工业用智能仪器仪表.ppt

第一章 概论 主要内容 §1.1 智能仪器仪表的发展 §1.2 智能仪器仪表设计的主要内容（√） §1.3 微机技术的发展（√） §1.4 测控系统的发展 √——重点 §1.1 智能仪器仪表的发展 主要内容 1.1.1 智能仪器仪表的定义 1.1.2 智能仪器仪表的功能和特点 （√） 1.1.3 国内外的现状和发展趋势 （√）——重点 1.1.1 智能仪器仪表的定义 智能仪器仪表 简单地讲就是将微处理器或微计算机用于测量设备或仪器仪表中。（详细） 1.1.2 智能仪器仪表的功能和特点 自动测量； 自动切换量程； 综合分析、判断、决策； 具有计算和数据处理能力； 对测量数据进行误差修正； 智能仪器仪表的功能和特点（续） 具有自动联机和自动脱机功能； 具有自检及故障监控功能； 具有系统重构能力； 能以多种形式输出测量结果 ,如显示打印或远传等； （详细） 1.1.3 国内外的现状和发展趋势 一．国外智能化仪器的现状及发展趋势 二．国内智能化仪器的现状及发展趋势 三．智能化仪器、仪表商品化问题 四．智能化仪器、仪表开发前景的估判 ,评价与方向 （详细） 一、国外智能化仪器、仪表发展 1．高度智能化 ,多功能和综合应用的智能仪器日益普遍。 2. 使用的微处理器容量从 8位增加到 1 6位 ,有的还达到3 2位 ,不仅功能多 ,而且测试速度和精确性均有大幅度提高。 3．智能仪器、仪表拥有通信功能 ,能遥控诊断信息。 4．单片微机采用专用ＩＣ,使仪器智能程度越来越高。 二、我国智能仪器、仪表的发展 1．目前我国智能化仪器、仪表的发展还只是把微处理器及微型计算机与普通仪器初步结合起来 ,但已显示出极大的生命力和优越性 ,开发潜力很大。 2．在不断推出的智能化仪器、仪表中 ,以工业在线自动化控制仪器、仪表为主 ,其它方面的经济型智能化仪器还较少。 3．国内智能化仪器中使用的微机容量基本上是 8位或16位 ,而且多数是单片微机的智能仪器。 三．智能化仪器、仪表商品化问题 在国内智能化仪器、仪表激烈竞争与发展 ,并受到了国外智能化仪器、仪表冲击的同时 ,我认为要使智能化仪器、仪表商品化 ,应做到以下几点 : 1．解决智能化仪器、仪表的技术和功能相对稳定的问题 ,建立人—机信息交换的最佳交界面。 四．智能化仪器、仪表开发前景的估判 ,评价与方向 智能化仪器、仪表在国际市场上开发速度快 ,市场十分广阔 ,如国外的测量控制仪器、仪表 ,光学分析仪器、仪表等 ,平均每年以 2 0 %的速度增长 ,而微处理器和微型计算机在仪器中的应用则以每年 3 5%的速度递增。 §1.2智能仪器仪表设计的主要内容 §1.3 微机技术的发展 1.3.1 Intel系列单片机发展过程简介 1.3.2 专用集成单片机的发展 简要介绍PC机的发展过程 （8086/286/386/486/586/P/PⅡ/PⅢ/P4） 1.3.1 Intel系列单片机及其发展过程简介 如同生产微型计算机的微处理器一样，Intel公司在单片机的研究和制造方面也堪称先锋。 96系列单片机引脚图及功能特点 1.3.2 专用集成单片机的发展 8044系列单片机(bitbus) 简化指令集单片机（哈佛结构） 模糊控制单片机 神经元单片机 高速数字信号处理器 ASIC和FPGA （详细） 一．8044系列单片机 用于BIT BUS通讯，由8031的内核与BIT BUS通讯协议模块构成。 二．简化指令集单片机 Reduced Instruction Set Computer，特点是内部总线采用“哈佛”结构，即数据总线 （8位）与指令总线（12-16位）是分离的，故取指周期与执行周期可以重叠，大大提高了运算速度，采用这种结构的还有美国MICROCHIP公司生产的（8位）PIC16C57，（10位）PIC18C××，以及TI TMS320系列。 三、模糊控制单片机 在计算机控制领域中，有一类问题不能用简单的是/非和精确量来确定的，必须用模糊逻辑推理、判断处理。 在一般通用计算机上，用软件办法来实现模糊逻辑推理存在问题：一是编制软件费时，二是运算执行费时。 四．神经元单片机 通常的神经网络计算机是在通用计算机上采用软件方法来实现的，因而其功能和速度上都受到很大限制。 MOTOROLA公司推出的神经元单片机MC143150的特点：三个9位流水作业的CPU，五条通信端口引线，可支持网络的收发，有11条I/O口线，可以作为一个神经元在计算机网络上出现，也可以作为工业控制网络中的节点部件。 五．高速数字信号处理器 DSP是单片机的一个重要分支，用于高速数字信号处理，可进行32