智能仪表原理与设计.ppt

智能仪表原理与设计任课教师：王久龙;课程的性质：电子与测控、电气类专业课、考查课。 学时：40学时。 成绩评定：开卷考试等。 平时成绩30％+考试成绩70％。 教材：智能化测量控制仪表原理与设计 第2版 ; 课程的作用与任务 随着微电子技术的迅速发展和超大规模集成电路的出现，特别是单片机的出现，正在引起测量控制仪表领域内的一场新的技术革命。通过它能够很容易地将计算技术与测量控制技术相结合，组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。在计算机与仪表一体化设计中具有其他微型计算机无法比拟的优势。 ;适用专业：电子与测控、电气类 ; 第一章 绪论;教学内容： 1.智能仪表的基本组成与发展 2.智能仪表的功能特点 3.智能仪表的设计方法;一、智能化测量控制仪表的概念： 以单片机为主体的测量控制仪器仪表。 二、智能化测量控制仪表的特点： 1. 测量过程自动化 2. 测量结果的数据处理（最突出的特点） a.对随机误差和系统误差进行处理 b.数值处理和非数值处理 3. 多功能 如电力需求分析仪，可测量有功功率、电能、频率、功率因素、峰值等，可预置用电需求计划，并有记录、打印、报警、控制等功能。;三、功能： 数据运算、存储、逻辑判断、命令识别、自诊断自校正、自适应自学习等功能。 设计重点从模拟和逻辑电路转向单片机、功能部件、接口电路、输入输出通道设计等。;§1.1 智能化测量控制仪表的基本组成与发展; 一、 智能化测量控制仪表的基本组成：;二、智能化测量控制仪表的发展。 国内市场上比如：能自动进行差压补偿的智能节流式流量计、能对各种频谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪、能进行程序控温的智能多段式温度控制仪、能实现数字PID控制和各种复杂控制规律的智能式调节器等。 其发展速度很快的一个重要因素是集成电路和计算机技术的飞速发展。如80C51 、80C552等。DSP芯片如TMS320系列。 ;光纤荧光光谱仪的结构框图 ;§ 1.2智能化测量控制仪表的功能特点; 1、准确性：智能化测量控制仪表采用自动校准技术消除零点漂移，用校正算法（自校准）消除系统误差，提供数字滤波算法消除随机误差。 ; 2、正确性：设有自检功能确保对输入信号测量的正确性。 ; 二、其他方面功能：利用数据处理技术对仪表进行非线性特性的校正（线性化）；利用串行和并行通讯接口组成自动测控系统等。 GP-IB的接口能力及总线结构图。 ;§ 1.3智能化测量控制仪表的设计方法;选择单片机时应考虑的因素： 字长 用于工业现场的单片机和用于通用计算机系统的微处理器不同。字长为8位、时钟频率为20-30MHZ满足要求。 2. 寻址能力 64K 3. 指令功能和执行速度 111条指令 4. 中断能力 5个基本中断源 5. 市场上对该单片机的软硬件支持状况 80C51 ; 其他几种51系列单片机的选择（了解）： 1、AT89C52 内部有3个定时器T0、T1、T2，6个中断源，有256字节内部RAM可供使用，其中： ⑴低128B（00~7FH）可以直接或间接寻址 ⑵高128B（80~FFH）只能间接寻址 ⑶特殊功能寄存器只能直接寻址，它与高128BRAM是靠寻址方式不同来区分的 ; 2、ADuC831 具备AT89C52的全部资源，另外，还有： ⑴片内扩展的2KB数据XRAM，占用外部数据存储空间的低2KB空间，必须用MOVX指令访问 ⑵4KB片内EEPROM数据存储器 ⑶8通道12位ADC，可247KSPS高速采样，可实现ADC至RAM的DMA控制器 ⑷2路12位电压输出DAC 另外还有 ：SPI串行接口，看门狗定时器等。 ;3、STC89C54RD+ STC89C54RD+单片机在引脚和外形与AT89C52完全兼容，另外扩展了1KB内部XRAM，其地址为000~3FFH，必须使用MOVX指令访问，另有2