智能仪器系统综合设计指导书

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1、《智能仪器系统综合设计》指导书制造学院测控系2014.12一．等精度频率计设计一、教学目的在工业生产中，频率是常用的测量参数。频率计用于对外部输入信号的频率进行测量，输入信号形式包括正弦波、方波、三角波、锯齿波等。输入信号的电平为TTL电平。1、要求学生采用单片机实现频率参数的检测。通过这一设计，掌握一般智能仪器的设计方法，达到课程综合训练的目的。2、要求学生复习《传感器》、《测控电路》、《单片机》、《智能仪器》等专业课知识，训练综合所学知识解决实际问题的能力。二、技术要求1、频率测量范围：1Hz

2、—10MHz。2、测量分辨率：4位（即测量1Hz时显示1.000Hz，测量9.999MHz时显示9.999MHz）3、测量速度：>0.5次/秒，并且可设置。4、采用5位以上数码管或LCD等显示，显示内容包括：测量的频率、单位、不同位置的小数点、当前测量状态等。5、能通过小键盘或上位机设定测量速度等。6、能与上位机（计算机）通讯，报告当前测量值。7、能设置、更改系统基本参数，如分度值、测量速度、通讯速度、通讯格式等，每次开机后都采用设置好的基本参数作为当前值。8、要求系统具有较高的可靠性，能完成开机

3、自检、错误报告及错误恢复等功能。三、设计报告内容和任务1、简述等精度频率测量原理，并比较其与传统测频原理的频率计的优缺点。2、分析设计要求，画出所设计的智能仪器的总体结构图，并简述各部分功能、作用。3、分析影响系统精度的指标有哪些，要提高系统精度最重要的措施有哪些？4、分析整个系统的每部分要完成的功能，并说明每部分需要达到的技术指标。分析各部分对总体性能（精度、分辨率、速度等）的影响。5、根据设计选用器件，并说明选用器件的理由。6、除设计的主要功能外，该系统是否需要其它辅助功能部件?（如电源、抗干

4、扰措施等）如何实现？7、画出设计系统的元件原理图（用Protel、Proteus等），有条件（选做）可对该系统进行仿真（用multisim、Proteus等），检验系统否能达到设计要求。8、分析该系统软件应具有的功能，画出软件总体结构图。9、画出各软件模块流程图并编写对各硬件操作的软件，数据处理软件。有条件可对软件进行仿真，检查执行情况。10、画出设计系统的电路布线图（用Protel等）（选做）。11、提交设计报告书。要求打印，并列出参考文献。设计说明书要求3000~5000字，必须独立完成；参考

5、文献至少3~6篇（除参考书外）。四、成绩评定及标准1、出勤情况、工作态度等综合表现成绩占20%；（由小组评定）2、资料收集、方案确定、软、硬件设计及绘图成绩占40%；（由小组评定）3、设计报告书占40%；4、总成绩评定按优（100~90分）；良（89~80）；中（79~70）；及格（69~60）；不及格（59以下）。二．电容电感测试仪设计一、教学目的电容及电感是常用的电量参数。电容电感测试仪可对常见电容、电感值进行测量，测量数据可上传到上位机进行统计。1、要求学生采用单片机实现电容及电感参数的检测

6、。通过这一设计，掌握一般智能仪器的设计方法，达到课程综合训练的目的。2、要求学生复习《传感器》、《测控电路》、《单片机》、《智能仪器》等专业课知识，训练综合所学知识解决实际问题的能力。二、技术要求1、采用LC振荡法测量电容、电感值。2、电感测量范围：0.1μH~2H；分辨率：0.1μH；精度5%。3、电容测量范围：10pF~10μF；分辨率：10pF；精度5%。4、测量速度：>1次/秒5、采用7位以上数码管或LCD等显示，显示内容包括：测量的内容（L、C）、数值、单位、不同位置的小数点、当前测量状

7、态等。6、能通过小键盘或上位机完成测量类型选择（L、C）、分度值设定、标定等工作。7、能与上位机通讯，报告当前测量值。能设置、更改系统基本参数，如分度值、通讯速度、通讯格式等，每次开机后都采用设置好的基本参数作为当前值。8、要求系统具有较高的可靠性，能完成开机自检、错误报告及错误恢复等功能。三、设计报告内容和任务1、简述电容电感测试仪的测量原理，并与其它测量方法做比较。2、分析设计要求，画出所设计的智能仪器的总体结构图，并简述各部分功能、作用。3、分析影响系统精度的指标有哪些，要提高系统精度最重要

8、的措施有哪些？4、分析整个系统的每部分要完成的功能，并说明每部分需要达到的技术指标。分析各部分对总体性能（精度、分辨率、速度等）的影响。5、根据设计选用器件，并说明选用该器件的理由。6、除设计的主要功能外，该系统是否需要其它辅助功能部件?（如电源、抗干扰措施等）如何实现？7、画出设计系统的元件原理图（用Protel、Proteus等），有条件（选做）可对该系统进行仿真（用multisim、Proteus等），检验是否能达到设计要求。8、分析该系统软件应具有的功能，画出软件总体结构图