智能仪器实验指导书
智能仪器实验指导书资料
随着微电子技术和通信技术的发展极大的促进了智能仪器仪表的变革，虚拟仪器仪表是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它的推出又给智能仪器仪表带来了新的活力，使得测量仪器与计算机之间的界限几乎消失，开始了测量仪器的新时代，是仪器领域的一次变革。
它在教学领域中涉及到传感器技术、智能仪器仪表原理、虚拟仪器仪表技术等相关课程，为了迫切的满足各高等院校的教学实验及实践的要求，为此开发了此套智能仪器及虚拟仪器仪表综合实验装置。
本实验装置是集传感器信号调理技术、智能仪器原理及应用技术、虚拟仪器仪表技术的综合实验装置，智能仪器原理及应用部分采用了模块化设计兼单片机总线设计的思想，各个模块代表了智能仪器仪表的典型组成模块；本实验装置既能作模块性实验，又能将某些模块组合起来作综合性实验；虚拟仪器仪表部分采用了PCI数据采集卡，它作为计算机与外围信号之间的接口。
本实验装置备有一个传感器实验箱和七个实验挂箱，它们分别为：THVZ-1型传感器实验箱、信号调理挂箱、外围扩展挂箱（一）、“CPU主挂箱”，“外围扩展挂箱（二）、对象挂箱、信号接口挂箱、传感器挂箱。
传感器部分主要由“THVZ-1型传感器实验箱”及“信号调理挂箱”组成。
智能仪器部分采用了四个实验挂箱，包括“外围扩展挂箱（一）”，“CPU主挂箱”，“外围扩展挂箱（二）”，“对象挂箱”及“打印机对象”，挂箱之间通过总线接口“JP26”，总线接口“JP20”一一对应相连接来进行数据传输。
虚拟仪器仪表部分包括“信号接口挂箱”和“传感器挂箱”，并采用了USB数据采集卡，USB数据采集卡上的各个信号接口可在“信号接口挂箱”上通过电缆线全部引出，此为外部信号与计算机之间的接口。
实验八模拟多路开关实验 (2)实验九可编程增益放大器实验 (5)实验十A/D转换实验 (8)实验十一D/A转换实验 (13)实验十二静态显示实验 (15)实验十三动态显示实验 (18)实验十四液晶显示实验 (20)实验十五键盘实验 (33)实验十六开关量输入输出实验 (39)实验十八PCF8563时钟/日历芯片的应用实验 (41)实验二十一打印机实验 (43)实验二十二RS232通信实验 (46)实验二十三RS485通信实验 (51)实验二十六温度测量实验......................................................................... 错误！未定义书签。
智能仪器实验指导书
实验一智能数字示波器 S5022ME使用功能一、实验目的1．基本了解《智能仪器与仪表》课程经常使用的测量仪器、仪表并且熟悉常用仪表功能类型、特点及应用范围，掌握安全用电的基础知识。
2．结合对理论知识的理解，观察识别智能仪器外部结构，内部电路组成，电路结构中使用大量元件，器件等，增强学生对电子设备内的感性认识，培养学生的观察能力、培养学生识别电阻与正确使用模拟万用表动手操作能力。
3. 通过现场智能仪器与仪表典型电路分析，实物观察，结合课程理论部分，对照电原理图电路，讲解元件，器件基础知识，增强学生的识别能力与仪表测量能力，能够通过实际测试，掌握识别基础元器件的能力。
通过现场智能仪器典型电路分析，实物观察，结合课程理论部分，对照电原理图电路，讲解元件，器件基础知识，增强学生的识别能力与仪表测量能力，能够通过实际测试，掌握识别基础元器件的能力，掌握基础测量仪表的使用能力，掌握仪器设备安全注意事项，达到增强对电子设备理论与实际结合的感性认识的目的，同时加深对实际操作技能在电子设备维修维护中的重要作用的理解。
二、实验设备1．智能数字示波器S5022ME；（DS5000）2．数字万用表三、实验内容1. 掌握安全用电的基础知识。
智能数字示波器S5022ME；安全用电的重要性分析。
2．熟练掌握智能数字示波器S5022ME的使用方法。
3．拆卸智能数字示波器S5022ME1）观察识别智能数字示波器S5022ME的外部结构，内部电路组成。
2）观察与识别智能数字示波器S5022ME电路中，使用大量元件，器件等名称与起什么作用。
3）能够正确使用智能数字示波器S5022ME，培养学生的动手操作能力。
注意观察智能数字示波器S5022ME的内部结构、安装情况及相互关系，注意部件的位置与固定。
4）通过现场智能数字示波器S5022ME电路分析，实物观察，结合课程理论部分，对照电原理图电路，讲解元件，器件基础知识。
5）增强学生的识别能力与仪表测量能力；6）能够通过实际测试，掌握智能数字示波器S5022ME的能力。
智能仪器实验指导
实验一运放和数字滤波器一．实验目的：1熟悉NI ELVIS 工作环境。
2学习使用NI ELVIS测量电路元件的电学属性。
3 使用NI ELVIS 仪器套件测量运放电路和滤波器的特性。
二．实验元件：●10 kΩ电阻R1●100 kΩ电阻R f●1 μF 电容C1●0.01 μF 电容C f●741 运算放大器三．实验内容：1. 测量元件的电学属性启动NI ELVIS 并选择数字万用表，使用DMM [Ω]测量电阻，使用DMM [C]测量电容，记录实验数据后关闭数字万用表。
R1= __________（标称值10 kΩ）；R f =__________（标称值100 kΩ）C1= __________（标称值1μF）；C f =__________（标称值0.01μF）2. 测量基本运放电路的频率响应根据图1.1和图1.2，在NI ELVIS原型板上构建一个增益为10的741反相比例运放电路并测量其特性。
步骤如下：（1）运算放大器同时使用＋15 V 和－15 V 直流电源。
它们可以在原型板针脚插槽上找到（标记为＋15 V、－15 V 和地）。
（2）将运算放大器输入电压V1 连接至[FUNCOUT]，输出电压V out 连接至示波器输入针脚插槽[CHA＋]和[CHA－]，连接[地]针脚插槽。
（3）从NI ELVIS 仪器启动界面中，选择函数发生器和示波器。
（4）在示波器软件前面板中，将通道A信号源设置为BNC/原型板通道A。
要观察输入信号，将通道B信号源设置为FGEN FUNC -OUT 。
（5）在函数发生器面板上，设置参数如图1.3。
（6）在实验面包板上，按照原理图，构造一个简单的增益为10 的741 反向运算放大器电路。
将运算放大器输入电压V1 连接至[FUNCOUT]，将运算放大器输出电压V out 连接至示波器输入针脚插槽[CHA＋]和[CHA－]。
连接[地]针脚插槽。
（7）从NI ELVIS仪器启动界面中选择函数发生器和示波器。
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。
智能仪器仪表设计技术实验指导书
智能仪器仪表设计技术实验指导书目录1 单片机实验板 (3)1.1 资源介绍 (3)1.2原理图 (5)1.3 PCB丝印图 (7)2 KEIL软件的使用 (8)3 STC-ISP下载软件的使用方法 (16)实验一数据采集系统的设计与实现 (19)实验二键盘及LCD显示 (23)实验三基本数据处理算法 (29)实验四基于单片机的智能仪器综合设计实验 (32)实验五PID温度控制器 (33)1 单片机实验板1.1 资源介绍1）采用STC8952RC（与标准51指令、脚位完全兼容），支持在线串行ISP下载。
2）供电方式：USB供电及下载3）USB转串口RS232 (PL2303芯片)4）4个LED发光管，1个电源指示灯5）四位数码管6）4个独立式键盘（包含外部中断按键），1个复位或下载按键7）DS1302 一片8）AT24C02一片9）热敏电阻1支10) 加热电阻 1个11）12864液晶显示接口12）PCF8573一片13）AD电位器一个14) 蜂鸣器一个15）DS18B20温度传感器（选配件）16）IrDA红外接收头（遥控器为选配件）产品图片：资源分配图如下：1.2原理图USB 电源PL2303 下载芯片红外接收 蜂鸣器 5V GND复位 下载键电源 指示灯四个独立按键MCU ： STC89C52 所有IO 引出24C02 DS130发热电阻 DS18B20接口 热敏电阻 12864液晶接口PCF8573DA 指示加热指示灯 AD 电位器1.3 PCB丝印图2 KEIL软件的使用KEIL是51单片机开发的最常见的开发软件。
成功安装好KEIL软件后，即可看到电脑桌面上Keil软件图标,如下图。
1.双击图标，打开软件，出现如下界面。
在打开的窗口中，选择“Project”菜单：2.点击“New Project”出现一个创建工程对话框，选择工程所建路径，并输入工程的文件名（建议用英文），点击“保存”：3.之后出现芯片选择界面，如下图：4.这里，选取常用51芯片即可，选择“Philips”下的“8Xc51RC+”芯片：5.点击“确定”，在出现如下对话框时，选择“否”：6.至此，已成功建立工程。
LabVIEW实验指导书(智能仪器)
LabVIEW系统基本编程实验指导书目录实验一LabVIEW编程环境与基本操作实验 (2)实验二LabVIEW数据类型和数据运算实验 (6)实验三LabVIEW程序结构设计实验 (9)实验一LabVIEW编程环境与基本操作实验一、实验目的1. 理解LabVIEW的运行机制，熟悉LabVIEW的编程环境；2. 掌握创建、编辑、调试VI的操作方法。
二、实验内容创建一个VI，该VI可产生指定的仿真信号（正弦波、三角波）并在图形中显示该信号，编写相关程序。
三、实验设备安装有LabVIEW的计算机，要求安装LabVIEW 8.0或以上版本。
四、实验步骤1.启动LabVIEW，选择文件菜单，单击新建VI，保存该VI。
查看前面板窗口和程序框图窗口，可以用快捷键Ctrl+E切换前面板和程序框图窗口。
前面板窗口对应的选板为控件选板，若控件选板未显示，可以单击查看菜单中的控件选板，也可在前面板窗口的空白处单击鼠标右键。
前面板上的输入控件相当于物理仪器的输入装置，为VI 的程序框图提供数据。
程序框图对应的选板为函数选板，包含用于控制前面板对象的各种VI 和结构。
按下Ctrl+H快捷键打开即时帮助窗口。
2.在函数选板的Express组中，单击选择输入->仿真信号，在程序框图空白处单击鼠标左键，即可将仿真信号控件放置到程序框图中。
在弹出的配置窗口中将信号类型设置为正弦波，频率为50，幅值为1。
选中添加噪声项，噪声类型为均匀白噪声，噪声幅值为0.2，其余选项不变，单击确定。
3.将鼠标放置在仿真信号上，然后向下拉动，直到出现噪声幅值选项为止，如下图所示。
4.在控件选板中新式组里面数值中选择旋钮控件，并将其放置在前面板上，将控件的标题改为信号幅值，同理产生一个标题为信号频率和标题为噪声幅值的旋钮控件，并将信号频率的输入范围改为0-100。
通过前面板窗口菜单栏下面的工具栏中的对齐对象和分布对象工具将控件排列对齐。
在程序框图中分别将信号幅值、信号频率、噪声幅值控件跟仿真信号控件的对应项相连。
智能仪器实验指导书-2011级卓越
《智 能 仪 器》 实验指导书电子工程与自动化学院单片机与EDA实验室二○一四年三月目录实验一 键盘扫描与数码显示 (1)实验二 智能电压表 (5)实验三 D/A转换 (10)实验四 信号发生器设计 (14)实验五 智能频率计 (17)附录一 软件使用向导 (19)实验一 键盘扫描与数码显示一、实验目的1、了解键盘、数码显示器与微处理器的接口方法。
2、理解键盘、显示电路的工作方式及原理。
3、掌握键盘、显示系统的编程方法。
二、实验原理本实验采用4×4矩阵式键盘及4位八段数码显示。
电路如图1―1。
由单片机P0口分时送出段选码至74HC374（1）、位选码至74HC374（2）并经VLN2003反向驱动后，作LED 的位选信号。
位选信号同时也可作为键盘的列扫描码，键盘扫描的行数据从74HC245读回，74HC374输出的列扫描码经74HC245读入后，用来判断是否有键按下，以及按键所在位置。
如果没有键按下，由于上拉电阻的作用，经74HC245读回的值为高。
当有键按下时，74HC374输出的低电平经过该按键接到74HC245的端口上，这时从74HC245读回的数据就会有低电位，根据74HC374输出的列信号和74HC245读回的行信号，即可判断该按键的键号。
键盘和LED 数码管显示电路的地址译码由74LS02、74LS00担任。
当KEY/LED CS 与实验系统的片选地址CS0~CS7中一个端口相连，则可确定键盘和数码管的选通地址。
如选择CS0，则键盘的行总线收发器、列锁存器选通地址分别为8001H 、8002H ，数码管段码锁存器、位选码锁存器选通地址分别为8004H 、8002H 。
输 入输出CLR CLK D QL H H L L L L H/L ╳Q 0H ╳ ╳ Z1、74HC374八D 锁存器引脚功能 及逻辑功能表：CLK （LE ）——时钟输入 CLR （OE ）——输入允许D 0~D 8——数据输入端 Q 0~Q 8——数据输出端当CLR （OE ）为低电平，当有时钟脉冲时，输出信号等于输入信号,即Q n =D n2、74HC245八双向总线收发器① 74HC245的引脚功能及逻辑功能表：E—信号允许端DIR—控制数据信号的收发方向② 74HC245的作用：加强数据总线的驱动能力，提高数据传送的可靠性。
智能仪器课程设计指导书
智能仪器课程设计指导书一、课程设计目的及要求1、目的：通过本课程设计，使学生了解有关智能仪器设计所必需的基础知识；掌握智能仪器设计的方案论证、硬件/软件设计制作和仿真调试的一般方法和过程；提高学生综合应用专业技术的能力；培养学生具有实际动手进行设计和研制开发智能仪器的基本能力。
2、要求：根据课题设计要求，进行方案论证、电路设计、软件编写、电路静态调试、动态调试、实验演示和书写设计报告并准备答辩。
本课程设计时间为一周。
二、课程设计内容及要求（1）基于DS18B20的智能温度计的设计自行进行相关电路设计，实现以下功能：1）用数码管与DS18B20设计智能温度计2）温度检测范围-55.0~125.0℃, 误差小于±0.5℃；3）温度报警上限20℃，温度报警下限 -10℃4）数据存储及显示，用六位数码管显示（±XX.X O C）；5）当温度超过报警温度时，相应LED灯闪烁，同步蜂鸣器报警；6）使用面包板或焊接电路板完成上述功能（2）简易两路数字电压表设计自主进行硬件、软件设计，实现以下功能：1) 使用ADC0809与1602液晶实现同时显示两路模拟电压2）可测量0~5V范围的电压值；3）两路模拟电压用+5V和电阻分压产生（或用稳压源产生）4）使用面包板或焊接电路板完成上述功能（3）数字温度计的制作自主进行硬件、软件设计，实现以下功能：1）使用AD590集成温度传感器和AD转换芯片TLC549实现数字温度信号采集2）使用液晶1602显示温度值3）使用面包板或焊接电路板完成上述功能（4）基于DS1302的可调式电子表自主进行硬件、软件设计，实现以下功能：1）使用时钟芯片DS1302设计可调式电子表2）使用数码管显示时间3）使用按键实现小时与分钟可调4）使用面包板或焊接电路板完成上述功能三、课程设计安排及步骤四、课程设计报告要求1、课程设计封面2、课程设计主要内容；2、总体方案论证；3、硬件电路原理分析；4、完整的电路原理图及软件框图；5、完整的源程序代码；6、程序编译及实验室调试过程；五、说明可在课题任务要求的基础上任意发挥，考核评分已实际做出的实物为参考，及是否实现任务要求。
智能压缩试验仪作业指导书
**********机械制造有限公司实验室设备作业指导书设备名称 智能压缩试验仪 设备编号 SYS-YSY-01 文件号 SYS-SBZY-01技术指标：a. 测量范围：60～3000N ；b. 示值准确度：误差±1%，变动性≤1%；c. 试验速度：12.5±2.5mm/min;d. 上下压板平行度：＜0.05mm 。
设备位置 品质部实验室 设备型号ZB-HY3000共 1 页 第 1 页操作程序及步骤：1、开机：接通电源，打开电源开关，仪器自校后进入待测状态，预热30min 。
2、试验选择：仪器默认的试验项目为环压试验，按动“试验选择”键，在环压试验、粘合试验、边压试验和纸管测试之间进行切换。
3、定量设置：按“设置”键，选择“定量设置”，按“”和“ ”键，设置定量。
3、测试：①按“上升”或“下降”键，至上下压板间距离适当时按“停止”键，设置下压板初始位置；②根据所选试验项目，用相应的辅具将式样安放在下压板中部；③按“测试”键，仪器自动完成一次工作循环，测试结果显示在显示屏上；④更换试样进行下一次试验，直至一组试验完毕；⑤当试样强度较低，仪器不能自动判别峰值时，可采用手动测试。
4、数据统计：一组试验完毕，按“统计”键，可对改组试验数据进行统计计算，并显示出相关计算结果。
5、打印输出：统计完毕后，按“打印”键，可打印该组试验数据及相关结果和参数。
6、维护保养： 保持仪器清洁，长期不用时应加罩防尘；运行一段时间后，应在升降正面的加油孔内注入适量润滑油，升降套表面应涂适量润滑脂。
基本工作结构1传感器2上下压板 3打印机 4操作控制面板注意事项：1. 工作环境：20℃±10；2. 连续做不同的试验项目或试验不同的纸板，应及时清除内存数据，以免影响结果计算；3. 做环压试验时应进行定量设置，并及时修改；4. 压差推荐使用80N ，10mm 以上厚的纸板采用120N 的压差。
《智能仪器仪表基础》实验指导书
《智能仪器仪表基础》实验指导书曾志伟2007年1月目录实验一内存块移动实验二外部中断实验实验三定时器实验实验四计数器实验实验一内存块移动一、实验目的1、了解内存块的移动方法2、加深对存储器读写的认识二、实验说明块移动是单片机常用操作之一，多用于大量的数据复制和图象操作。
本程序是给出起始地址，用地址加一方法移动块，将指定源地址和长度的存储块移到指定目标地址为起始地址的单元中去。
移动3000H-->4000H，256字节。
三、实验内容及步骤1、启动计算机，打开Keil仿真软件，进入仿真环境。
2、打开TH5.ASM源程序进行编译，编译无误后，打开数据窗口(XDATA)，观察地址3000H起始256个字节存储块和4000H 起始的256个字节存储块，若各单元内数据对应相同，则用键盘输入改变其中一块的数据，全速运行程序。
点击暂停按钮，观察两个存储块的数据，可以看到两块数据已相同，说明存储块已移动。
3、打开CPU窗口，选择单步或跟踪执行方式运行程序，观察CPU窗口各寄存器的变化，可以看到程序执行的过程，加深对实验的了解。
四、流程图及源程序1.源程序ORG 0MOV R0，#30HMOV R1，#00HMOV R2，#40HMOV R3，#00HMOV R7，#0LOOP： MOV DPH，R0MOV DPL，R1MOVX A，@DPTRMOV DPH，R2MOV DPL，R3MOVX @DPTR，AINC R1INC R3DJNZ R7，LOOPLJMP $END2.流程图结束五、思考题1.若源块地址和目标块地址有重叠，该如何避免？2.请思考给出块结束地址，用地址减一方法移动块的算法。
实验二外部中断实验一、实验目的1掌握外部中断技术的基本使用方法2掌握中断处理程序的编写方法二、实验说明1、外部中断的初始化设置共有三项内容：中断总允许即EA=1，外部中断允许即EXi=1（i=0或1），中断方式设置。
中断方式设置一般有两种方式：电平方式和脉冲方式，本实验选用后者，其前一次为高电平后一次为低电平时为有效中断请求。
《智能仪器》课程设计指导书
《智能仪器》课程设计指导书一.课程设计的目的：本课程是电子信息工程技术专业的专业基本能力训练课程，其目的是通过本课程设计，使学生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。
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.设计题目：1.智能型温度测量仪的设计2.智能型DVM的设计3.智能频率测试仪的设计三.内容和要求1.掌握运用有关知识①.智能仪器典型处理功能及实现方法；②.智能型温度测量仪电路结构以及各主要功能部件的电路原理、软件结构和各功能软件的作用、仪表误差处理的方法；③.智能型DVM的组成原理及实现的基本方法；④.通用计数器的测量原理，包括测频法、测周法、多周期同步测量技术等；智能仪器软、硬件抗干扰的基本原理及实用方法；⑤.智能仪器软、硬件抗干扰的基本原理及实用方法；学生应掌握上述第①、⑤项和②～④项中的一项。
2.基本操作技能①.对常用电子仪器的熟练操作能力；②.对智能仪器简单故障的诊断与调试能力；③.对单片机开发工具的熟练操作使用能力；④.电子CAD工具的操作能力四.组织方式学生2人一组，每组选择一设计题目。
每个课题组应根据课题的任务和功能，完成系统方案论证，系统硬件框图设计，并设计绘制电气原理图：系统程序设计（含程序流程图，源程序）；面板设计，操作方法说明文档的编写等。
分组独立完成设计任务及文档资料，每个学生设计完成后交一份课程设计报告。
系统方案论证，系统硬件设计，原理图绘制：系统程序设计（含程序流程图，源程序）；面板设计，操作方法说明文档的编写等在教室进行。
软、硬件调试在单片机实验室，每组一套设备单独进行。
五.课程设计报告书应包括的内容：1．设计题目2．设计任务和设计要求3．总体方案论证与选择（设计2~3个可以实现设计要求的总体方案，简要说明各方案的工作原理和优缺点，简要说明被选中方案的特点）。
智能仪器实验指导(PROTEUS仿真).doc
实验一智能仪器设计集成环境介绍一、实验目的1.掌握利用Proteus仿真平台进行电路设计的基本操作。
2.掌握利用Proteus软件和Keil联合仿真调试的操作。
二、实验仪器计算机一台、Proteus软件三、实验内容Proteus ISIS是英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件。
单片机是现代电子技术的新兴领域,它的出现极大地推动了电子工业的发展,已成为电子系统设计中最为普遍的应用手段。
近年来单片机技术得到了突飞猛进的发展,各种单片机开发工具层出不穷。
虚拟仿真就是近年来兴起的一种新型应用技术,采用虚拟仿真技术,在原理图设计阶段就可以对单片机应用设计进行评估,验证所设计电路是否达到所要求的技术指标,还可以通过改变元器件参数使整个电路性能达到最优化。
这样就无须多次购买元器件及制作印刷电路板,节省了设计时间与经费,提高了设计效率与质量。
英国Labcenter公司推出的Proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台,它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题,可以在没有单片机实际硬件的条件下,利用PC以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试,使单片机应用系统设计变得简单容易。
Proteus软件涵盖了PIC、AVR、MCS8051、68HC11、ARM等微处理器模型,以及多种常用电子元器件,包括74系列、CMOS 4000系列集成电路、A/D和D/A转换器、键盘、LCD显示器、LED显示器,还提供示波器、逻辑分析仪、通信终端、电压/电流表、I2C/SPI终端等各种虚拟仪表,这些都可以直接用于仿真设计,极大地提高了设计效率和设计水平。
下面以一个“完成每隔1秒钟接在P1口1.1所示）：源程序：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,AMOV R1,#10DLE1: MOV R2,#200DLE2: MOV R3,#126DLE3: DJNZ R3, DLE3DJNZ R2, DLE2DJNZ R1, DLE1RL ALJMP LOOPEND四、实验步骤1、进入Proteus 系统,画出实验电路图；2、进入Keil C51软件的操作环境,编辑源程序并对源文件进行编译；编译如图1.2所示：图1.2 编译3、对Proteus系统和Keil C51系统进行联机设置,如图1.3、1.4所示；联机设置：首先要安装Proteus的Keil 驱动,安装好驱动后,进入Keil界面进行设置,单击工具条中的按钮,在弹出的表单中单击选项卡,选择的组合框,在下拉菜单中选中“Proteus VSM Simulator”选项即可,如果是联机进行联调,还要在其后的按钮中进行适当的设置。
《智能仪器》实验指导书及报告
《智能仪器》实验指导书及实验报告班级：课程：姓名：学号：南京工程学院自动化学院测控技术与仪器教研室2012.3目录实验一多路巡回数据数据采集实验 (1)实验二温度测量实验 (7)实验三转速测量实验 (11)实验四自动量程切换实验 (13)实验一多路巡回数据数据采集实验一、实验目的1、了解AD774 A/D芯片转换性能。
2、了解AD774 A/D转换器等芯片与单片机的接口方法。
3、掌握用单片机、AD774以及多路模拟开关MPC508等芯片构建多路巡回数据采集系统方法及编程方法。
二、实验要求利用实验板上的AD774 A/D转换器、多路模拟开关MPC508和可编程增益放大器AD526搭建8路数据采集系统，并用实验板上的电位器提供多路模拟量输入，通过消化相关程序（“实验程序/C8051实验程序/多路开关”文件夹下SWITCH.wsp项目文件；实验程序/C8051实验程序/可编程增益放大器”文件夹下GAIN.wsp项目文件；实验程序/C8051实验程序/外部12位AD转换”文件夹下“Exte_ad.wsp”项目文件）编制采集程序，每路模拟量采集10个样点，并按顺序存放在以20H为首地址的表格中（若采用c语言编程，将数据放在ADdata[8][10]的二维数组中，8为采集路数，10为每路采集样点数）。
三、实验内容及说明放大器AD526A/D转换器AD774BC8051单片机输入电压1多路模拟开关MPC508输入电压8图1-1 多路巡回数据数据采集系统框图系统实验原理图如图1-2所示，图1-2（a）为多路模拟开关MPC508电路，图1-2（b）为可编程增益放大器AD526电路，图1-2（c）为AD774模数转换电路。
(a) 多路模拟开关MPC508电路（b）可编程增益放大器AD526电路（c）AD774模数转换电路。
图1-2 多路巡回数据采集系统实验原理图1．多路开关MPC508MPC508（U1）为8通道多路开关，其引脚图如图1-3。
智能仪器实验指导书样本
《智能仪器》实验报告实验项目实验时间同组同学班级学号姓名4月实验一多路巡回数据数据采集系统一、实验目的1．学习模/数( A/D) 转换的工作原理。
2．掌握芯片ADC0809与微控制器接口电路的设计方法。
3．掌握芯片ADC0809的程序设计方法。
二、实验设备1．实验用到的模块有”SMP-201 8051模块”、”SMP-204 译码模块”、”SMP-101 8位A/D模块”、”SMP-401 静态显示模块”。
2．短的20P、 40P数据线各一根。
3．长的一号导线3根, 转接线一根。
三、实验原理ADC0809芯片是一种8位采用逐次逼近式工作的转换器件。
它带有8路模拟开关, 可进行8路模/数转换, 经过内部3-8译码电路进行选通。
启动ADC0809的工作过程: 先送信道号地址到A、 B、 C三端, 由ALE信号锁存信道号地址, 选中的信道的模拟量送到A/D转换器,执行语句 MOVX ＠DPTR, A产生写信号, 启动A/D转换。
当A/D转换结束时, ADC0809的EOC端将上升为高电平, 执行语句MOVX A, ＠DPTR产生读信号, 使OE有效, 打开锁存器三态门, 8位数据就读到CPU中, A/D转换结果送显示单元。
编程时能够把EOC信号作为中断请求信号, 对它进行测试, 用中断请求或查询法读取转换结果。
实验原理参考图1-1。
图1-1 多路巡回数据数据采集系统实验原理图本实验中ADC0809的8位模拟开关译码地址为:IN0= 8800H IN1= 8801HIN2= 8802H IN3= 8803HIN4= 8804H IN5= 8805HIN6= 8806H IN7= 8807H四、实验内容步骤1．将”SMP-201 8051模块”和”SMP-204 译码模块”分别插放到”SMP-2 主控制器单元”挂箱的CPU模块接口和译码模块接口上, 将”SMP-101 8位并行AD模块”插放到”SMP-1 信号转换单元”挂箱的A/D转换模块接口上, 将”SMP-401 静态显示模块”插放到”SMP-4键盘与显示单元”的显示模块接口上。
N03050153智能仪器设计实验指导书
智能仪器设计实验报告姓名：邵聪班级：13050143学号：1305014340实验一模数转换器实验一、实验目的1. 熟悉实验平台的使用。
2. 了解ADC数模转换器的配置方式和工作原理。
二、实验所需部件硬件：单片机测控系统平台、U-CE5仿真器、PC机软件：Keil C三、实验要求配置ADC寄存器，将模拟量通过ADC转换成数字量，通过串口输出到终端显示。
四、实验步骤本实验通过配置C8051F020的片内ADC寄存器，读取不同通道的ADC输入，并将结果通过UART输出到PC端。
1. 程序流程(1) 关闭C8051F020内部看门狗。
(2) 初始化系统时钟。
(3) 初始化交叉开关寄存器配置，使能UART0。
(4) 初始化系统GPIO配置，配置UART0输出管脚的输出方式。
(5) 初始化UART0寄存器配置(6) 初始化ADC0寄存器配置(7) 读取ADC0采样数据(8) 将ADC0采样数据经串口输出到PC端(9) 修改ADC0采样通道，重复进行（6）～（8）步操作。
2. 关键代码示例ADC0寄存器配置示例如下读ADC0采样数据示例如下3. 硬件相关设置（1）先将U-CE5仿真器的JTAG端口与核心板连接，然后将U-CE5仿真器的USB端口与PC机的USB端口连接。
（2）将单片机测控系统平台的串口与计算机串口相连。
（3）单片机测控系统平台插入电源，给系统上电。
4. 操作步骤（1）打开Keil C 开发环境，点击Project->Open Project打开“\unit-test\ADC”目录中的“adc.Uv2 ”文件。
（2）连接仿真器和PC，给开发板上电。
（3）点击Project->Build target（或快捷键），编译整个工程。
（4）点击Debug->Start/Stop Debug Session，连接仿真器与单片机测控系统平台。
（5）打开串口终端，按照下图配置串口点击Debug->Run（或快捷键），运行测试程序。
智能仪器实验指导(PROTEUS仿真)
实验一智能仪器设计集成环境介绍一、实验目的1.掌握利用Proteus仿真平台进行电路设计的基本操作。
2.掌握利用Proteus软件和Keil联合仿真调试的操作。
二、实验仪器计算机一台、Proteus软件三、实验内容Proteus ISIS是英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件。
单片机是现代电子技术的新兴领域，它的出现极大地推动了电子工业的发展，已成为电子系统设计中最为普遍的应用手段。
近年来单片机技术得到了突飞猛进的发展，各种单片机开发工具层出不穷。
虚拟仿真就是近年来兴起的一种新型应用技术，采用虚拟仿真技术，在原理图设计阶段就可以对单片机应用设计进行评估，验证所设计电路是否达到所要求的技术指标，还可以通过改变元器件参数使整个电路性能达到最优化。
这样就无须多次购买元器件及制作印刷电路板，节省了设计时间与经费，提高了设计效率与质量。
英国Labcenter公司推出的Proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题，可以在没有单片机实际硬件的条件下，利用PC以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试，使单片机应用系统设计变得简单容易。
Proteus软件涵盖了PIC、AVR、MCS8051、68HC11、ARM等微处理器模型，以及多种常用电子元器件，包括74系列、CMOS 4000系列集成电路、A/D和D/A转换器、键盘、LCD显示器、LED显示器，还提供示波器、逻辑分析仪、通信终端、电压/电流表、I2C/SPI终端等各种虚拟仪表，这些都可以直接用于仿真设计，极大地提高了设计效率和设计水平。
下面以一个“完成每隔1秒钟接在P1口的八个发光二极管循环闪亮”例子来说明实验过程。
实验硬件电路（如图1.1所示）：图1.1 硬件电路图源程序：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,AMOV R1,#10DLE1: MOV R2,#200DLE2: MOV R3,#126DLE3: DJNZ R3, DLE3DJNZ R2, DLE2DJNZ R1, DLE1RL ALJMP LOOPEND四、实验步骤1、进入Proteus 系统，画出实验电路图；2、进入Keil C51软件的操作环境，编辑源程序并对源文件进行编译；编译如图1.2所示：图1.2 编译3、对Proteus系统和Keil C51系统进行联机设置，如图1.3、1.4所示；联机设置：首先要安装Proteus的Keil 驱动，安装好驱动后，进入Keil界面进行设置，单击工具条中的按钮，在弹出的表单中单击选项卡，选择的组合框，在下拉菜单中选中“Proteus VSM Simulator”选项即可，如果是联机进行联调，还要在其后的按钮中进行适当的设置。
《智能仪器设计基础》实验指导书
目录实验一 8255输入、输出实验 (2)实验二 A/D转换实验 (5)实验三液晶显示控制实验 (8)实验四主从式多机通信实验 (11)实验一8255 输入、输出实验一．实验目的1．了解8255芯片结构及编程方法。
2．了解8255输入/输出实验方法。
二．实验内容利用8255 可编程并行口芯片，实现输入/输出实验，实验中用8255PA 口作输出，PB口作输入。
三．实验设备及仪器1．伟福Lab2000P单片机仿真实验系统。
2．WAVE6000软件平台。
3．计算机一台。
四. 实验线路及原理8255的CS/接地址译码/CS0，则命令字地址为8003H，PA口地址为8000H，PB口地址为8001H，PC 口地址为8002H。
PA0-PA7（PA 口）接LED0-LED7（LED）PB0-PB7（PB口）接K0-K7（开关量）。
数据线、读/写控制、地址线、复位信号板上已接好。
五. 实验说明可编程通用接口芯片8255A有三个八位的并行I/O口，它有三种工作方式。
本实验采用的是方式0：PA，PC口输出，PB口输入。
很多I/O实验都可以通过8255来实现。
六. 实验报告要求要求用C语言写出实现本实验说明中方式0：PA输出，PB口输入的程序代码，并说明是如何指定8255芯片PA口、PB口地址的？实验二A/D转换实验一．实验目的1．掌握A/D转换与单片机的接口方法。
2．了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程。
3．通过实验了解单片机如何进行数据采集。
二．实验内容利用实验板上的ADC0809做A/D转换器，实验板上的电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成二进制数字量，用8255的PA口输出到发光二极管显示。
三．实验设备及仪器1．伟福Lab2000P单片机仿真实验系统。
2．WAVE6000软件平台。
3．计算机一台。
四. 实验线路五. 实验说明A/D 转换器大致有三类：一是双积分A/D 转换器，优点是精度高，抗干扰性好；价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近A/D转换器，精度，速度，价格适中；三是并行A/D 转换器，速度快，价格也昂贵。
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《智能仪器》实验报告实验项目实验时间同组同学班级学号姓名2014年4月实验一多路巡回数据数据采集系统一、实验目的1．学习模/数（A/D）转换的工作原理。
2．掌握芯片ADC0809与微控制器接口电路的设计方法。
3．掌握芯片ADC0809的程序设计方法。
二、实验设备1．实验用到的模块有“SMP-201 8051模块”、“SMP-204 译码模块”、“SMP-101 8位A/D模块”、“SMP-401 静态显示模块”。
2．短的20P、40P数据线各一根。
3．长的一号导线3根，转接线一根。
三、实验原理ADC0809芯片是一种8位采用逐次逼近式工作的转换器件。
它带有8路模拟开关，可进行8路模/数转换，通过内部3-8译码电路进行选通。
启动ADC0809的工作过程：先送信道号地址到A、B、C三端，由ALE信号锁存信道号地址，选中的信道的模拟量送到A/D转换器，执行语句MOVX ＠DPTR，A产生写信号，启动A/D转换。
当A/D转换结束时，ADC0809的EOC端将上升为高电平，执行语句MOVX A，＠DPTR产生读信号，使OE有效，打开锁存器三态门，8位数据就读到CPU中，A/D转换结果送显示单元。
编程时可以把EOC信号作为中断请求信号，对它进行测试，用中断请求或查询法读取转换结果。
实验原理参考图1-1。
图1-1 多路巡回数据数据采集系统实验原理图本实验中ADC0809的8位模拟开关译码地址为：IN0= 8800H IN1= 8801HIN2= 8802H IN3= 8803HIN4= 8804H IN5= 8805HIN6= 8806H IN7= 8807H四、实验内容步骤1．将“SMP-201 8051模块”和“SMP-204 译码模块”分别插放到“SMP-2 主控制器单元”挂箱的CPU模块接口和译码模块接口上，将“SMP-101 8位并行AD模块”插放到“SMP-1 信号转换单元”挂箱的A/D转换模块接口上，将“SMP-401 静态显示模块”插放到“SMP-4键盘与显示单元”的显示模块接口上。
2．用20p的数据线将“SMP-2 控制器单元”挂箱的J7和“SMP-1 信号转换单元”挂箱的J1相连，用40P的数据线将“SMP-2 控制器单元”挂箱的J8和“SMP-1 信号转换单元”挂箱的J2相连，再用一号导线将“SMP-201 8051模块”上的P1.0、P1.1分别和“SMP-401 静态显示模块”的DATA、CLK相连，“SMP-201 8051模块”上的P1.2和“SMP-101 8位并行A/D 模块”的/0809INT相连。
3．用短路帽端接“SMP-204 译码模块”的J1的2、3端，J2的2、3端，J3的1、2端，用短路帽短接“SMP-101 8位并行AD转换模块”中的J1的2、3端。
4．将实验屏上的0-30V直流稳压电源（调节旁边的“调节电位器”，使其幅度为零）接入到“SMP-101 8位AD转换模块”的CH0；5．安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“SMP-201 8051模块”的单片机插座中；6．检查上述模块及接线无误后，打开电源开关，打开仿真器电源；7．启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。
选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择计算机通信端口，测试串行口。
8．打开文件夹“实验程序”下的“8051程序”中的“0809显示.c”源程序，运行程序，通过调节电位器改变直流稳压电源的输出幅度0～5V（最大值为+5V），则显示的数值为模拟信号经CH0通道AD转换后所得数值（范围为00H～0FFH）9.将实验屏上的0-30V直流稳压电源（调节旁边的“调节电位器”，使其幅度为零）并联接入到“SMP-101 8位AD转换模块”的CH0—CH7，修改程序，进行标度变换使其显示值和实验屏上的0-30V直流稳压电源一致，编译无误后，使其分时按下述格式显示各路数据。
格式为:A—BB.C ，其中A为第几路通道，BB.C为所测电压值。
五、实验参考程序（见“实验程序”下的“8051程序”中的“0809显示.c”源程序六、实验报告1．画出程序流程图。
2．用c语言编制实验程序。
3.调试结果分析实验二温度测量一、实验目的了解常用的集成温度传感器（AD590）基本原理、性能；掌握测温方法以及数据采集和线性标度变换程序的编程方法。
二、实验仪器智能调节仪、PT100、AD590、温度源、温度传感器模块，传感器实验箱（一）；“SMP-2018051模块”、“SMP-204 译码模块”、“SMP-101 8位A/D模块”、“SMP-401 静态显示模块”。
三、实验原理集成温度传感器AD590是把温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上的温度传感器。
其特点是使用方便、外围电路简单、性能稳定可靠；不足的是测温范围较小、使用环境有一定的限制。
AD590能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，在一定温度下，相当于一个恒流源，一般用于－50℃－＋150℃之间温度测量。
温敏晶体管的集电极电流恒定时，晶体管的基极-发射极电压与温度成线性关系。
为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。
本实验仪采用电流输出型集成温度传感器AD590，在一定温度下，相当于一个恒流源。
因此不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰，具有很好的线性特性。
AD590的灵敏度（标定系数）为1 A/K，只需要一种＋4V～＋30V电源（本实验仪用+5V），即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为传感器调理电路单元中R2=100Ω）即可实现电流到电压的转换，使用十分方便。
电流输出型比电压输出型的测量精度更高。
在实验一的基础上进行电压测量、标定、线性变换，最后显示出对应温度。
图2-1 温度传感器模块原理图四、实验内容与步骤1．参考“附录实验 PT100温度控制实验”，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入集成温度传感器AD590。
2．将±15V直流稳压电源接至实验箱(一)上，温度传感器实验模块的输出Uo2接实验台上直流电压表。
3．按图2-1接线，并将AD590引线的红色端接“温度传感器模块”的a1，蓝色端接“温度传感器模块”的b1，并从实验台上接+5V电源到a1端。
调节RW2大约在中间位置，用实验台上“直流电压表”的20V档测量“温度传感器模块”的“Uo2”端，再调节电位器Rw1使直流电压表显示为零。
5．按照图将信号引到差动放大器的输入Ui，记下模块输出Uo2的电压值。
6．升高温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。
直到温度升至1200C。
并将实验结果填入表2-1。
7.按照实验1的1-5步骤搭建单片机AD转换电路，将模块输出电压Uo2接入到“SMP-101 8位AD转换模块”的CH0；8.编写数据采集程序及标度变换程序，并进行调试，检验程序的测量结果是否与温度源给定的温度一致。
（数据采集程序及硬件电路参考“实验一”的结果，线性标度变换公式参考教材中的“标度变换”一节）五、实验报告1．由记录的数据数据计算在此范围内整个测温系统的灵敏度，并画出标定出的拟合直线。
（端基法）2．由表2-1记录的数据计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。
3．画出程序流程图。
4．用c语言编制实验程序。
5.调试结果分析实验三转速测量（霍尔测速实验）一、实验目的了解霍尔组件的应用—测量转速；掌握用单片机测量转速的编程方法。
二、实验仪器传感器实验箱（一）、霍尔传感器、+5V、0-30V直流电源、转动源、频率/转速表；“SMP-201 8051模块”、“SMP-401 静态显示模块”。
三、实验原理利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。
利用实验仪上电位器输出可调电压，控制直流电机。
调节输出电压值，改变电机转速，用单片机内的计数器测量转速传感器——霍尔传感器的输出脉冲信号频率，计算电机转速。
四、实验内容与步骤1．安装根据图3-1，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
图3-12．将+5V电源接到传感器实验箱（一）上“霍尔转速传感器”的“+5V输入”插座中，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。
“0-30V”直流稳压电源接到“转动源”的“转动电源”输入端（输出电压调到零）。
3．合上实验台上电源，调节0-30V输出，可以观察到转动源转速的变化。
4. 频率测量用到的模块有“SMP-201 8051模块”，将“霍尔”输出接至8051的T0端，编写频率测量程序，并调试程序，检查测量结果是否与频率/转速表结果一致。
（借鉴实验一相关电路和编程）五、实验报告1．分析霍尔组件产生脉冲的原理。
2．画出程序流程图。
3．用c语言编制实验程序。
4.调试结果分析实验四自动量程切换一、实验目的1.了解仪器量程的概念，量程切换原理。
2.了解多路开关在模拟量输入通道中的应用。
3. 掌握实现自动量程切换的硬件电路和编程方法。
二、实验原理与要求用电位器调整输入电压值，利用实验板上的AD774 A/D 转换器、多路模拟开关MPC508和可编程增益放大器AD526和C8051单片机构成单路电压测量系统，对输入电压进行测量。
图4-1 自动量程切换实验原理图对输入电压的量程判断是通过不断改变可编程增益放大器AD526的增益实现的。
AD526通过编程可输出1、2、4、8、16五档不同的增益，本实验取其增益为1。
实验中AD774输入电压为10V 那么经衰减后的电压应该在0-10。
取衰减电阻网络中的电阻分别为1K 、1K 、2K ，可以实现三个量程的切换。
假设输入信号在0-40V 内（根据实验台条件提供），则0-10V 范围的电压不需要衰减，10-20V 范围的电压需要衰减一半，20-40V 范围内的输入电压需要衰减为原值的1/4。
实验中，我们假设输入电压分别为6V 、12V 、24V ，编写具有自动量程切换功能的电压测量程序，将采集的电压值以数字量形式存于内存中。
来观察内存中相应的量程和AD 转换结果。
三、实验内容及说明实验电路图请参考实验指导书附录中的“12位并行AD 模块”部分（图4-2所示），1． 8通道多路开关MPC508在此模块中，MPC508（U1）为8通道多路开关，其引脚图如图8-2及主要功能说明如下： INn(n=1～8)为8通道模拟量输入端，A0、A1、A2为通道选择控制端，EN 为使能端，它们之间的关系见真值表8-1所示。
要访问MPC508多路开关，只要对端口地址（8C00H ～8CFFH 范围中的一个地址）写入相应的数据，从而选通相应的通道。