题目的形式:《智能仪器设计》课程设计所涉及的内容包括测控技术与仪器专业主要的专业课和专业根底课,如:智能仪器设计、单片机与嵌入式系统、微机原理、测量仪表、数字信号处理、电路、电子技术根底等。

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智能仪器设计引言数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。

随着微型计算机技术的飞速发展和普及,数据采集监测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。

数据采集是工业控制等系统中的重要环节,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。

本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统,它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。

随着计算机技术的飞快发展和普及,以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用,现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。

第1章数据采集系统概述1.1 数据采集系统发展概况数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。

由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务,因而得到了初步的认可。

大约在60年代后期,国外就有成套的数据采集设备产品进入市场,此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。

20世纪70年代中后期随着微型机的发展,诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统,由于这种数据采集系统的性能优良,超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统,因此获得了惊人的发展。

从70年代起,数据采集系统发展过程中逐渐分为两类,一类是实验室数据采集系统,另一类是工业现场数据采集系统。

就使用的总线而言,实验室数据采集系统多采用并行总线,工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。

20世纪80年代,随着计算机的普及应用,数据采集系统得到了极大的发展,开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。

该阶段的数据采集系统主要有两类,一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成,第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。

20世纪90年代至今,在国际上技术先进的国家,数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术工业等领域被广泛应用。

由于集成电路制造技术的不断提高,出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。

1.2 数据采集系统的应用数据采集系统的硬件设备又叫数据采集器,根据数据采集器的使用用途不同,数据采集器大体上可分为两类:在线式数据采集器和便携式数据采集器。

在线式数据采集器又可分为台式和模块式,台式、便携式数据采集器大部分由交流电源供电,模块式数据采集器大部分由直流电源供电,一般是非独立使用的。

在采集器与计算机之间由电缆联接构成数据采集传输系统,一般不脱机单独使用。

数据采集器的应用涉及到众多的领域,下以介绍数据采集器及系统的几种典型应用。

数据采集器在实验室的应用,由美国PA SCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统,它由3部分组成:⑴传感器,利用先进的传感技术可实时采集物理实验中各物理量的数据;⑵计算机接口,将来自传感器的数据信号输入计算机,采样速率最高为25万次/s;⑶软件,中文及英文的应用软件。

数据采集器在物流供应链管理中的应用,便携式数据采集器的另一种类型是为扫描物体的条码符号而设计的,适合于脱机使用的场合。

识读时,与在线式数据采集器相反,它是将扫描器带到条码符号前扫描,因此又称之为手持终端机、盘点机。

它由电池供电与计算机之间的通信并不与扫描同时进行,它有自己的内部储存器,可以存储一定量的数据,并可在适当的时候将这些数据传输给计算机。

与此同时,数据采集器在海洋站自动监测系统中起到中坚作用,它是海洋站业务化运行能否实现自动化的关键。

第二章总体方案设计2.1 数据采集系统硬件构成本次智能仪器课程设计的主题是数据采集与显示,这个系统主要有:数据采集系统、数据处理系统、数据显示系统和键盘控制系统。

数据采集系统是将外部非电量转化成电信号,再将电信号转换成数字量,便于单片机对这些变量做进一步的运算。

当然,这一部分还包括放大、滤波等部分,在这次设计中,我们直接采集的是单片机板上0~5V的电压。

数据处理系统主要是对采集过来的数据进行标度变换。

数据显示系统的作用主要是将处理过的数据通过LED显示出来。

数据采集系统流程如图2-1所示。

图2-1 数据采集系统流程图根据本次课程设计的要求,硬件所需元器件的作用主要是实现采集与显示。

单片机AT89C52是这个设计的核心,它不仅进行数据处理的工作,而且控制这个系统的运行。

现在采集的芯片多种多样,这里我们使用的是采用串行通信方式的ADC0832,ADC0832数据转换器的主要功能是将外部模拟电信号转换成8位的数字量,这个类型的转换器转换精度相对较高,而且可靠性高。

显示部分主要的元器件是74LS164,它接受单片机的显示数据并将其传送给LED数码管。

本次设计数据采集系统主要的元器件如表2-1所示。

表2-1 数据采集系统所用元器件2.2压力传感器原理半导体压电阻型半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力,通过外力(压力)使薄片变形而产生压电阻抗效果,从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型静电容量型压力传感器,是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容,将通过外力(压力)使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。

(E8Y 的动作原理便是静电容量方式,其他机种采用半导体方式)。

2.3数据采集系统软件设计思路智能仪器课程设计软件部分采用C51语言设计,整个程序大体可以分为主程序与各种功能的子程序。

其中主程序主要的作用是初始化与调用子程序,程序执行过程的实质就是在执行主程序,在这个过长中通过调用程序,实现要求的功能。

每个子程序都有特定的功能,在本设计中主要有一下程序:初始化子程序、数据采集子程序、标度变换子程序、数码管显示子程序、键盘扫描子程序、报警子程序、中断程序以及各个端口定义程序。

初始化程序中主要完成的任务有单片机上电初始化、定时器初始化以及各个端口初始化。

数据采集程序主要的作用是完成数据采集功能,将外部电信号转换成数字量。

标度变换程序的作用是将采集来的数字量转换成我们需要的量程X围。

键盘扫描程序是定时扫描K1、K2、K3、K4。

报警程序是当测量值大于报警值时,发出报警铃声。

定时中断程序的任务是在计时时间到时,给计数器赋予初始值,并完成键盘扫描程序及相关变量技术。

显示子程序的作用是从单片机串行接收数据,将接受的数据依次送到LED数码管显示,本次设计中每隔1s显示一次数据。

这个程序实现的流程如图2-2所示。

图2-2 程序流程图第三章硬件设计3.1 数据采集系统硬件设计方案数据采集系统的硬件系统是由电源、滑动变阻器、模数转换模块ADC0832、单片机AT89C52、晶振电路、复位电路、移位寄存器74LS164、数码管LED、电平转换芯片MAX232、九针串口、按键等组成的。

信号由电源和滑动变阻器分压得到,因为单片机只能接受数字信号,所以要将电压模拟量通过ADC0832转换成数字量,再由单片机对采集过来的数字量进行标度变换等操作。

用74LS164对采集过来的数据进行静态显示。

用按键设置显示的不同界面以及调节报警上限值,当采集的数据高于上限值时,系统便发出报警铃声。

3.2 数据采集系统主要硬件介绍3.2.1 89C52单片机概述电子计算机是一种高速而精确地进行各种数据处理的机器,俗称电脑。

这是人类生产和科学技术发展的产物,它的出现又有力地推动了生产力的发展。

在微处理器问世不久,便出现了一个大规模集成电路为主组成的微型计算器,即单片微型计算机。

由于单片机面向控制性应用领域,嵌入到各种产品之中,以提高产品的智能化,所以单片机又称为嵌入式微控制器。

典型的单片机内部结构如图3-1所示。

图3-1 典型的单片机内部结构单片机是以一个大规模集成电路为主组成的微型计算机,在一个芯片内含有计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU)、存储器和I/O接口,CPU通过内部的总线和存储器、I/O接口相连。

其中CPU是单片机的核心部件,它包括运算器和控制器,CPU控制数据的处理和整个单片机系统的操作。

单片机的存储器都是半导体存储器,通常程序存储器和数据存储器分布于不同地址区域,类型也不同。

由于单片机的应用多种多样,因此单片机I/O接口的种类也很丰富。

3.2.2 ADC0832模数转换器的工作原理在工业控制和智能化仪表中,通常由微型计算机进行实时控制及实时数据处理。

计算机所加工的信息总是数字量,而被控制或被测量的有关参量往往是连续变化的模拟量,如温度、速度、压力等,与此对应的电信号是模拟信号。

模拟量的存储和处理比较困难,不适合作为远距离传输且易受干扰。

在一般的工业应用系统中传感器把非电量的模拟信号变成与之对应的模拟信号,然后经模拟(Analog)到数字(Digital)转换电路将模拟信号转成对应的数字信号送微机处理。

这就是一个完整的信号链,模拟到数字的转换过程就是我们经常接触到的ADC(Analog to Digital Convert)电路。

本次智能仪表课程设计,我的题目是数字显示仪表,需要将模拟信号转换成数字量,经过LED数码管显示采集的数据。

ADC0832采用串行通信方式,ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D 转换器,能分别对两路模拟信号实现模—数转换,可以用在单端输入方式和差分方式下工作。

通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。

8位的分辨率(最高分辨可达256级),可以适应一般的模拟量转换要求。

具有双数据输出可作为数据校验,以减少数据误差,转换速度快且稳定性能强。

独立的芯片使能输入,使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。

ADC0832 具有以下特点:• 8位分辨率;•双通道A/D转换;•输入输出电平与TTL/CMOS相兼容;• 5V电源供电时输入电压在0~5V之间;•工作频率为250KHZ,转换时间为32μS;•一般功耗仅为15mW。

正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线,分别是CS、CLK、DO、DI。

但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的,所以在I/O口资源紧X时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。

当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK 和DO/DI 的电平可任意。

当要进行A/D转换时,须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。

此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯片时钟(CLK)输入端输入时钟脉冲,DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。

在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平,表示启始信号。

在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。

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