智能仪器课程设计

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目录

一.实验目的:................................................错误!未定义书签。二.实验要求:................................................错误!未定义书签。三.硬件原理..................................................错误!未定义书签。

1.单片机最小系统:......................................错误!未定义书签。

2.数码管................................................错误!未定义书签。

1.数码管功能使用:...................................错误!未定义书签。

2.数码管说明.........................................错误!未定义书签。

3数码管原理图........................................错误!未定义书签。

3.LED灯.................................................错误!未定义书签。

4.矩阵按键..............................................错误!未定义书签。

1.矩阵键盘的功能使用.................................错误!未定义书签。

2.矩阵键盘的结构与工作原理............................错误!未定义书签。

5.DA/AD转换 PCF8591 ....................................错误!未定义书签。

6.I2C总线..............................................错误!未定义书签。

1.I2C总线基本结构:................................错误!未定义书签。

2.双向传输的接口特性..................................错误!未定义书签。

3.数据的传送........................................错误!未定义书签。

4.I2C总线的数据传送格式:...........................错误!未定义书签。

5.总线竞争的仲裁:...................................错误!未定义书签。

6.应用领域..........................................错误!未定义书签。四.软件原理..................................................错误!未定义书签。

1.LED动态显示........................................错误!未定义书签。

1.显示原理..........................................错误!未定义书签。

2.键盘..................................................错误!未定义书签。

1.键盘扫描原理......................................错误!未定义书签。

2.键盘扫描子程序....................................错误!未定义书签。五.设计心得..................................................错误!未定义书签。六.参考文献..................................................错误!未定义书签。七.附录......................................................错误!未定义书签。

1.程序..................................................错误!未定义书签。

原理图....................................................错误!未定义书签。

PCB....................................................错误!未定义书签。

波形发生器

一.实验目的:

1.掌握动态LED显示及键盘设计原理,对智能仪器中最基本的输入输出设备具有感性认识

2.熟练掌握HC6800开发板的使用

3.通过一个相当对完整的程序编程,能够将单片机知识和智能仪器的设计融会贯通,同时

掌握对智能仪器的软硬件构成及硬件软化方法。

二.实验要求:

1.显示亮度大致均匀。

2.按键需去抖

3.运行程序首先显示以下内容:HELLO

4.通过按键显示相应的波形,通过DA输出。

5.输出波形时,数码管显示频率,发光管指示波形种类。

6.编写实验报告。

三.硬件原理

1.单片机最小系统:

cpu 为STC89系列增强型8位单片机,频率高达80MHz,可工作于6Clock,32I/O,3定时器,内置WDT、EEPROM。支持ISP,ESD。晶振采用12M/11.0592(可更换)。

2.数码管

1.数码管功能使用:

有2 组四位动态数码管和1个一位静态数码管。当使用四位动态数码管时,用8位排线将J12与单片机的I/O口脚相连,当使用一位静态数码管时,有两种连接方式:1.用8P排线将JP3与单片机的I/O口脚相连,实现用单片机I/O脚直接控制数码管。2.用8P排线将JP2与JP3相连,然后将JP12用短路冒全部短接,此时为单片机控制74HC595,,7HC595再控制数码管的动态扫描。

2.数码管说明

数码管实际上是由7个发光管组成的8字形构成的,加上小数点就是8个,动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有显示器的8个笔划a-h同名端连在一起,而每一个显示器的公共极COM是各自独立地接受I/O口线控制。

CPU向各字段输出口送出字形码时,所有显示器均接收到相同的字形码,但究竟是那个显示器亮,取决于COM端所以就可以自行决定何时显示哪一位了。所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法,轮流控制各个显示器的COM端,使各个显示器轮流点亮。每位显示器的点亮时间是极为短暂的(约1ms),但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余晖效应,尽管实际上各位显示器并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就

是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感。

3数码管原理图

3.LED灯

JP1为8路LED灯的接口,使用此功能时,将JP1与JP8-JP11中任何接口相连,即可实现单片机控制8路LED。

原理图

4.矩阵按键

1.矩阵键盘的功能使用

JP4为矩阵键盘的接口,p10—P13为行,p14-p16为列。使用8P排线把JP4与JP8-JP11中任何接口相连,实现矩阵键盘的功能。

2.矩阵键盘的结构与工作原理

当键盘中按键数量较多时为了减少I/O口德占用,通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。这样一个端口就可以构成4*4个按键,比直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,在需要的键数较多时,采用矩阵法来做键盘是合理的。矩阵式的键盘显然比直接法复杂一些,识别也要复杂一些。

原理图:

5.DA/AD转换 PCF8591

Pcf8591使用I2C与单片机通信,(SDA)串行数据线,(SCL)串行时钟线。AD0和AD1是两路模拟输入,改变AD0和AD1位置的电位器,实现了两路模拟输入,在数码管中可以看到数值变化。当PCF8591数模端口数据变化时,DA位置的LED亮度随之改变。

PCF8591T介绍:

PCF8591是Philips生产的8位分辨率D/A、A/D转换集成芯片,有4路模拟输入,1路

模拟输出,一个I2CBUS接口,3个给硬件编程的脚。通过I2C总线与处理器通信,其价格低廉,接口简单,转换控制容易等优点,在单片机应用系统中得到了广泛的应用。

AIN0-AIN3:模拟输出(A/D转换)

AOUT:模拟输出(D/A转换)

A0-A2:硬件设备地址

GND:电源负极地

VREF:参考电压输入

EXT:振荡器输入时,内部/外部的切换开关

OSC:振荡器输入/输出

SCL:I2C BUS时钟输入

SDA:I2CBUS 数据输入输出

AGND:模拟地,模拟信号和基准电源的参考地

原理图:

6.I2C总线

I2c总线是一种基于IC器件之间连接的二线制总线。它通过SDA(串行数据线)及SCL (串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息,并根据地址识别每个器件:不管是单片机,存储器,LCD驱动器还是键盘接口。

1.I2C总线基本结构:

采用I2C总线标准的单片机IC器件,其内部结构不仅有I2C接口电路,而且将内部各单元电路电路按功能划分为若干相对独立的模块,通过软件寻址实现片选,减少了器件片选的连接。CPU不仅能通过指令将某个功能单元电路挂靠摘离总线,还可对该单元的工作状况进行检测,从而实现对硬件系统的既简单又灵活的扩展与控制。

I2C总线接口电路原理图:

2.双向传输的接口特性

传统的单片机串行接口的发送和接收一般都各用一条线,如MCS51系列的TXD和RXD。

而I2C总线则根据器件的功能通过软件程序使其可工作于发送接收方式。当某个器件向总线上发送信息时,它就是发送器(也称主器件),而当其从总线上接收信息时,又成为接收器(也叫从器件)。主器件用于启动总线上传送数据并产生时钟,以开放送的器件,此时,任何被寻址的器件均本人为是从器件。I2C总线的控制完全由挂接在总线上的主器件送出的地址和数据决定。在在总线上,既没有中心机,也没有优先机。

总线上主和从(即发送和接收)的关系不是一成不变的,而是取决于此时数据传送的方向。SDA和SCL均为双向输入输出线,通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时,两根线都是高电平。;连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路,以具有“线”与功能。I2C总线的数据数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/S,在快速方式下,最高传送速率可达400kbit/s.

在实际应用中,一般只有单片机能够发送CLK,因此,只有单片机能够作为主器件,其余I2C器件均为从器件。多单片机系统通常很少应用。

I2C总线上的时钟信号在I2C总线上传送信息时的时间同步信号是由挂接在SCL 时钟器件的逻辑与完成的。SCl线上由高电平到低电平的跳变将影响这些器件,一旦某个器件的SCl线跳变为低电平,使SCL上的所有器件进入低电平期。此时低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变不能影响SCL线的状态,于是这些器件将进入高电平等待的状态,当所有器件的时钟信号都跳变为高电平时,低电平期结束。SCL线被释放SCL 线被释放返回高电平,即所有的器件都同时开始它们的高电平期。其后,第一个结束高电平期的器件又将 SCL 线拉成低电平。这样就在 SCL 线上产生一个同步时钟。可见,时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件确定,而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件确定。

3.数据的传送

在数据传送过程中,必须确认数据传送的开始和结束。在 I2C 总线技术规范中,开始和结束信号(也称启动和停止信号)的定义如图所示。

当时钟线 SCL 为高电平时,数据线 SDA 由高电平跳变为低电平定义为"开始"信号;

当 SCL 线为高电平时,SDA 线发生低电平到高电平的跳变为"结束"信号。开始和结束信号都是由主器件产生。在开始信号以后,总线即被认为处于忙状态;在结束信号以后的一段时间内,总线被认为是空

闲的。

4.I2C总线的数据传送格式:

在I2C总线开始信号后,送出的第一个字节数据是用来选择器件地址的,其中前七位为地址码,第八位为方向位,方向位为0表示发送,即主器件把信息写到所选择的从器件;方向位为1表示主器件将从从器件读信息。开始信号后,系统中的各个器件将自己的地址和主器件送到总线上的地址进行比较,如果与主器件发送到总线上的地址一致,则该器件即为被主器件寻址的器件,其接收信息还是发送信息则由第八位确定。

在I2C总线上每次传送的数据字节数不限,但每一个字节必须为8位,而且每个传送的字节后面必须跟一个认可位,也叫应答位。

数据的传送过程:

每次都是先传最高位通常从器件在接收到每个字节后都会做出响应,即释放SCL线返回高电平,准备接受下一个数据字节,主器件可继续传送。如果从器件正在处理一个实时事件而不能接收数据时,(例如正在处理一个内部中断,在这个中断处理完之前就不能接受I2C总线上的数据字节)可以使时钟SCl线保持低电平,从器件必须使SDA保持高电平,此时主器件产生1个结束信号,使传送异常结束,迫使主器件处于等待状态。当从器件处理完毕时,释放SCL线,主器件继续传送。

当主器件发送完一个字节的数据时,接着发出对应于SCL线上的一个时钟(ACK)认可位,在此时钟内主器件释放SDA线一个字节传送结束,而从器件的响应信号将SDA 线拉成低调平,使SDA在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。从器件的响应信号结束后,SDA线返回高电平,进入下一个传送周期。

5.总线竞争的仲裁:

总线上可能挂接有多个器件,有时会发生两个或多个主器件想同时占用总线的情况,例如:多单片机系统中,可能在某一时刻有两个单片机要同时向总线发送数据,这种情况叫总线竞争。I2C总线具有多主控能力,可对发生在SDA线上的总线竞争进行仲裁,其仲裁原则是:当多个主器件同时想占用总线时,如果某个主器件发送高低阿平,而另一个主器件发送低电平,则发送电平与此时SDA总线电平不符合的那个器件将自动关闭其输出级。总线竞争的仲裁是在两个层次上进行的。首先是地址位的比较,从而确保了竞争仲裁的可靠性。由于利用I2C总线上的信息进行仲裁,因此不会造成信息的丢失。

6.应用领域

I2C总线接口器件目前在视频处理,移动通信,等领域采用I2C总线接口器件已经比较普遍。另外,通用的I2C总线接口器件,如带I2C总线的单片机,RAM,ROM,A/D,D/A,LCD

驱动器等器件,也越来越多的应用于计算机及自动控制系统中。

四.软件原理

1.LED动态显示

1.显示原理

LED的静态显示虽然有编程容易,管理简单等优点,但静态显示所要占用的IO口资源很多,所以在显示的LED较多的情况下,一般采用动态显示方式。

数码管实际上是由7个发光管组成的8字形构成的,加上小数点就是8个,动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式。其接口电路是把所有显示器的8个笔划a-h 同名端连在一起,而每一个显示器的公共极COM是各自独立地接受I/O口线控制。CPU向各字段输出口送出字形码时,所有显示器均接收到相同的字形码,但究竟是那个显示器亮,取决于COM端所以就可以自行决定何时显示哪一位了。所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法,轮流控制各个显示器的COM端,使各个显示器轮流点亮。每位显示器的点亮时间是极为短暂的(约1ms),但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余晖效应,尽管实际上各位显示器并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感

显示子程序:

#include <>

#include <>

sbit LS138A = P2^2; //定义138译码器的输入A脚由控制

sbit LS138B = P2^3; //定义138译码器的输入脚B由控制

sbit LS138C = P2^4; //定义138译码器的输入脚C由控制

void delay(unsigned int i); //函数声名

char DelayCNT;

//此表为 LED 的字模, 共阴数码管 0-9 -

unsigned char code Disp_Tab[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};

main()

{

unsigned int i,LedNumVal=1 ;

unsigned int LedOut[10];

DelayCNT=0;

while(1) //进入循环状态

{

if(++DelayCNT>=50)

{

DelayCNT=0; //延时计数每扫描一次加一次

++LedNumVal; //每隔50个扫描周期加一次

}

LedOut[0]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000];

LedOut[1]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100]|0x80;

LedOut[2]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10];

LedOut[3]=Disp_Tab[LedNumVal%10];

LedOut[4]=Disp_Tab[LedNumVal%10000/1000]; //千位 LedOut[5]=Disp_Tab[LedNumVal%1000/100]|0x80; //百位带小数点

LedOut[6]=Disp_Tab[LedNumVal%100/10]; //十位

LedOut[7]=Disp_Tab[LedNumVal%10]; //个位

for( i=0; i<9; i++) //实现8位动态扫描循环

{ P0 = LedOut[i]; //将字模送到P0口显示

switch(i) {

case 0:LS138A=0; LS138B=0; LS138C=0; break;

case 1:LS138A=1; LS138B=0; LS138C=0; break;

case 2:LS138A=0; LS138B=1; LS138C=0; break;

case 3:LS138A=1; LS138B=1; LS138C=0; break;

case 4:LS138A=0; LS138B=0; LS138C=1; break;

case 5:LS138A=1; LS138B=0; LS138C=1; break;

case 6:LS138A=0; LS138B=1; LS138C=1; break;

case 7:LS138A=1; LS138B=1; LS138C=1; break;

}

delay(150);

}

}

}

void delay(unsigned int i)

{

char j;

for(i; i > 0; i--)

for(j = 200; j > 0; j--);

}

2.键盘

1.键盘扫描原理

在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。这样,一个端口就可以构成4*4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,比如再多加一条线就可以构成20键的键盘,而直接用端口线则只能多出一键。由此可见,在需要的键数比较多时,采用矩阵法来做键盘是合理的。

矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些,识别也要复杂一些,列线通过电阻接正电源,并将行线所接的单片机的I/O口作为输出端,而列线所接的I/O口则作为输入。这样,当按键没有按下时,所有的输入端都是高电平,代表无键按下。行线输出是低电平,一旦有键按下,则输入线就会被拉低,这样,通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。

2.键盘扫描子程序

#include <>

#include <>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar dis_buf; //显示缓存

uchar temp;

uchar key; //键顺序吗

void delay0(uchar x); //x*

#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};

unsigned char code LED7Code[] = {~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39, ~0x5E,~0x79,~0x71};

void delay(uchar x)

{ uchar j;

while((x--)!=0)

{ for(j=0;j<125;j++)

{;}

}

}

void keyscan(void)

{ temp = 0;

P1=0xF0; //高四位输入行为高电平列为低电平

delay(1);

temp=P1; //读P1口

temp=temp&0xF0; //屏蔽低四位

temp=~((temp>>4)|0xF0);

if(temp==1) // 被拉低

key=0;

else if(temp==2) // 被拉低

key=1;

else if(temp==4) // 被拉低

key=2;

else if(temp==8) // 被拉低

key=3;

else

key=16;

P1=0x0F; //低四位输入列为高电平行为低电平

delay(1);

temp=P1; //读P1口

temp=temp&0x0F;

temp=~(temp|0xF0);

if(temp==2) // 被拉低

key=key+0;

else if(temp==4) // 被拉低

key=key+4;

else if(temp==8) // 被拉低

key=key+8;

else

key=16;

dis_buf = key; //键值入显示缓存

dis_buf = dis_buf & 0x0f;

}

void keydown(void)

{

P1=0xF0;

if(P1!=0xF0) //判断按键是否按下如果按钮按下会拉低P1其中的一个端口

{

keyscan(); //调用按键扫描程序

}

}

main()

{

P0=0xFF; //置P0口

P1=0xFF; //置P1口

delay(10); //延时

while(1)

{

keydown(); //调用按键判断检测程序

P0 = LED7Code[dis_buf%16]&0x7f; //LED7 0x7f为小数点共阴和共阳此处也是不一样; %16表示输出16进制

}

}

五.设计心得

通过这次课程设计,加深了对知识的理解,也非常的清楚的认识了这门课程的重要性,也意识到了自己在程序设计方面的薄弱性。希望在以后的学习和工作中能进一部的加强自己专业素质和实践动手能力,并在单片机程序设计语言方面要实现从汇编语言到 C 语言的跳转。

六.参考文献

1.赵新民,王祁智能仪器设计基础。哈尔滨工业大学出版社

七.附录

1.程序

#include <>

#include <>

#define _Nop() _nop_() /*定义空指令*/

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code saw_tab[]={ //每隔数字8,采取一次

0xc0,0xbc,0xb8,0xb4,0xb0,0xac,0xa8,0xa4,0xa0,0x9c,0x98, 0x94,

0x90,0x8c,0x88,0x84,0x80,0x7c,0x78,0x74,0x70,0x6c,0x68,0x64,0x60,0x5c,0x58, 0x54,0x50,0x4c,0x48,0x44,0x40,0x3c,0x38,0x34,0x30,0x2c,0x28,0x24,0x20,0x1c,0x18 ,

0x14,0x10,0x0c,0x08,0x04,0x00};

uchar code maichong_tab[]={ 255,255,255,255,255,2550,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,};

uchar dis_buf; //显示缓存

uchar temp;

uchar key,flag=0; //键顺序吗

void delay0(uchar x); //x*

#define delayNOP(); {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};

sbit LS138A = P2^2; //定义138译码器的输入A脚由控制

sbit LS138B = P2^3; //定义138译码器的输入脚B由控制

sbit LS138C = P2^4; //定义138译码器的输入脚C由控制

void delay9(unsigned int i); //函数声名

char DelayCNT;

//此表为 LED 的字模, 共阴数码管 0-9 -

unsigned char code Disp_Tab[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};

unsigned char code Disp_Tab1[] = {0x76,0x79,0x38,0x38,0x3f};

bit ack; /*应答标志位*/

sbit SCL=P2^1; //I2C 时钟

sbit SDA=P2^0; //I2C 数据

void Start_I2c()

{

SDA=1; /*发送起始条件的数据信号*/

_Nop();

SCL=1;

_Nop(); /*起始条件建立时间大于,延时*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SDA=0; /*发送起始信号*/

_Nop(); /* 起始条件锁定时间大于4μs*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SCL=0; /*钳住I2C总线,准备发送或接收数据 */

_Nop();

_Nop();

}

void Stop_I2c()

{

SDA=0; /*发送结束条件的数据信号*/

_Nop(); /*发送结束条件的时钟信号*/

SCL=1; /*结束条件建立时间大于4μs*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SDA=1; /*发送I2C总线结束信号*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

_Nop();

}

void SendByte(unsigned char c)

{

unsigned char BitCnt;

for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) /*要传送的数据长度为8位*/

{

if((c<

else SDA=0;

_Nop();

SCL=1; /*置时钟线为高,通知被控器开始接收数据位*/ _Nop();

_Nop(); /*保证时钟高电平周期大于4μs*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SCL=0;

}

_Nop();

_Nop();

SDA=1; /*8位发送完后释放数据线,准备接收应答位*/ _Nop();

_Nop();

SCL=1;

_Nop();

_Nop();

_Nop();

if(SDA==1)ack=0;

else ack=1; /*判断是否接收到应答信号*/

SCL=0;

_Nop();

_Nop();

}

unsigned char RcvByte()

{

unsigned char retc;

unsigned char BitCnt;

retc=0;

SDA=1; /*置数据线为输入方式*/

for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)

{

_Nop();

SCL=0; /*置时钟线为低,准备接收数据位*/

_Nop();

_Nop(); /*时钟低电平周期大于μs*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SCL=1; /*置时钟线为高使数据线上数据有效*/

_Nop();

_Nop();

retc=retc<<1;

if(SDA==1)retc=retc+1; /*读数据位,接收的数据位放入retc中 */

_Nop();

_Nop();

}

SCL=0;

_Nop();

_Nop();

return(retc);

}

void Ack_I2c(bit a)

{

if(a==0)SDA=0; /*在此发出应答或非应答信号 */

else SDA=1;

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SCL=1;

_Nop();

_Nop(); /*时钟低电平周期大于4μs*/

_Nop();

_Nop();

_Nop();

SCL=0; /*清时钟线,钳住I2C总线以便继续接收*/

_Nop();

_Nop();

}

void delay9(unsigned int i)

{

char j;

for(i; i > 0; i--)

for(j = 200; j > 0; j--);

}

bit DACconversion(unsigned char sla,unsigned char c, unsigned char Val) {

Start_I2c(); //启动总线

SendByte(sla); //发送器件地址

if(ack==0)return(0);

SendByte(c); //发送控制字节

if(ack==0)return(0);

SendByte(Val); //发送DAC的数值

if(ack==0)return(0);

Stop_I2c(); //结束总线

return(1);

}

void delay(uint x)

{ uchar j;

while((x--)!=0)

{ for(j=0;j<125;j++)

{;}

}

}

void keyscan(void)

{ temp = 0;

P1=0xF0; //高四位输入行为高电平列为低电平 delay(1);

temp=P1; //读P1口

temp=temp&0xF0; //屏蔽低四位

temp=~((temp>>4)|0xF0);

if(temp==1) // 被拉低

key=0;

else if(temp==2) // 被拉低

key=1;

else if(temp==4) // 被拉低

key=2;

else if(temp==8) // 被拉低

key=3;

else

key=16;

P1=0x0F; //低四位输入列为高电平行为低电平

delay(1);

temp=P1; //读P1口

temp=temp&0x0F;

temp=~(temp|0xF0);

if(temp==2) // 被拉低

key=key+0;

else if(temp==4) // 被拉低

key=key+4;

else if(temp==8) // 被拉低

key=key+8;

else

key=16;

dis_buf = key; //键值入显示缓存

dis_buf = dis_buf & 0x0f;

}

void keydown(void)

{

P1=0xF0;

if(P1!=0xF0) //判断按键是否按下如果按钮按下会拉低P1其中的一个端口{

keyscan(); //调用按键扫描程序

}

}

void delay5(unsigned int time)

{

for(time;time>0;time--);

}

void bmain()

{uint h=50;

P0=0xFF; //置P0口

P1=0xFF; //置P1口

delay(10); //延时

while(h--)

{

unsigned int i;

unsigned int LedOut[10];

LedOut[0]=Disp_Tab[key%10000/1000];

LedOut[1]=Disp_Tab[key%1000/100]|0x80;

LedOut[2]=Disp_Tab[key%100/10];

LedOut[3]=Disp_Tab[key%10];

LedOut[4]=Disp_Tab[key%10000/1000]; //千位

LedOut[5]=Disp_Tab[key%1000/100]|0x80; //百位带小数点

LedOut[6]=Disp_Tab[key%100/10]; //十位

LedOut[7]=Disp_Tab[key%10]; //个位

for( i=0; i<9; i++) //实现8位动态扫描循环

{

智能仪器 课程设计

题目要求: 利用三轴加速度传感器实现跌倒的检测。在PSoC 3 FirstTouch板上实现。 一、学习PSOC的开发环境creator的使用。首先图示化选定所用的硬件并产生该硬件的API 函数,然后类似keil环境下做C语言程序。 二、https://www.360docs.net/doc/a515836059.html,/data/html/2010-9-14/85764.html理解加速度传感器检测跌倒的算法原理。 三、PSoC 3 FirstTouch上有三轴加速度传感器KXSC7-2050,实现跌倒检测算法。 摘要 跌倒是指人身体的任何部位意外地触及地面或其它较低的平面,而当事人无法实时做出反应.跌倒是对健康,乃至生命的严重威胁。随着老龄化社会的到来,对跌倒的监测和及时报警日益成为一个紧迫的问题。 跌倒监测报警系统的目标是能够将跌倒(Fall)与日常生活的正常动作(Activities of Daily Life,ADL)区分开来,准确地检测跌倒的发生,并智能判断是否需要报警求助。从而尽可能地缩短救助时闻,减小跌倒带来的伤害,降低误报率,最终提升被监测者的生活质量。 本次研究采用了PSoC 3 FirstTouch实验板,利用三轴加速度传感器KXSC7-2050搭建了三维加速度监测系统。 研究主要分为两部分:第一,对跌倒和ADL进行定义和模式分类,通过佩戴在腰间的数据记录系统记录各模式下的三维加速度数据,并对其进行处理、分析和比较;第二,根据分析结果,提出了以SVM或SMA为特征量,以人体状态及姿态为辅助判据的算法,并总结出了具体阈值相关参数。另外,还提出了基于三维加速度数据的步态分析及跌倒预警的设想,并进行了步频分析等初步的分析与论证. 关键词:跌倒检测监测三维加速度传感器 跌倒判断方式 对跌倒的自动检测可通过直接或间接的手段。常见的手段包括: (1)视频分析:需要在每个盗测区域安置设备,不方便且昂贵; (2)声响或振动分析:该方法认为跌倒可通过频率分析与其它活动区分开来,但各种各样的地面材质是一个棘手蛉问题; (3)智能护理系统:跌倒发生后的当然结果就是在其后的一段时期内,被监测者几乎不会有运动,缺点是反应需要的对间较长且易误报警; (4)随身佩戴的装置:它们能够即时检测出跌倒,且如果有智能判断,可自动决定是否发出摄警或求救信号。’ 显然,第四种方案简便、可靠、经济,且易与现有技术结合,从而达到更好的监测效果,难点在予检测的准确性:既不能漏过每一次跌倒,也不能将正常活动误报为跌倒,其中的平衡取舍较难掌握。 早期的跌倒判定手段和方法比较简单,其结果也受较大的限制。如,手杖中的水银开关。该检测方法默认,当跌倒发生时,手杖也躺倒呈水平状态,此时水银开关导通发出报警信号。显然这样的手段太过简单,结果也很粗糙。之后渐渐出现了以加速度信号为监测对象的监测

智能仪器课程设计说明书智能温度测量仪表方案设计

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。

物联网时代下的《仪器仪表课程设计》教学改革实践

物联网时代下的《仪器仪表课程设计》教学改革实 践 仪器仪表课程设计是高校自动化、电气、测控及相关专业的一门重要课程,它集技术性、工程性和实践性于一体,是一门涉及检测技术、单片机原理、电子技术、自动控制、计算机通信等多门学科的现代综合课程。通过仪器仪表课程设计的实践,学生可以了解电子及微机工程项目的开发过程,还可以掌握智能仪器仪表系统的设计和调试方法,并具有运用基础知识解决问题的能力和素质。 2021年2月教育部发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》,吹响了新时代本科教育改革发展的进军号。该通知明确指出,新工科项目的开展與实施应当围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系进行,而不是简单地围绕传统工科教育专业融合或专业调整。 与此同时,随着互联网和通信技术的发展,将设备融入互联网成为互联网的另一扩展方向——物联网。最初的物联网的概念是由美国提出来的,把所有的物品通过物联网域名相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪等等的一种网络概念。物联网的官方定义是:是基于互联网之上,使不可交流的物体与物体之间进行交流,而产生的过程,称之为物联网(Internet of Things)。在过去的十年中,我们见证了各种设备通过网络连接在一起,各种传感器,温度计,交通、流速传感器以及数据传输。 借助新工科建设和物联网快速发展的契机,我校结合近几年在仪器仪表课程设计指导过程中遇到的一些问题,并结合智能仪器仪表技术、物联网技术飞速发展的特点[5,6],对该课程进行了改革实践。从教学内容,教学方法,教学模式三方面实施了该课程的教学改革,引导学生培养创新性的工程实践能力、探索学生创新创造潜能,以适

控制装置与仪表课程设计

控制装置与仪表课程设计 课程设计报告 ( 2012-- 2013年度第二学期) 名称:控制装置与仪表课程设计 题目:炉膛压力系统死区控制系统设计院系: 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 设计周数:一周 成绩: 日期:2013年7 月5日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求 1.1 目的与要求 (1)认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 (2)了解过程控制方案的原理图表示方法(SAMA图)。 (3)掌握数字调节器KMM的组态方法,熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。 (4)初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 1.2设计实验设备 KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1 1.3 主要内容 1. 按选题的控制要求,进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。 2 . 组态设计 2.1 KMM组态设计 以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图,由组态图填写 KMM的各组态数据表。 2.2 组态实现 在程序写入器输入数据,将输入程序写入EPROM芯片中。 3. 控制对象模拟及过程信号的采集 根据控制对象特性,以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路,模拟控制对 象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中,以便进行观察和记录。 4. 系统调试 设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产 过程已经处于运行或试运行阶段,此时应以观察为主,当涉及到必需的系统修改 时,应做好充分的准备及安全措施,以免影响正常生产,更不允许造成系统或设 备故障。动态调试一般包括以下内容: 1)观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常; 2)检查控制系统逻辑是否正确,并在适当时候投入自动运行; 3)对控制回路进行在线整定; 4)当系统存在较大问题时,如需进行控制结构修改、增加测点等,要重新组态下装。 二、设计(实验)正文 1设计题目:炉膛压力系统死区控制系统设计(如附图1) 附图1: 引风机 炉膛压力系统死区单回路控制系统

智能仪器课程设计报告

智能仪器设计课程设计报告 ―――采用RS 485标准的主从式多机系统设计 学生姓名:王** 学号:********* 班级:******** 任课教师:*** 成绩:

1、设计要求 a) 系统基本结构:1个51系列单片机主机、2个51系列单片机从机(从机1 和从机2)、采用RS 485组成主从式多机系统; b) 系统基本功能:在主机键盘上按“1”键,从机1的LED数码显示器上显示“1”,此后从机1键盘上每按下1个数字键,主机LED数码显示器上能显示对应的数字,当从机1键盘上按下“0”键时,此次通信结束,从机1键盘上再按下任意数字键,主机不显示相应数字;在主机键盘上按“2”,从机2的LED数码显示器上显示“2”,此后从机2键盘上每按下1个数字键,主机LED数码显示器上能显示对应的数字,当从机2键盘上按下“0”键时,此次通信结束,从机2键盘上按下任意数字键后,主机不显示相应数字; c) 选做:从机1和从机2可设计成相关物理量的测量系统,当主机呼叫从机时,从机能把最新的测量值发给主机。 2、方案论证 (1)系统组成:由三个51单片机构成主从通信系统(本组使用的芯片型号是STC89C52,其功能是一致的),每个单片机搭配LED数码管显示器和键盘;通信采用RS-485标准,可使用MAX485芯片作为通信收发器,单片机控制MAX485的使能端进行发送和接受逻辑控制;单主机多从机的通讯系统需要区分地址信息和数据信息,可利用51串口模式中的模式2进行通信,修改主机的SCON.3状态表明主机发送的是否是地址信息,修改某台从机的SM2状态来建立和主机的唯一通信;数据输入使用键盘输入,数据显示可简单的使用数码管显示。

智能仪器设计课程设计

智能仪器设计课程设计 8. 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Cu100热电阻,测温范围为0℃~150℃。采用位式(两位、三位,具有滞环)控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器(电源电压为AC220V)。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明: 如下设计题目应该在课程开始时布置,并在教学中安排时间,以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目,并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目,都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节,根据设计智能仪表产品的课程改革目的,特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目,满足教学需求。课程题目小,学生容易学,上手快,可以在短时间走完智能仪表设计的全过程,学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 (1)正确理解设计题目,经过查阅资料,给出正确设计方案,画出详细仪表原理框图(各个功能部分用方框表示,各块之间用实际信号线连接)。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料,例如传感器(热偶分度表等)、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上,给出设计方案(选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等,简要说明选择的理由) (2)用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 (3)设计PCB图 在画PCB前应该购买元件,因为有了元件才知道封装尺寸,但也可以不购买元件,只到元件商店测量实际元件尺寸后,画封装图。 (4)熟悉单片机内部资源,学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 (5)采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求,确定仪表需要完成的任务(功能),然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明,并有详细注释。 说明:若是不安装实验板或是最小系统板,就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件(随意下载)仿真,则学习效果将大打折扣。 2.设计(考试)说明书 说明书内容: (1)封面内容: 《智能仪器设计基础》考试题 题目号:

电子秤课程设计实验报告

电 子 设 计 实 验 报 告 电子科技大学 设计题目:电子称姓名:

学生姓名 任务与要求 一、任务 使用电阻应变片称重传感器,实现电子秤。用砝码作称重比对。 二、要求 准确、稳定称重; 称重传感器的非线性校正,提高称重精度; 实现“去皮”、计价功能; 具备“休眠”与“唤醒”功能,以降低功耗。

电子秤 第一节绪论 摘要:随着科技的进步,在日常生活以及工业运用上,对电子秤的要求越来越高。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视。因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能自动校正系统的非线性。此外,为了保证准确、稳定地显示,要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。基于电子秤的现状,本文提出了一种简单实用并且精度高的智能电子秤设计方案。通过运用很好的集成电路,使测量精度得到了大大提高,由于采用数字滤波技术,使稳态测量的稳定性和动态测量的跟随性都相当好。并取得了令人满意的效果。 关键词:压力传感器,AD620N放大电路,ADC模数转换,STM32单片机,OLED 显示屏,矩阵键盘,电子秤。 1.1引言 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件,利用全桥测量原理,通过对电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量纲(V)改为重量纲(g)即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,本设计采用全桥测量电路,是系统产生的误差更小。输出的数据更精确。而AD620N放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模拟量转数字量转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由OLED

检测技术及仪表课程设计报告

检测技术及仪表课程设计报告 1、1 课程设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点,从工程创新的理念出发,以工程思维模式为主,旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼,使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1、2课题介绍本课设题目以多功能动态实验装置为对象,要求综合以前所学知识,完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案,包括检测方法,仪表种类选用以及需要注意事项,并分析误差产生的原因等等。 1、3 实验背景知识换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程,污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失,因而污垢问题成为传热学界和工业界分关注而又至今未能解决的难题之一。 1、4 实验原理 1、4、1 检测方法按对沉积物的监测手段分有:热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种;非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法

和化学法。这些监测方法中,对换热设备而言,最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。 1、4、2 热阻法原理简介表示换热面上污垢沉积量的特征参数有:单位面积上的污垢沉积质量mf,污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示: (1-1)图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下:设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的,图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布,其总的传热热阻为: (1-2)图1b为两侧有污垢时的温度分布,其总传热热阻为: (1-3)忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响,则可认为(1-4)于是两式相减得: (1-5)该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻,这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见,假定换热面只有一侧有污垢存在,则有:(1-6)(1-7)若在结垢过程中,q、Tb均得持不变,且同样假定(1-8)则两式相减有: (1-9)这样,换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。

智能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: 专业年级:自动化 指导教师: 信息与计算科学系 2013年3月23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)

智能仪器课程设计报告

专业课程设计报告 题目:基于DS18B20的温度测量系统 系别:信息工程系 专业班级: 学生姓名: 指导教师:丹丹 提交日期:2012年5月18日

目录 一、前言 (3) 二、系统组成 (3) 1、设计思路 (4) 2、基本要求 (4) 3、课程设计目的 (4) 三、硬件电路组成及工作原理 (4) 1、温度传感器功能模块 (5) 2、AT89C51单片机 (7) 3、8550PNP三极管 (10) 4、晶振电路 (10) 5、复位电路 (11) 6、键盘电路 (12) 7、显示电路 (13) 四、整体仿真调试与实物连接....... 错误!未定义书签。 五、整体电路图 (15) 六、心得体会 (16) 七、参考文献 (17) 八、附录(源程序) (17)

智能温度测量系统的设计 一、前言 温度是一种基本的环境参数,人民的生活与环境的温度息息相关,在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。测量温度的关键是温度传感器,温度传感器的发展经历了三个发展阶段:传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式,集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器,在89C51单片机的控制下,对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高,该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。 二、系统组成 智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路、风扇降温电路、键盘电路、串口通信电路等六部分组成。系统原理框图如下: 图1智能温度测量系统原理框图

仪器仪表管理系统—C语言课程设计

仪器仪表管理 1.题目要求 Ⅰ.【要求】 系统功能的基本要求: (1)新的仪器仪表信息的录入; (2)在借出、归还、维修时对仪器仪表信息的修改; (3)对报废仪器仪表信息的删除; (4)按照一定的条件查询符合条件的仪器仪表信息;查询功能至少应该包括仪器仪表基本信息(如仪器仪表名字、仪器仪表编等)的查询、按时间点(借入时间、借出时间、归还时间)查询等 (5)对查询结果的输出。 【提示】 数据结构采用结构体。仪器仪表信息包括仪器仪表名、仪器仪表编号、购买时间、借入时间、借出时间、归还时间、维修时间、状态信息(0代表可借出,1代表已借出,2代表正在维修)等。 Ⅱ.需求分析 根据题目要求,需要把仪器仪表信息的的数据存储在文件里,所以需要提供文件的输入输出等操作;在程序中要提供修改,删除,查找等操作;另外还应该提供键盘式选择菜单实现功能选择。 2.功能实现设计 2.1总体设计 系统功能模块图 2.2详细设计 1.主函数

主函数一般设计得比较简洁,只提供输入输出和功能处理的函数调用。其各功能模块用菜单方式选择。本题将main()函数体内的界面选择部分语句单独抽取出来作为一独立函数,目的在于系统执行完每部分功能模块后能够方便返回到系统界面。 【程序】 main() {menu(); } 菜单部分设计如下: 【流程图】 N 【程序】 main() { menu(); } void menu() { int w,n; do { system("cls"); printf("\t\t WELCOME TO THE EQUIPMENT MANAGEMENT SYSTEM\n\n\n"); printf("\n\n\t\t====================******====================\ n\n\n"); printf("\t\t\t1:Add message of new equipmen\n\n"); printf("\t\t\t2:Load the message of all equipment\n\n"); printf("\t\t\t3:Correct the message of equipment\n\n"); printf("\t\t\t4:Ddlete the message of broken equipment\n\n"); printf("\t\t\t5:Search the message of equipment\n\n"); printf("\t\t\t6:Search of all the equipment\n\n"); printf("\t\t\t7:Exit\n");

检测及仪表课程设计(DOC)

目录 1设计目的 (2) 2题目介绍 (2) 3 背景意义 (2) 3.1实验装置简介 (2) 3.2研究污垢传热的理论知识 (3) 4参数检测与控制 (5) 4.1进出口温度水浴温度测量 (5) 4.1.1 仪表种类选用及依据 (5) 4.1.2 注意事项 (6) 4.1.3 可能误差 (6) 4.2 实验管壁温测量 (7) 4.2.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.2.2 可能误差 (7) 4.3 水位的测量 (7) 4.3.1 仪表种类选用及依据 (7) 4.3.2 注意事项 (8) 4.3.3 可能误差 (8) 4.4 实验管内流体流量的测量 (8) 4.4.1仪表种类选用与依据 (8) 4.4.2 可能误差 (10) 4.5 差压测量 (10) 4.5.1仪表种类选用与依据 (10) 4.5.2 可能误差 (11) 5.参考文献 (12)

第1章绪论 1.1设计目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点,从工程创新的理念出发,以工程思维模式为主,旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼,使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 2题目介绍 本课设题目以一多功能动态实验装置为对象,要求综合以前所学知识,完成此实验装置所需检测参数的检测。设计检测方案,包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项,并分析误差产生的原因等等。 该实验装置上,需要检测和控制的参数主要有: 1、温度:包括实验管流体进口(20~40℃)、出口温度(20~80 ℃), 2、实验管壁温(20~80 ℃)以及水浴温度(20~80 ℃) 3、水位:补水箱上位安装,距地面2m,其水位要求测量并控制,以适应不同流速的需要,水位变动范围200mm~500mm 4、流量:实验管内流体流量需要测量,管径Φ25mm,流量范围0.5~4m3/h 5、差压:由于结垢导致管内流动阻力增大,需要测量流动压降,范围为0~50mm 水柱 3 背景意义 3.1实验装置简介 如图3—1所示的实验装置是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。 基于本实验装置,先后完成国家、东北电力公司、省、市多项科研项目并获奖,鉴定结论为国际领先。目前承担国家自然科学基金、973项目部分实验工作。

智能仪表课程设计

《智能仪器设计》课程设计报告书 学院:信息工程学院 班级:自动化0705 学号:07001193 姓名:孙少秋

摘要 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的,由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点,所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域,使产品小型化、智能温度控制仪表化,既提高了产品的功能和质量,又降低了成本,简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。 Abstart Single-chip micro-computer, with the ultra-large scale integrated circuit technology, the development of the birth, and because of its small size, strong function and high cost performance, it is widely used in electronic equipment, household appliances, energy-saving devices, military devices, robots, industrial control and many other areas to make product miniaturization, intelligent temperature control instrumentation, both to improve the product's features and quality, but also reduce the cost and simplify design. This paper introduces the MCU to the temperature control applications.

仪器仪表电路课程设计总结--温度测控电路

仪器仪表电路课程设计总结 温度测控电路 摘要:温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。温度的测量和控制技术应用十分广泛。在工农业生产和科学研究中,经常需要对某一系统的温度进行测量,并能自动的控制、调节该系统的温度。本设计要求设计一个温度测控电路系统。 本设计采用的温度传感器是LM35温度传感器,LM35温度传感器是利用两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B 之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流。测试电路是通过电压比较放大电路来实现温度都的检测,控制电路是通过两个电压比较电路来实现对两个继电器的控制。温度传感器检查温度并将输出给转换和放大电路,放大后的信号分别送给两路已设定好阈值的比较电路,当室温大于等于报警值时,警报灯亮。利用温度传感器把系统的温度通过A\D转换电路将电信号转换成数字信号,将其显示出来。同时电压信号通过电压比较器与输入电压比较决定输出是高电平或是低电平,进而控制下一个电路单元的工作状态。报警电路中,当温达到允许最高温度,此时发光二极管点亮实现报警。 关键词:温度传感器;控制;报警;LM35;AD转换 一、设计要求: ⑴被测温度和控制温度均可数字显示; ⑵在保证测量温度准确的前提下,尽可能提高测量精度;

⑶控制温度连续可调; ⑷温度超过额定值时,产生声、光报警信号。 二、系统总体方案 2.1 对温度进行测量与显示 将温度的转换成电量,然后采用电子电路实现题目要求。可采用温度传感器,将温度变化转换成相应的电信号,并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号,然后进行译码显示。 2.2温度显示部分 ,报警温度采用转换开关控制,可分别显示系统温度、控制温度对应值V REF 对应值V 。 max 2.3 报警部分 设定被控温度对应的最大允许值V max,当系统实际温度达到此对应值V max时,发生报警信号。 三、各部分功能模块设计 3.1温度传感器LM35 LM35是电压输出型集成温度传感器, LM35集成温度传感器是利用一个热电

智能仪器课程设计

测控系统课程设计指导 电子信息与自动化学院检测与控制实验中心万文略、彭小峰 电子信息与自动化学院测控技术与仪器系杨泽林、杨继森、庄秋慧 课程设计目的 测控系统课程设计是在学生学习完智能仪器理论和实验课后安排的综合实践教学环节,要求学生在2周的时间内运用所学知识,在教师的指导下按照仪器设计的一般方法设计制作一个功能较为完整的仪器。并写出设计研究报告。通过课程设计使学生在实践上获得智能仪器设计的经验,掌握仪器设计的步骤、过程和方法。为毕业设计及今后从事智能仪器设计打下良好的基础。 课程设计题目:基于PN结传感器的温度测量仪设计 智能仪器的组成一般包括:传感器及信号调理电路、CPU及外围电路、模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量输入输出通道、人机接口电路(键盘、显示)、数据记录、转储(保存、打印)等 主要研究内容: 根据本次课程设计的题目要求,本次课程设计研究的主要内容为传感器及信号调理电路、CPU及其外围电路,AD转换电路,键盘和显示电路。本文对其中关键部分做简单介绍,以使学生能更容易地进行课程设计。 1.半导体二极管的温度特性 选择1N4007整流二极管,其正向偏置工作时PN结上的结电压满足 (式1-1) α,γ是由PN结参数决定的常数 Ugo:硅半导体在OK温度时禁带宽度与电子电荷q的比值。 由式1-1可以看出,PN结具有负的温度系数特性。 据文献记载,当温度变化一度时,结电压变化2mv左右。由式1-1可知,温度变化曲线为指数型非线性变化。其正向偏置电流应保持恒定。 2.放大电路设计 (1)选择放大器 PN结的结电压变化是一个微弱信号,结电压在温度每变化1度时大约变化2mv左右,所以需要进行放大后才能被后续电路处理。选择合适的集成运放来设计放大电路,选择运放时应考虑运放的温度系数,共模抑制比,输入失调电压,带宽等。 可供选择的运算放大器有OP07、LM324等。

仪器仪表电路课设报告

目录 第一章绪论 (2) 1.1概论 (2) 1.2课设任务 (2) 第二章方案论证及选择 (3) 第三章单元电路设计 (6) 3.1放大电路设计 (6) 3.2相敏检波电路设计 (6) 3.3低通滤波器设计 (7) 3.4直流放大器设计 (8) 第四章电路仿真(部分) (9) 5.1开关式相敏检波电路仿真 (9) 5.2低通滤波器仿真 (9) 5.3总电路功能结果仿真 (10) 第五章元器件清单 (11) 第六章小结 (13) 参考文献

第一章绪论 1.1概论 测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要,对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟,对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段,随着科技的发展,测控技术进入了全新的时代。 自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测控和仪器仪表技术领域,便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器,都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势,从而既增加了测量功能,又提高了技术性能。由于信号被采集变换成数字形式后,更多的分析和处理工作都由计算机来完成,故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。近年来,新型微处理器的速度不断提高,采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术,又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。在数据采集方面,数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新,也有效地加快了数据采集的速率和效率。与计算机技术紧密结合,已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后,不难见,配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能,实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头,是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的涉及面广,小到生产过程自动控制,大到火箭卫星的发射及监控。由于对自动控制及精度的严格要求,测控技术与仪器成为不可或缺的专业。 1.2课设任务 测控系统由传感器、电路和执行机构组成。电路时测控系统中最为灵活的部分。可以通过改变电路,达到获得不同信号的目的。此次课设任务就是着重于此。具体任务为:某差动变压器传感器用于测量位移,当所测位移在0 —±20mm范围时(铁芯由中间平衡位置往上为正,往下为负),其输出的信号为正弦信号0—40mVP-P,要求将信号处理为与位移对应的0--±2V直流信号。

控制仪表课程设计说明书

控制仪表课程设计 说明书

摘要 煤气炉是工业生产中常见的加热设备,广泛应用于冶金、机械、建材、化工等行业,其温度控制系统常见的控制技术有PID 控制、模糊控制技术等,但由于煤气炉是一个时变的、大滞后的被控对象,且升温具有单向性,很难建立精确的数学模型。而PID 控制因其成熟、容易实现、并具有可消除稳态误差的优点,基本能够满足系统性能要求。 KMM可编程程序调节器是一种多输入/输出、多功能、多用途的数学式控制仪表。它与模拟式调节器相比,具有与模拟仪表兼容,运算,控制及通信功能丰富、通用性强、可靠性高,使用维护方便等优点,用KMM进行系统设计,只要根据控制流程图进行组态即可,经过各种运算模块的不同组态能够实现多种控制功能,如平、PID控制、前馈控制等,非常简便。用它进行控制,P、I、D参数调整方便,数字显示直观,适合于小规模生产装置的控制、显示和操作,也能够经过通信接口挂到数据通道同集散控制系统连接起来,实现中、大规模的分散控制、集中监视、操作和管理。 一总体方案设计 煤气炉是工业生产的重要装置之一,它的任务是经过煤气的燃烧,产生一个理想的温度,以供生产、生活之用。在产品的工艺加工过程中,温度对产品质量的影响很大,温度检测和控制很

重要。基于常见的单回路控制系统结构简单但控制精度较低的实际,本设计提出了基于KMM可编程控制器的串级控制系统。1、串级控制系统 1.1 串级控制系统的基本概念 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器,前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。 前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数),即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数),是为了稳定主变量而引入的辅助变量。 整个系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 一次扰动:作用在主被控过程上的,而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动:作用在副被控过程上的,即包括在副回路范围内的扰动。 主参数(主变量):串级控制系统中起主导作用的那个被调节参数称为主参数。 副参数(副变量):其给定值随主调节器的输出而变化,能提前反应主信号数字变化的中间参数称为副参数。

智能仪器设计课程设计--题目

《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明: 如下设计题目应该在课程开始时布置,并在教学中安排时间,以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目,并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目,都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节,根据设计智能仪表产品的课程改革目的,特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目,满足教学需求。课程题目小,学生容易学,上手快,可以在短时间走完智能仪表设计的全过程,学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 (1)正确理解设计题目,经过查阅资料,给出正确设计方案,画出详细仪表原理框图(各个功能部分用方框表示,各块之间用实际信号线连接)。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料,例如传感器(热偶分度表等)、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上,给出设计方案(选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等,简要说明选择的理由) (2)用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 (3)设计PCB图 在画PCB前应该购买元件,因为有了元件才知道封装尺寸,但也可以不购买元件,只到元件商店测量实际元件尺寸后,画封装图。 (4)熟悉单片机内部资源,学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 (5)采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求,确定仪表需要完成的任务(功能),然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明,并有详细注释。 说明:若是不安装实验板或是最小系统板,就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件(随意下载)仿真,则学习效果将大打折扣。 2.设计(考试)说明书 说明书内容: (1)封面内容: 《智能仪器设计基础》考试题 题目号: 题目: 班级:

电子秤智能仪表课程设计

摘要 随着时代科技的迅猛发展,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。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。 20世纪90年代以来,随着科学技术的进步,工业生产自动化、智能化水平的提高,各行业对称重计量提出了许多新要求,归纳起来主要是:称重技术从静态称重向动态称重方向发展;测量方法从模拟测量向数字测量方向发展;测量特点从单参数测量向多参数测量方向发展;电子衡器产品的技术性能向高速率、高准确度、高稳定性、高可靠性方向发展。 关键词:电子秤;智能仪表

目录 引言 (3) 1.设计背景 (4) 1.1课题背景 (4) 1.2设计内容 (4) 2电子秤简介 (5) 2.1总体方案设计 (5) 2.2系统组成 (6) 3系统硬件设计 (7) 3.1传感器的设计 (7) 3.2电阻应变式传感器测量电路的设计 (8) 3.3 A/D转换系统的电路设计 (8) 3.4 CPU控制系统的电路设计 (11) 3.5液晶显示简介 (13) 3.6 报警电路的设计 (15) 3.7系统总体电路图 (16) 4.软件设计 (17) 4.1主程序的设计 (17) 5电路调试 (18) 5.1系统调试及结果处理 (18) 6.总结 (19) 参考文献 (20) 附录;源程序代码 (21)

引言 近几年,我国的电子称重系统从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。电子称重技术逐渐从静态称重向动态称重发展,从模拟测量向数字测量发展,从单参数测量向多参数测量发展。电子称重系统制造技术及其应用得到了新发展。国内电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平,少数产品的技术已处于国际领先水平。作为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。

数字显示仪表课程设计

东北石油大学课程设计 课程数字显示仪表课程设计 题目数字式压力表设计 学院电气信息工程学院 专业班级自动化12-1班 学生姓名杜亦明 学生学号120601140127 指导教师杨莉邵克勇 2013年8月1日

东北石油大学课程设计任务书 课程数字显示仪表课程设计 题目数字式压力表设计 专业自动化姓名杜亦明学号 120601140127 主要内容: 在面包板上安装一台用单片A/D转换器7107或7106组成的通用表头。配接压力传感器(应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器),制成数字压力显示仪表。 基本要求: 1、学习数字显示仪表原理。 2、设计、绘制电路连接图。 3、能够独立完成数字显示仪表表头的制作。 主要参考资料: [1] 沙占友.数字化测量技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2004. [2] 井口征士.传感工程[M].北京:科学出版社.2005. [3] 杨邦文.应用电子小制作150例[M].北京:人民邮电出版社.2005. [4] 常健生.检测与转换技术[M].吉林:吉林工业大学出版社.2006. [5] 路勇.高文焕.电子电路实验及仿真[M].北京:清华大学出版社,2004. [6] 王松武.于鑫.电子创新设计[J].北京:国防工业出版社,2005. 完成期限 2014.7.21—2014.8.1 指导教师 专业负责人 2014年7月1日

目录 第1章数显仪表工作原理 (1) 1.1 数字式显示仪表原理 (1) 1.2 数字式显示仪表结构 (1) 1.3 数字仪表的主要技术指标 (2) 1.4 线性化问题 (3) 1.5 信号的标准化及标度变换 (3) 第2章数显仪表设计方案 (5) 2.1 ICL7107双积分A/D转换器 (5) 2.2 LED显示器 (8) 2.3 主要集成块、三极管 (9) 第3章数显仪表的制作与安装 (10) 3.1 测量电阻 (10) 3.2 测量电容 (10) 3.3数显部分的制作 (10) 3.4 电源部分的制作 (10) 第4章结论与体会 (13) 参考文献 (14)

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