智能仪表

随着微电子技术的不断发展，集成CPU，存储器，定时器/计数器，并行和串行接口，看门狗，前置放大器甚至A / D，D / A转换器和其他电路在单芯片上超大规模集成电路芯片（即，微控制器）已经出现。

以单片机为主体，结合计算机技术和测量控制技术，构成了所谓的“智能测量控制系统”，是一种智能仪器。

与传统仪器相比，智能仪器具有以下特点：1，操作自动化。

仪器的整个测量过程，如键盘扫描，范围选择，开关启动和关闭，数据采集，传输和处理，以及显示打印，都由单片机或微控制器控制，实现全自动化。

测量过程。

2具有自检功能，包括自动调零，自动故障和状态检查，自动校准，自诊断和自动量程转换。

智能电表可以自动检测故障位置甚至故障原因。

这种自检可以在仪器启动时运行，也可以在仪器中运行，大大方便了仪器的维护。

3具有数据处理功能，这是智能仪器的主要优势之一。

由于使用单片微计算机或微控制器，智能仪器产生许多问题，这些问题最初难以用硬件逻辑解决或目前无法解决。

现在，软件可以非常灵活地解决。

例如，传统的数字万用表只能测量电阻，交流和直流电压，电流等，智能数字万用表不仅可以执行上述测量，还可以执行零点漂移，平均值，极值和统计等测量。

。

分析和其他复杂的数据处理功能不仅使用户免于繁重的数据处理，而且还有效地提高了仪器的测量精度。

4具有友好的人机对话能力。

智能仪表使用键盘代替传统仪器中的开关，操作者只需通过键盘输入命令即可实现一些测量功能。

同时，智能仪表还通过显示屏告诉操作员测量数据的运行状态，工作状态和处理结果，使仪器的操作更加方便直观。

5具有可编程操作能力。

通用智能仪表配备标准通讯接口，如GPIB，RS232C，RS485等，可以很容易地形成一个自动测量系统，具有用户和PC等仪器所需的多种功能，可以完成更复杂的测试任务。

智能仪器由两个主要部分组成：硬件和软件。

硬件部分主要包括主机电路，模拟输入/输出通道，人机接口电路和通信接口电路。

智能仪器的软件分为两部分：监控程序和接口管理程序。

监控程序是仪表板键盘和显示器的管理程序;接口管理程序是用于通信接口的管理程序，其接收和分析来自通信接口总线的远程控制命令。

一，设计和开发智能仪器的一般过程确定设计任务根据仪器的设计目标，编写设计任务描述，明确仪器应具备的功能和应实现的技术指标。

设计任务规范是设计师设计的基础，应该准确，简洁。

2.拟议的总体设计方案首先根据设计要求提出了几种可能的方案。

每个方案应包括仪器的工作原理，使用的技术，重要部件的性能等;然后对每个方案进行可行性论证，包括重要的理论分析和计算以及必要的模拟实验，以验证该方案是否能满足设计要求;最后，考虑选择其中一个因素作为仪器设计的因素之一。

3.确定仪器的整体工作框图。

使用自上而下的方法，将仪器分成几个易于实现的功能模块，并绘制相应的硬件和软件工作框图。

设计人员应根据仪器性能，价格比，开发周期等因素，合理安排硬件和软件的选择。

软件和硬件的划分通常需要多次妥协才能获得满意的结果，设计人员应在设计过程中进行谨慎的权衡。

4.硬件电路和软件的设计和调试一旦确定了仪器的总体框图，硬件电路和软件的设计就可以齐头并进。

在实际的微处理器选择中，通常认为许多类型的微处理器可以满足设计要求，这取决于设计者对某个微处理器的熟悉程度。

由于51系列MCU是MCU的主流型号，其技术性能和开发方法已经成熟，在国内得到了广泛的应用。

因此，51系列MCU已被广泛应用于智能仪表的设计中。

在选择智能仪表主机电路时，首先要选择性价比高的8位/ 16位单片机。

同时，我们还应该关注最新技术的进步，并借此机会将最先进的电路芯片或电路板与微处理器配合使用。

该机器平台被引入智能仪器的设计中。