智能仪器设计综合实例

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1、题目一:简易单回路温度控制器1.系统功能单回路温度控制器实际上是以单片机控制为核心，根据设定冃标温度值进行自动或手动调节的单回路温度控制系统，主要包插温度控制、温度检测、参数显示、报警指示、通讯等部分。根据模式值，可查看相应的参数，如设定温度值、温度上限报警值等，并根据需要可对参数进行修改、保存等。同吋本控制器能与上位机通讯，可以由上位机修改设定温度，并实时显示温度值和趋势曲线，与温度控制器配合可构成一套完整的温度监控系统。2.技术指标1）设定温度显示、实时温度显示；2）温度上、下限报警；3）温度上、下限报警值设

2、定；4）目标温度值设定；5）放大电路放大倍数设定；6）PID控制参数的设定；刀手动加热设定值；8）手动/自动设定；9）温度零点标定；10）参数保存；口）上位机目标温度值设定；12）上位机实时温度波形曲线图显示题目二：基于单片机的烘干箱控制系统设计1.技术指标烘干箱的具体指标如下：（1）烘干箱rfl2kW电炉加热，最高温度为500°Co（2）烘干箱温度可预置，烘干过程恒温控制，温度控制误差W±2°C。（3）预置时显不设泄温度，烘于时显不实时温度，显不精确到1°Co（4）温度超出预置温度±5°C时发声报警。（5）对升

3、降温过程的线性没有要求。2总体思路产品的工艺不同，控制温度的精度也不同，因而所釆用的控制算法也不同。就温度控制系统的动态特性来讲，基本上都是具有纯滞后的一阶环节，当系统精度及温控的线性性能要求较高时，多采用PID算法或达林顿算法来实现温度控制。本系统是一个典型的闭坏控制系统。从技术指标可以看出，系统对控制精度的要求不高,对升降温过程的线性也没有要求，因此，系统采用最简单的通断控制方式，即当烘干箱温度达到设定值时断开加热电炉，当温度降到低于某值时接通电炉开始加热,从而保持恒温控制。3设计完成任务（1）完成硬件设计；

4、（2）完成软件设计，包括：键盘管理程序、显示程序、温度检测模块、温度控制模块、温度越线报警模块、主程序和中断服务程序。（3）Proteus仿真或实物制作（4）完成设计报告一份。题目二：多路远程温度检测系统的设计1.技术指标：（1）能够同时检测N路温度，检测温度范围为0〜400°C；（2）采用12位A/D转换器，同时采用过采样和工频周期求均值技术,温度分辨率达到0.007°C；（3）使用RS-485串行总线进行数据传输，传输距离大于1200m,抗干扰能力强；（4）可由主机分别设置各从机的温度报警上、下限值，主机、从

5、机均具有报警功能：（5）主机可实时、定时收集各从机的数据，并具有保存数据、分析24小时数据的功能。2.总体思路多路远程温度检测系统采用分布式检测结构，由一台主机系统和多台从机系统构成，从机根据主机的指令对各点温度进行实时或定时采集，测量结果不仅能在本地存储、显示，而且可以通过串行总线将采集数据传送至主机。主机的功能是发送控制指令，控制各个从机进行温度采集，收集从机测量数据，并对测量结果进行分析、处理、显示和打印。主机部分采用PC,从机的微处理器采用51单片机，从机的信号输入通道由温度传感器、信号调理电路以及A/D

6、转换器等构成。主机与从机之间采用串行总线通信。3.设计任务（1）完成硬件设计；（2）完成软件设计，包括：主机程序、从机响应主机中断程序、从机温度检测程序、键盘管理程序、显示程序、温度检测模块、温度越线报警模块。（3）Proteus仿真或实物制作（4）完成设计报告一份。目三:双通道电子皮带秤双通道电子皮带秤，可以通过两个输入通道对皮带运输机所输送物料进行动态连续计量与显示，并且可以通过键盘操作对控制系统的参数进行修改与设置，同时利用RS485/RS232通信接口可以将上位机与控制系统连接起来，实现远程数据采集、远程

7、性能诊断、远程参数调整。具体需求分析如下：目的：对皮带运输机所输送物料进行动态连续计量输入：皮带上物料质量与皮带运行速度，触摸式按键输出：LCD液晶屏，两路数字量输出，两路4-20mA模拟量输出功能：（1）接收来自质量和速度传感器的信号，进行A/D转换、滤波、放大并送入单片机（2）对质量和速度信号进行分析、运算和处理（3）处理得到的结果通过LCD液晶屏进行显示（4）通过键盘可以读収或修改系统的某些参数（5）通过RS485/RS232串口通信与上位机通信设计任务（1）完成硬件设计；（2）完成软件设计（3）完成设计报

8、告一份。目四：智能工频电参数测量仪的设计1.功能与技术指标功能：测量三相电流、电压、频率、相位、功率因数、有功功率和无功功率、电能。测量的准确度：0.5级（无功功率、电能2.0级）测量范围：电流0~20A；电压0~220V；频率45~55Hz；功率因数2•总体设计智能工频电参数测量仪采用同步采样法，在单片机控制下，由采样保持器对被测信号进行同步采样并保持，然后将采样的信号