智能仪表绪论.ppt

* 河北工程大学 自动化与电气工程系 第一章 绪 论 单片机的出现，引起了仪器仪表结构的根本性变革。 优势： 1、容易将计算机技术和测量控制技术结合在一起； 2、 测量过程自动化，测量结果的数据处理以及功能的多样化； 3、研制出高精度、高性能、多功能的测量控制仪表； 4、简化仪表电路，提高仪表可靠性，降低成本、加快开发。 第一章 绪论 LCD A/D转换接口 D/A转换接口 单片机 键盘输入接口 显示器接口 打印机接口 通信接口 片外扩展存储器口 被测量 面板键盘 控制量 CRT LED/ 微型打印机 GPIB RS-232 图1.1 智能化测量控制仪表的基本组成 1.1 智能化测量控制仪表的基本组成及其发展 显示器 滤波器 、衰减器 放大器 A/D转换器 参考电压 显示器 被测电压 图1.2 普通数字电压表的原理框图 1.2 智能化测量控制仪表的功能特点 滤波器、衰减器、放大器、A/D转换器以及参考电压源的温度漂移电压和时间漂移电压都直接影响着测量结果的准确性。 存在问题： 解决方案： 采用微处理器研制成智能测量控制仪表，利用自动校准技术来消除仪表内部器件所产生的漂移电压。 1.2 智能化测量控制仪表的功能特点 被测电压 基准电压 滤波器 、衰减器 放大器 A/D转换器 参考电压 显示器 单 片 机 K 图1.3 智能化数字电压表的原理框图 1.2 智能化测量控制仪表的功能特点 自动校准是智能化测量控制仪表的一大功能特点：可降低仪表对于内部器件稳定性的要求。 自检：仪表对其自身各主要部件进行的一种自我检测过程，目的是检查各部件的状态是否正常，以保证测量结果的正确性。 一般分为开机自检、周期性自检和键控自检三种方式。 自检对象包括：RAM、ROM、A/D转换器、显示器以及一些特殊功能部件等。 1.2 智能化测量控制仪表的功能特点 1.3 智能化测量控制仪表的设计方法 设计包括硬件、软件和仪表结构工艺三个方面。 一、硬件选择 主要是单片机的选择 1、字长（数据总线的宽度）——处理数据的能力； 2、寻址能力——是否自带存储器以及存储容量的大小； 3、指令功能——是否有利于编程； 4、执行速度——实时性好； 5、中断能力——数量不是越多越好，满足实际需求即可。 6、对软硬件的支持——外围芯片是否丰富 微处理器和单片机的应用区别： 1、应用方面： 微处理器主要进行大量的数据处理；单片机主要用于测量和控制； 2、要求运行速度方面： 微处理器要求运算速度高速；单片机对速度要求有限，满足即可； 3、存储空间方面： 微处理器要求存储空间大，因此正不断扩充数据总线的宽度； 单片机要求一定的存储空间，正朝着控制功能和控制运行的可靠性方面发展。 1.3 智能化测量控制仪表的设计方法 2、程序设计技术 （1）模块法 把一个长的程序分成若干个较小的程序模块进行设计和调试，然后把各个模块连接起来，便于编程、纠错和调试。 （2）自顶向下设计方法 从整体到局部，最后到细节。即先考虑整体目标，明确整体任务，然后把整体任务分为一个个子任务，子任务再分子任务，同时分析各子任务之间的关系，最后拟定各子任务的细节。 1.3 智能化测量控制仪表的设计方法 * 河北工程大学 自动化与电气工程系