柔性测量系统设计任务书.docVIP

自动化专业综合设计任务书 柔性测量系统设计 东南大学自动控制系 2006年3月 综合设计任务 1、 背景 木系统的设计紧密结合了 rockwell实验室的建设和东南大学自化专业省级 品牌专业的建设，适合多种传感器信号，可以作为木科阶段学牛的单片机，检测 技术等课程的基木实验平台之一。 2、 开发平台： 本系统需要自制实验平台，需要的开发工具主要有： 原理图与PCB版图绘制工具 protcl99由澳大利亚Protcl Technology公司推出的电子线路设计软件。其具 有操作简单，方便，易学等特点，自动化程度较高是冃前比较流行的电子线路设计 CAD软件么一。protcl的特点如下： 将原理图，印制电路板设计，可编程逻辑器件，自动布局和布线，电路模拟仿真 功能集于身，是真正意义上的EDA软件,智能化和自动化程度很高。 支持由上到下的电路设计，可以完成大型复杂的电路设计。 当元件來自仿真元件库时可以对原理图屮的电路进行仿真。 提供ERC和DRC检查,最大限度的减少设计错误。 库元件的管理,编辑功能完善，操作非常方便。通过基本的作图工具，即可完成 原理图用元件电器图形符号和PCB图用元件封装图形的编辑和制作。 原理图和PCB图Z间具有动态链接功能，保证原理图和印制电路板的一致，以 便互相检查、校验。 万利McdWin仿真系统 本系统调试时使用时使用的是Insight ME-52仿真器，其对应的仿真系统为 McdWin仿真系统□ McdWin打开Z后就会扫描通讯口寻找仿真器硬件，根据需要可 以选择模拟仿真和硬件仿真方式进入系统，硬件仿真时代码下载到仿真器中，可 以对硬件进行操作；仿真方式时采用软件模拟的方式工作，不能操作硬件oMedWin 采用windows标准界面，具有常用的单步，断点，变量查看等一般调试工具，使用 非常方便。 Fast-Map Fast-Map是PLD的简易开发软件之一，Fast-Map专门用于GAL的开发， 主要包含一个名为FAST. EXE的可执行文件，特点是简单，直观，易学，但是只 允许逻辑表达式描述设计，没有仿真功能。Fast-Map为Dos界面，在工作台方式 下输入fast启动FASTo EXE,之后按照提示选择1-5不同的命令，即可以实现 输入文件，生成各种文件，退出等不同的功能，源文件有错时，软件会给出提示, 修改源文件后重新编译，直至生成正确的熔丝文件。 3、设计任务 木系统作为一个测量系统，可以对一些常见的电信号进行测量，要有键盘 输入、显示和一定的通讯功能；另外作为木科阶段单片机和检测技术的学生实验 平台，系统必须方便设计实验，电路要有一定的灵活性。因此木系统的各个模块 尽量独立，各模块有其独立的信号输入端和信号输出端，在实验时可以通过引线 进行连接，以使系统具有最大的柔性。 要求：具有对多种传感器信号(电阻、电容、频率、电压、4-20mA电流) 的测量能力；LED显示功能；RS232通讯功能；具有一定的柔性，便于设计学生 实验；完成硬件的设计、制作和调试，完成软件的设计、代码编写和调试。 综合设计要求与指标 1、系统功能要求和指标 系统要求具有如下的功能和指标： 采用ptioo进行测量温度，测温范围o-ioo°c，测温精度o. rc； 测量0?IV电压，分辨力＞=10mV； 对4?20mA标准直流电流信号的测量； 测量频率，O-lOMHz，测量精度1级; 电容和电阻测量，测量精度1.5级； RS232串行通讯； 6位LED显示; 8按键的键盘； 电源 220VAC/50HZ ±10%; 在此实验平台上可以开展如下一些实验： 数字滤波程序设计实验 非线性校正和标度变换程序设计实验 电压信号测量实验 实验四 电流信号测量实验 频率信号测量实验 温度量测量实验 电容和电阻式传感器测量实验 系统功能框图: 2、硬软件设计、制作与调试要求 硬件设计要求具有一定的柔性，便于设计学生实验，具有对多种传感器信 号进行测量的能力。要求电路版制作规范、合理、美观、方便安装，满足一定的 抗干扰能力和EMC兼容性要求；PCB版布局合理，模拟地和数字地分离并采用单 点接地方式，每个芯片提供退耦电容，提高抗干扰能力；数字电路部分采用网格 型接地。 软件设计要求采用C51语言编写，优点是可以方便实现模块化设计；按照 测量功能要求将程序分成若干功能函数，详细注释出每个函数的功能、入口参数、 返回值，方便修改和阅读。 开发和调试环境要求： PC机^Windows 98以上操作系统； medWin仿镇开发环境+口标电路版。 原始资料与参考文献 张有志?可编程逻辑器件.PLD原理和应用.北京：中国铁道出版社，1996 孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.南京:东南大学出版社， 1997 王韬.儿种信号处理和转换电路单