智能儀表控制.doc

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1、《智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計報學(xué)院：太原理工大學(xué)現(xiàn)代科技學(xué)院專業(yè)班級：自動化0701姓名：尹小鵬學(xué)號：題目號：27題目：27.試設(shè)計智能儀表實現(xiàn)智能數(shù)字顯示儀表。要求8位數(shù)碼管顯示（4位顯示測量值，4位顯示設(shè)定值），4輸入按鈕（功能選擇、數(shù)碼管選擇、數(shù)字增加、數(shù)字減少），可設(shè)定上下限報警（蜂鳴器報警）。適配PT100熱電阻，測溫范圍為0℃~300℃。采用比例控制、并用晶閘管脈寬調(diào)制驅(qū)動1000W電加熱器（電源電壓為AC220V）。摘要運用單片機原理及應(yīng)用-基于51與高速所學(xué)知識，做好智能儀器是含有微型計算機或者微型處理器的測量儀器，擁有對數(shù)據(jù)的存儲運

2、算邏輯判斷及自動化操作等功能。它的出現(xiàn)，極大地擴充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍。智能儀器憑借其體積小、功能強、功耗低等優(yōu)勢，迅速地在家用電器、科研單位和工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。傳感器取被測參量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)；由單片機逐路選通模擬開關(guān)將各輸入通道的信號逐一送入程控增益放大器，放大后的信號經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號后送入單片機中；單片機根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運算和處理(如非線性校正等)；運算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行顯示和打?。煌瑫r單片機把運算結(jié)果與存儲于片內(nèi)FlashROM(閃速存儲器)或EPR

3、OM(電可擦除存貯器)內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進行運算比較后，根據(jù)運算結(jié)果和控制要求，輸出相應(yīng)的控制信號(如報警裝置觸發(fā)、繼電器觸點等)。此外，智能儀器還可以與PC機組成分布式測控系統(tǒng)，由單片機作為下位機采集各種測量信號與數(shù)據(jù)，通過串行通信將信息傳輸給上位機——PC機，由PC機進行全局管理。通過Keil軟件編譯，連接。關(guān)鍵字：A／D轉(zhuǎn)換器EPROMPC機STC89C51鉑金屬電阻目錄一設(shè)計目的及原理51.1設(shè)計題目和目的51.1.1設(shè)計題目51.1.2設(shè)計目的51.2設(shè)計基本要求51.3設(shè)計原理6二．硬件設(shè)計71.1系統(tǒng)原理框圖71.1.1STC89C51簡介8

4、1.2基本模塊簡介111.2.1Pt100溫度測量接口技術(shù)111.2.2熱電阻PT100信號調(diào)理電路設(shè)計121.2.3功率輸出電路121.2.44-20mA電流輸出電路131.2.5數(shù)碼管顯示及指示電路131.2.6按鍵電路151.2.7報警電路15當溫度超過報警限時，單片機相應(yīng)管腳輸出一定頻率的電平。蜂鳴器發(fā)出響聲。1.2.8下載電路151.2.9通信電路161.2.10輸出驅(qū)動電路161.2.11電源電路171.2.12比例控制算法171.1.13熱非線性校正算法181.3.1基于STC89C51單片機實現(xiàn)智能測溫儀表軟件設(shè)計191.3.2基于S

5、TC89C51單片機的智能測溫儀表程序框架21三．系統(tǒng)流程圖25四.總電路圖26五.體會心得27六.參考文獻27軟件c語言28一設(shè)計目的及原理1.1設(shè)計題目和目的1.1.1設(shè)計題目實現(xiàn)智能數(shù)字顯示儀表。要求8位數(shù)碼管顯示（4位顯示測量值，4位顯示設(shè)定值），4輸入按鈕（功能選擇、數(shù)碼管選擇、數(shù)字增加、數(shù)字減少），可設(shè)定上下限報警（蜂鳴器報警）。適配PT100熱電阻，測溫范圍為0℃~300℃。采用比例控制、并用晶閘管脈寬調(diào)制驅(qū)動1000W電加熱器（電源電壓為AC220V）。1.1.2設(shè)計目的涉及智能儀表硬件與軟件設(shè)計。智能儀器課程設(shè)計是智能儀器課程教學(xué)的

6、重要環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)計智能儀表產(chǎn)品的課程改革目的，特選擇一些小型智能儀表產(chǎn)品作為課設(shè)題目，滿足教學(xué)需求。單片機綜合練習(xí)是一項綜合性的專業(yè)實踐活動，目的是讓學(xué)生將所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識運用到具體的工程實踐中，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識能力、實際動手能力和工程實踐能力。1.2設(shè)計基本要求（1）正確理解設(shè)計題目，經(jīng)過查閱資料，給出正確設(shè)計方案，畫出詳細儀表原理框圖（各個功能部分用方框表示，各塊之間用實際信號線連接）。在互連網(wǎng)上收集題目中所用到的器件資料，例如傳感器（熱偶分度表等）、信號調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器、單片機、繼電器、電源、顯示器件等。在互連網(wǎng)上收集相關(guān)單片

7、機的顯示、AD轉(zhuǎn)換、顯示、控制算法等程序。在充分研究這些資料基礎(chǔ)之上，給出設(shè)計方案（選擇信號調(diào)理電路、單片機、顯示、按鍵輸入、繼電器驅(qū)動、電源等，簡要說明選擇的理由）（2）用Protel99SE軟件設(shè)計儀表詳細原理圖。要求正確標記元件序號、元件數(shù)值、封裝名。（3）設(shè)計PCB圖在畫PCB前應(yīng)該購買元件，因為有了元件才知道封裝尺寸，但也可以不購買元件，只到元件商店測量實際元件尺寸后，畫封裝圖。（4）熟悉單片機內(nèi)部資源，學(xué)會ADC、SPI接口、定時器、中斷、串口、I/O引腳等模塊的編程。（5）采用C語言開發(fā)所設(shè)計儀表的程序。按照題目要求，確定儀表需要完成的

8、任務(wù)（功能），然后分別編制各任務(wù)的程序。程序應(yīng)該有說明，并有詳細注釋。1.3設(shè)計原理由熱電阻傳感器送來的電信