1、1 课程名称： 智能仪器设计课程设计 实验项目： _设计智能仪表_ 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 1 月 12 日 2 目目 录录 一、设计目的及要求一、设计目的及要求3 3 二、设计思路二、设计思路3 3 三、硬件电路原理图与设计三、硬件电路原理图与设计3 3 3.13.1 智能仪表基本模块硬件电路智能仪表基本模块硬件电路3 3 3.23.2 智能仪表基本模块的功能智能仪表基本模块的功能8 8 四、测温模块设计四、测温模块设计9 9 4.14.1 热电偶热电偶9 9 4.2 4.2 热电偶信号调理电路热电偶信号调理电路1010 五、五、驱动双向晶闸管驱动双向晶闸管
2、设计设计1010 六、软件设计六、软件设计1111 6 6. .1 1 主程序主程序1111 6 6.2.2 子程序子程序1 12 2 七、总结七、总结1 16 6 3 一、设计目的及要求一、设计目的及要求 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 B 型（铂铑30）热电偶，测温范围为 4001200。采用位式（两位、三位，具 有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动 1000W 电加热器（电源电压为 AC220V） 。 二、设计思路二、设计思路 通过 B
3、型（铂铑30）热电偶测量的答题思路为 三、硬件电路三、硬件电路原理图与设计原理图与设计 3.13.1 智能仪表基本模块硬件电路智能仪表基本模块硬件电路 智能仪表基本模块由单片机、输入按钮、硬件显示和通信接口组成 原理图： 4 +5V G 13 RCK 12 SE R 14 SRCL R 10 SRCK 11 Q A 15 Q B 1 Q C 2 Q D 3 Q E 4 Q F 5 Q G 6 Q H 7Q H1 9 Uy 1 SN 74H C595 G 13 RCK 12 SE R 14 SRCL R 10 SRCK 11 Q A 15 Q B 1 Q C 2 Q D 3 Q E 4 Q F
4、5 Q G 6 Q H 7Q H1 9 Uy 2 SN 74H C595 data RCK SRCK +5V a 11 b 7 c 4 d 2 e 1 f 10 g 5 h 3 L 12 LM 9 RM 8 R 6 SM2 a 11 b 7 c 4 d 2 e 1 f 10 g 5 h 3 L 12 LM 9 RM 8 R 6 SM1 n1 n2 n3 n4 n5 n6 n7 n8 . b c d e f g h a bcdefgha n5 n6 n7 n8 n1 n2 n3 n4 AN2 AN3 AN4 AN1 Rz1 510 1 2 3 4 JLED 1 2 3 4 Jkey1 1 2 3
5、 J5951 510 x 4 . . . . 510 x 8 (1)(1)最小系统板电路最小系统板电路 5 (2)(2)电源电路电源电路 6 (3)(3)按键电路按键电路 (4)(4)扬声扬声器电路器电路 （5 5）数码管电路数码管电路 7 (6)(6)信号调理电路信号调理电路 8 (7)(7)功率驱动电路功率驱动电路 (8)LED(8)LED 电路电路 3.23.2 智能仪表基本模块的功能：智能仪表基本模块的功能： （1）具有两排 8 个是数码管显示，分别显示测量值与设定值， 数码管由 74HC595 驱 动，因此只需要 3 个单片机引脚，可以用 SPI 接口引脚：PB4、PB5（MOSI）
6、和 PB7（SCK） ， 或是采用 I/O 引脚搭配时序的方法驱动。 （2）具有 4 个按钮：功能选择按钮、数码管选择按钮、数字加按钮、数字减按钮。按 钮直接连在单片机引脚，低电平有效。 （3）具有 4 个 LED 灯，用于显示状态，直接连到单片机引脚，低电平有效。 智能仪表的外形： 9 SV PV SET 智能仪表 . . . . 其中上排数码管显示测量值，下排数码管显示设定值，4 个按钮用三个，右上侧有 4 个发光 二极管。 四、四、测温模块设计测温模块设计 4 4.1.1 热电偶热电偶 B 型热电偶在热电偶系列中具有准确度最高，稳定性最好，测温温区宽，使用寿命长，测温 上限高等优点。适用于氧化性和惰性气氛中，也可短期用于真空中，但不适用于还原性气氛 或含有金属或非金属蒸气气氛中。B 型热电偶一个明显的优点是不需用补偿导线进行补偿， 因为在 050范围内热电势小
