51单片机设计智能仪表拓展电路实验_开题报告

（一）智能仪表的发展

仪器仪表是人类认识世界的工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律. 随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50 年代以前,仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学. 从50 年代起,电子技术特别是数字技术的发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统的指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高. 70 年代中期,随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应用,设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新的智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪表性能产生了质的飞跃.,品种繁多. 目前,我国仪器仪表有13 大类,1 300 多个产品. 其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口均正朝智能化方向发展.在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPROM三项功能于一体的专用集成芯片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，增强功能、降低系统的成本，尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET信号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。本次^文档设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法，同时掌握在开发系统下实现部分软件的仿真方法。

（一）智能仪表的研究现状

仪器仪表所采用的电子器件经历了真空管、晶体管和集成电路三个时代；从组成结构、工作原理和功能特点等方面考察，仪器仪表经历了模拟式、数字式和智能化三个发展阶段，智能仪器是在数字化的基础上发展起来的，是计算机技术与仪器仪表相结合的产物。计算机是智能仪器的核心，微处理器在智能仪器中的作用主要体现在对测试过程的控制和对测试数据的处理两个方面：对测试过程的控制表现在微处理器可接受来自键盘或通讯接口的命令，解释并执行这些命令，从而控制仪器仪表各部分的工作过程，同时对工作状态进行监测；对测试数据的处理则表现为硬件电路只须具备最基本的测试能力，向微型计算机提供原始数据。对数据的进一步加工处理，如信号滤波、数据的组装、运算、确定小数点位置和工程单位、将最终结果转换成七段码或显示器显示，或按规定格式从通讯接口输出等工作均可由专门的软件来完成。因为具有数字存储、运算、逻辑判断能力，可根据被测参数的变化自动选择量程，具有自动校正、自动补偿、自寻故障等功能，可以完成需要人类的智慧才能胜任的工作，即具备了一定的“智能”，故称之为智能仪器。

PC仪器、自动测试系统、虚拟仪器、现场总线仪器、智能传感器系统和近年来出现的网络化仪器等，大大扩展了智能仪器的内涵和应用领域。随着人类文明的进步和科学技术日新月异的发展，新型的智能仪器还会不断产生，应用领域还将继续扩大，智能仪器的发展前景光明灿烂。

通过此次在用51系列单片机设计智能仪器实验电路扩展中，使我们对智能仪器仪表结构有了一个了解，为我们以后的工作和生活奠定了坚实基础。

二、^范文提纲

摘要

一、绪论

二、单片机最小系统设计

（一）单片机概述

（二）单片机硬件设计

1、地址锁存器

2、单片机与EPROM的接口电路

3、单片机与RAM的接口电路

三、单片机扩展I/O接口的设计

（一）扩展I/O接口时注意事项

（二）扩展I/O接口时注意事项

1、8255芯片引脚与内部结构及其功能

2、 8255芯片内部结构及其功能

3、8255芯片的控制字及其工作方式

（三）扩展I/O接口时注意事项

1、键盘输入接口

2、LED数码管显示器接口

3、单片机与键盘、显示器的连接图

（四）5.4键盘程序设计

（五）动态显示程序设计

四、信号处理电路设计

（一）信号调理的基本概念

（二）信号调理电路的组成

（三）信号调理电路原理图

五、程控放大器电路的设计

（一）程控放大器的作用

（二）程控放大器的原理

（三）硬件电路设计

（六）软件设计

六、信号转换通道设计

（一）模拟量输入通道

1、 A/D转换器概述

2、 A/D转换器的技术指标

3 、8位A/D转化器ADC0809

4、 ADC0809与单片机接口设计

（二）模拟量输出通道

1、 D/A转化原理

2、D/A转换器的技术指标

3、 8位D/A转换器DAC0832介绍

4、DAC0832与单片机接口

结论

致谢

参考文献

三、参考文献

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