【精品】课件---第一章 绪论c.pptVIP

智能仪器 1.1.2 智能仪器的典型结构 监控程序 接口管理程序 1.1.3 智能仪器的主要特点 具有可程控操作能力。 智能仪器一般都配有GP-IB或RS232等通信接口，使智能仪器具有可程控操作的能力，从而可以方便的与计算机和其他仪器一起组成功能强大的自动测试系统，来完成更加复杂的测试任务。 “硬件软化” 采用微处理器后使得许多硬件逻辑都可用软件取代，可降低成本和功耗，减少体积并提高系统的可靠性。 1.3 智能仪器的设计要点 二、智能仪器的主机电路 思考题与习题 * * 它是在数字化的基础上用微处理器装备起来，是计算机技术与电子仪器相结合的产物。 它具有数据存储、运算、逻辑判断能力，能根据被测参数的变化自选量程，可自动校正，自动补偿，自寻故障等，可以做一些需要人类的智慧才能完成的工作，既具备了一定的智能，故称为智能仪器。 人们习惯将这种内含微型计算机并带有GP-IB等通信接口的电子仪器称为智能仪器。 专用的微型计算机系统 硬件 主机电路 模拟量输入/输出通道 人-机接口电路 通信接口电路 软件 监控程序 接口管理程序 结构框图 以单片机为核心的智能仪器的基本组成 单片机 D/A A/D 通信接口 打印机接口 传感器 电量 非电量 控制器 RS232 GPIB USB 片外扩展存储器 微型打印机 面向键盘和显示器的管理程序，其内容包括： 通过键盘操作输入命令和数据，以对仪器的功能、操作方式与工作参数进行设置； 根据仪器设置的功能和工作方式，控制I/O接口电路进行数据采集，存储； 按照仪器设置的参数，对采集的数据进行有关的处理； 以数字、字符、图形等形式显示测量结果、数据处理的结果及仪器的状态信息。 主要面向通信接口的管理程序，其内容包括： 接受并分析来自通信接口总线的远控命令，包括描述有关功能、操作方式与工作参数的程控代码. 进行有关的数据采集与数据处理 通过通信接口送出仪器的测量结果、数据处理的结果及仪器的现行工作状态信息。 智能仪器具有友好的人-机对话的能力。 一方面智能仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连，并且省却了繁琐的人工调节；另一方面智能仪器均采用面板显示包括LED和LCD显示等，面板显示字迹清晰直观。 微处理器的运用极大的提高了仪器的功能和性能。 通过微处理器的算术运算和逻辑处理能力，在软件的配合下可以使仪器的功能大大增强。如传统的数字多用表只能测量交直流电压电流及电阻，而带有微处理器的数字多用表还能对测量结果进行平均值和极值运算、统计分析以及更加复杂的数据处理功能。若配上适当的传感器，还可测量温度、压力等非电参数。 智能仪器运用微处理器的控制功能，可以方便的实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力的改善了仪器的自动化测量水平。 一、智能仪器研制步骤 研制一台智能仪器大致上可以分为三个阶段： 确定任务、拟制设计方案阶段； 硬件、软件研制及仪器结构设计阶段； 仪器总调、性能测定阶段。 确定任务，拟制设计方案阶段 确定设计任务和仪表功能 完成总体设计， 确定硬件类型和数量 硬、软件研制及仪表结构设计阶段 硬件电路设计和模板研制 应用软件设计和程序编制 仪表结构设计 硬件调试 软件调试 仪表总调，性能测定阶段 联机调试排除故障 样机性能评定，评价 设计文件编制 图1-4 智能仪器的研制步骤 设计文件应包括： 设计方案的论证； 性能测定和现场使用报告； 使用者操作说明； 硬件资料（包括硬件逻辑图，电路原理图，元件布置和接线图，接插件引脚图和印刷线路板图）； 程序资料（包括软件框图和说明，标号和子程序名称清单，参量定义清单，存储单元和输入输出口地址分配表以及程序清单）。 在智能仪器系统中，通常把微处理器及与其相连的存储器和I/O接口电路称为主机电路，实际上就是一个微型计算机，它是智能仪器的核心部件。 目前智能仪器主机电路的主要形式是8/16位单片机。 单片机一片半导体硅片集成CPU、RAM、ROM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。具有微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。 特点：硬件结构简单、运算速度高、控制功能强。 20世纪80年代以来，发展迅速，世界一些著名厂商投放市场的产品就有几十个系列，数百个品种，Intel公司的MCS-48、MCS-51，Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的Z8系列，Rockwell公司的6501、6502等。此外，荷兰的Philips公司、日本的NEC公司、日立公司等也相继推出了各自的产品。 尽管机型很多，但