智能仪器设计 温度控制器

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1、《智能仪器设计》课程设计报告书题目号：0816摘要微电子技术和计算机技术的不断发展，引起了仪表结构的根本性变革，以微型计算机（单片机）为主体，将计算机技术和检测技术有机结合，组成新一代“智能化仪表”，在测量过程自动化、测量数据处理及功能多样化方面与传统仪表的常规测量电路相比较，取得了巨大进展。智能仪表不仅能解决传统仪表不易或不能解决的问题，还能简化仪表电路，提高仪表的可靠性，更容易实现高精度、高性能、多功能的目的。本文采用ATmega16单片机实现智能数字显示仪表。AbstartMicroelectro

2、nicsandcomputertechnologycontinuestoevolve,causingfundamentalchangesinthestructureoftheinstrumentinordertomicro-computer(SCM)asthemainbody,thecomputertechnologyanddetectiontechnologycombinationtoformanewgenerationof"smartmeters"inthemeasurementprocessaut

3、omation,measurementdataprocessingandfunctionaldiversificationoftraditionalinstrumentscomparedtoconventionalmeasuringcircuithasmadegreatprogress.Smartmeterswilladdressnotonlythetraditionalinstrumentsisnoteasyorcannotsolvetheproblem,butalsosimplifytheinstr

4、umentationcircuitrytoimprovethereliabilityofinstrumentseasiertoachievehigh-precision,high-performance,multi-purpose.ATmega16MCUusingintelligentdigitaldisplaymeter.16目录第一章智能仪器概述31.1智能仪器的定义31.2智能仪器的工作原理31.3智能仪器的功能特点4第二章设计介绍52.1设计任务52.2设计要求5第三章硬件设计63.1系统原理框

5、图63.2详细原理图及说明63.2.1按键63.2.2报警电路73.2.3数码显示和指示电路73.2.4下载电路93.2.5通信电路93.2.6热电偶输入电路103.2.7输出驱动电路103.2.8电源103.2.8系统总原理图113.2.10系统PCB图123.2.11系统元件清单13第四章软件设计14第五章设计总结16一、设计中遇到的问题及解决方法16二、学习心得及体会16三、感谢1616第一章智能仪器概述1.1智能仪器的定义智能仪器是含有微型计算机或者微型处理器的测量仪器，拥有对数据的存储运算逻辑

6、判断及自动化操作等功能。它的出现，极大地扩充了传统仪器的应用范围。智能仪器凭借其体积小、功能强、功耗低等优势，迅速地在家用电器、科研单位和工业企业中得到了广泛的应用。1.2智能仪器的工作原理传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经A／D转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同

7、时单片机把运算结果与存储于片内FlashROM(闪速存储器)或E2PROM(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。此外，智能仪器还可以与PC机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机——PC机，由PC机进行全局管理。1.3智能仪器的功能特点与传统仪器仪表相比，智能仪器具有以下功能特点：1．操作自动化。仪器的整个测量过程如键盘扫描、量程选择、开关启动闭合、数据的采集、传输与

8、处理以及显示打印等都用单片机或微控制器来控制操作，实现测量过程的全部自动化。2．具有自测功能，包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断及量程自动转换等。智能仪表能自动检测出故障的部位甚至故障的原因。这种自测试可以在仪器启动时运行，同时也可在仪器工作中运行，极大地方便了仪器的维护。3．具有数据处理功能，这是智能仪器的主要优点之一。智能仪器由于采用了单片机或微控制器，使得许多原来用硬件逻辑难以解决或根本无法解决的问题，现在可以用软件非