智能仪表课程设计的心得

沈阳理工大学课程设计专用纸

摘要

随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。

20世纪90年代以来，随着科学技术的进步，工业生产自动化、智能化水平的提高，各行业对称重计量提出了许多新要求，归纳起来主要是：称重技术从静态称重向动态称重方向发展；测量方法从模拟测量向数字测量方向发展；测量特点从单参数测量向多参数测量方向发展；电子衡器产品的技术性能向高速率、高准确度、高稳定性、高可靠性方向发展。

关键词：电子秤；智能仪表

- 1 -

沈阳理工大学课程设计专用纸

目录

引言????????????????????????????????3 1.设计背景?????????????????????????????4 1.1课题背景?????????????????????

《智能仪器设计》课程设计报告书

班 级：自动化0803 学 号： 姓 名 指导教师：

摘要

实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

一、 课程设计题目

17. 试设计智能仪表

实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

二、 题目分析

1. 设计任务分析

本设计要求使用ATmega16单片机作为MCU主控芯片，设计一个智能显示仪表。

据任务要求，本系统采用8位数码管分别显示测量温度值和设定值，在设定状态时用来显示设置功能号和该功能实现的设置当前值；系统拥有报警功能，

《智能仪器设计》课程设计报告书

班 级：自动化0803 学 号： 姓 名 指导教师：

摘要

实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

一、 课程设计题目

17. 试设计智能仪表

实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配PT100热电阻，测温范围为0℃~300℃。采用比例控制、并用晶闸管移相驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。

二、 题目分析

1. 设计任务分析

本设计要求使用ATmega16单片机作为MCU主控芯片，设计一个智能显示仪表。

据任务要求，本系统采用8位数码管分别显示测量温度值和设定值，在设定状态时用来显示设置功能号和该功能实现的设置当前值；系统拥有报警功能，

河 南 农 业 大 学

《智能仪器设计实习》

设 计 说 明 书

题 目： 实时日历时钟显示系统的制作

学 院： 理 学 院

专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 06级电科一班

学 号： 0608101026 姓 名： 指导教师：

成 绩：

时 间： 2009年12月18 日至2010年 1月 18 日

实时日历时钟显示系统的制作

一、背景及意义

现在流行的串行时钟芯片很多，如DSl302、DSl307、PcF8485等。这些芯片接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。本文介绍的实时时钟芯片为

智能仪表的温度控制系统

摘要：随着总线智能仪表技术的不断发展，智能化数字仪表功能和应用日益广泛。本系统是基于CPLD和AT89S52单片机设计采用专家PID控制的总线型温度控制系统。系统具有稳定度高、精度高和抗干扰能力强的优点，并且可以在工业生产过程中进行实时监控，具有将监控数据远程传输给控制终端的能力。应用实践证明，系统各方面均较为完善，具有很好的应用意义和市场价值。

关键词：温度控制；CPLD；PID控制；智能模糊算法

1 温控系统现状

智能仪表中的微处理器具有一定的数据存储和处理能力,在软件的配合下,智能仪表功能可以大大增强,用于温度测量的温度传感器如热电偶、热电阻,因其温度与热电势(或电阻)的关系是非常复杂的曲线关系,因此寻求合适的温度与热电势(或电阻)的关系式,以应用于温度测量及计算,是决定智能仪表温度测量精度高低的关键。

随着现代科学技术的迅速发展及工业控制中自动化要求的提高，对现场检测控制仪表的智能化程度的要求也越来越高,并且要求仪表具备较强的远距离通信的功能,智能仪表逐渐向数字化、网络化和智能化方向发展。在现代工业生产作业中，温度控制是各种工业生产过程中的重要因素。尤其是在钢铁、食品、化工、冶炼等行业的生产过程中，更加需要严

河 南 农 业 大 学

《智能仪表设计实习》

设 计 说 明 书

题 目：实时日历时钟显示系统的制作 学 院： 07理学院 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 电科四班 学 号： 0708101106 姓 名： 指导教师： 滕红丽 成 绩：

时 间：2010年11月29日至2010年12月12日

智能仪表设计实习报告

0

实时日历时钟显示系统的制作

一．《智能仪表设计实习》设计任务书： 运用所学智能仪器设计、单片机、微机原理等方面的知识，设计出一台以AT89S51为核心的单片机数据采集或测控系统，完成信息的采集、处理、输出及人机接口电路等部分的软、硬件设计。 1.分组完成实时日历时钟显示系统任务设计： 设计实时日历时钟显示系统，实现在51单片机系统中设置、获取、记录实时的日历时钟信息并通过LED显示或LCD显示。要求能够进行

智能仪表原理与设计综合训练报告

题目：温度采集仪的设计班级：

姓名：

学号：

指导教师：

成绩：

江苏理工学院

电气信息工程学院

2015 年 11 月 13 日

目录

前言 (1)

第1章课程设计任务和要求 (2)

1.1 设计任务 (2)

1.2 技术指标 (2)

第2章系统设计方案 (3)

2.1 温度采集仪总体设计方案 (3)

2.2 各模块设计方案 (3)

第3章系统硬件电路设计 (5)

3.1 单片机STC89C52简介和最小系统 (5)

3.1.1 STC89C52单片机简介 (5)

3.1.2 STC89C52单片机最小系统 (5)

3.2 数字温度传感模块设计 (7)

3.2.1 数字温度传感器DS18B20简介 (7)

3.3 显示模块设计 (9)

3.3.1 LCD1602液晶显示器的工作原理 (9)

3.3.2 LCD1602液晶显示器的设计 (10)

3.4 报警模块设计 (11)

3.4.1 蜂鸣器简介 (11)

3.5 温度上下限值电路设计 (12)

3.6 串口输出电路的设计 (13)

3.6.1 波特率的计算 (13)

3.6.2 MAX232芯片实现串行通信的电平转换 (13)

第4章系统软件电路设计 (14)

4.1 LCD液晶显

毕业设计说明书

基于组态的智能仪表简单控制

系统设计

专业 自动化 B自动化074 0710603408 赵兰 2011年6月5日

学生姓名 班学

级 号

指导教师 完成日期

盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2011)

基于组态的智能仪表简单控制系统设计

摘 要：现代控制系统的规模日趋大型化、复杂化，对设备和被控系统安全性、

可靠性和有效性的要求也越来越高。为了确保工业生产过程高效、安全的进行,保证并提高产品的质量,对生产过程进行在线监测,及时准确地把握生产运行状况,已成为目前过程控制领域的一个研究热点。 近几十年来，液位控制系统已被广泛使用，在其研究和发展上也已趋于完备。在轻工行业中，液位控制的应用非常普遍，从简单的浮球液位开关、非接触式的超声波液位检测一直到高精度的同位素液位检测系统到处都可以见到他们的身影。而控制的概念更是应用在许多生活周遭的事物上。而且液位控制系统已是一般工业界所不可缺少的元件。凡举蓄水池，污水处理场等都需要液位元的控制.如果能通过一定的系统来自动维持液位的高度那么操作人员便可轻易地在操作时获知真个设备的储水状况,如此不但工作人员工作的危险性,同时更提升了工作的效率及简便性.基于智能仪表的水箱液位控制系统正是具

热电偶智能仪表设计说明书

本设计根据任务要求，采用单片机AT89c51作为控制处理器；采用AD590集成温度传感器，采用k型热电偶（镍铬-镍硅热电偶），热电偶信号经前端电路低通滤波、放大后，经14位精度AD转换器ICL7135转换为数字信号；单片机AT89c51接受并处理热电偶转换后的数字信号后，通过LED显示出检测的热电偶温度信号；系统工作期间可以通过外接键盘设定热电偶温度信号显示范围及当前所测热电偶的路数；同时本设计具有报警功能，以保证系统的稳定正常工作。

1 最小系统电路

采用AT89C51作为主控模块，带4K字节存储器，晶振为12MHZ，其中单片机的P0口为输出，当输出数据时需要接上拉电阻。XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，至内部时钟信号要通过一个二分频触发器。RESET为复位输入，当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。单片机最小系统电路图如图1。

图1 最小系统电路图

2 前向通道模块

本设计需要测量20路热电偶信号，热电偶采用k型（镍铬-镍硅热电偶），温度测量范围为0~1300℃，精度为1℃。由于热电偶测量电路需要冷端补偿。使用传统的电路桥补偿，电路复杂、体积庞大且造价高。本设计使用本设计使用AD590

1 引言

随着时代的进步，越来越多的企业开始向生产和管理自动化转变。各种智能仪表不断地应用到生产生活的各个领域。在工业控制方面，RS－485总线由于平衡差分传输特性具有的干扰性好、传输距离远 、有较大级连能力等特点，非常适合于组成工业级的多机通信系统。Modbus RTU规约是Modicon公司的注册商标，是目前国际智能化仪表普遍采用的主流通讯协议之一。在各个工业仪器仪表大量使用的今天，Modbus RTU协议和RS-485总线得到了最为广泛的应用。本文主要从应用的角度介绍在一个工业控制系统中，实现该技术的具体方案。

2 Modbus RTU 通讯协议简介

（1） Modbus RTU协议简介

Modbus RTU通讯协议是Modicon公司的注册商标。采用主从问答方式工作，其规范已在国际互联网上公布，是目前国际智能化仪表普遍采用的主流通讯协议之一。目前，国内许多生产商已在他们的产品和系统中遵循该协议标准。该协议有两种传输模式即RTU模式和ASCII模式。其中RTU模式信息帧中的8位数据包括两个4位16进制字符，相对于ASCII模式，RTU模式表达相同的信息需要较少的位数，且在相同通讯速率下具有更大的数据流量。因