智能儀器 教學大綱

第頁智能儀器一、課程說明課程編號：090012Z10課程名稱：智能儀器/IntelligentInstrument課程類別：專業(yè)課學時/學分：32/2（其中實驗學時：8）先修課程：模擬電子技術、數字電子技術、嵌入式微控制器技術、傳感器與檢測技術適用專業(yè)：自動化、電氣工程及自動化、測控技術與儀器教材、教學參考書：殷俠，王蓉.智能儀器原理與設計.北京：中國電力出版社.2015年；龐春穎.智能儀器設計與應用.北京：電子工業(yè)出版社2013年；傅林.智能儀器理論、設計和應用.成都：西南交通大學出版社.2014年二、課程設置的目的意義《智能儀器》課程是繼“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“嵌入式微控制器技術”、“自動檢測技術”等課程之后為自動化、電氣工程及自動化和測控技術與儀器專業(yè)學生開設的專業(yè)選修課。智能儀器在通信、家電、自動控制、儀器儀表中得到了廣泛的應用，通過本課程的學習，使學生掌握智能儀器的基本工作原理，具備智能儀器的初步應用能力，為將來從事智能儀器的工作打下堅實的基礎。智能儀器課程側重討論智能儀器實際設計過程中所涉及的具體方法與技巧。旨在使學生運用所學的微型計算機和電子技術等方面的基礎知識，解決現代電子儀器開發(fā)過程中的實際問題，逐步具備能夠設計以微型計算機為核心的電子系統(tǒng)的能力。三、課程的基本要求知識：掌握智能儀器的構成、工作原理及其硬件、軟件的設計方法，包括數據采集通道的硬件電路及軟件設計、數值計算的基本方法、數據處理技術及誤差校正、標準接口技術、人機對話技術儀器、故障的自診斷等；掌握智能儀器的輸入輸出通道及接口技術，了解智能儀器設計的基本原則、步驟；了解智能控制系統(tǒng)的控制軟件的基本結構及設計方法、硬件的基本構成及設計方法以及系統(tǒng)的調試方法。特別注意介紹一些最新的具有實用價值的技術。能力：在學習電子技術基礎，傳感器原理及微機原理等技術基礎課程的基礎上，了解智能儀器的概念及其設計內容，學會利用單片機設計智能儀器的各種功能模塊，了解每個環(huán)節(jié)上的抗干擾措施。能夠實現或開發(fā)滿足功能與性能要求的智能儀器；在學習、討論和解決實際問題的過程中，積累經驗知識并培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高發(fā)現、分析、解決問題的能力。素質：（1）求實精神：通過本課程教學，培養(yǎng)學生追求真理的勇氣、嚴謹求實的科學態(tài)度和刻苦鉆研的作風。（2）創(chuàng)新意識：通過學習，引導學生樹立科學的世界觀，激發(fā)學生的求知熱情、探索精神、創(chuàng)新欲望，以及敢于向舊觀念挑戰(zhàn)的精神。能領會本課程工程實踐性強的特點和通過實踐增強認識和培養(yǎng)操作技能的必要性；建立根據應用背景與需求，從適用的多種原理、結構與實現方式中選定系統(tǒng)解決方案的思維模式；樹立解決實際問題需要綜合運用本課程與相關課程知識并考慮經濟、環(huán)境等條件約束的觀念，形成智能儀器系統(tǒng)設計與實現的完整知識及創(chuàng)新意識。四、教學內容、重點難點及教學設計章節(jié)教學內容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐第1章緒論智能儀器的組成及特點；智能儀器設計要點22簡單闡述本課程的目的、任務；智能儀器的組成及特點。以圖、表、文，講解智能儀器的組成及特點；以典型示例結合圖、文介紹智能儀器設計要點。第2章微機系統(tǒng)設計最小微機系統(tǒng)；微機系統(tǒng)的擴展技術22微機系統(tǒng)基本組成及其擴展技術微機系統(tǒng)的擴展技術主要以文字描述講解基本概念、技術措施；以圖、表、文結合數學描述，講解最小微機系統(tǒng)及其擴展技術；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對微機系統(tǒng)的學習和認識第3章人-機接口技術鍵盤與接口；顯示與接口；微型打印機與接口66LED液晶顯示器及接口，LCD液晶顯示器及接口，鍵盤掃描方法和程序設計，微型打印機接口等各種人機接口電路設計及其編程主要以文字描述講解基本概念、技術措施；以圖、表、文結合數學描述，講解鍵盤、顯示、打印機的基本原理；以典型示例結合圖、文介紹鍵盤、顯示、打印機的接口電路與軟件編程；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對各種人機接口的學習和認識第4章數據采集系統(tǒng)設計測量放大器；模擬多路開關；采樣保持器，A/D轉換器及其接口66測量放大器、模擬多路開關及采樣保持電路的功能與應用；典型A/D轉換器原理、接口電路及相關程序設計A/D轉換器接口電路及相關程序設計主要以文字描述講解基本概念、技術措施；以圖、表、文結合數學描述，講解數據采集通道中的組成及各環(huán)節(jié)工作原理；以典型示例結合圖、文介紹數據采集通道的接口技術；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對智能儀器數據采集通道的學習和認識第5章輸出及執(zhí)行裝置的接口技術輸出電路及接口技術22D/A轉換及其接口、繼電器控制接口和步進電機接口技術各種接口電路設計及相關程序設計主要以文字描述講解基本概念、技術措施；以圖、表、文結合數學描述，講解輸出通道的組成原理；以典型示例結合圖、文介紹輸出通道接口技術；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對智能儀器輸出接口技術的學習和認識第6章通信接口技術串行通信接口；I2C總線，單總線，USB總線的特點與數據傳輸方式；并行通信接口器件及應用22串行通信接口及I2C總線，單總線，USB總線的特點與數據傳輸方式串行通信接口技術主要以文字描述講解基本概念、技術措施；以圖、表、文結合數學描述，講解各種通信方式的原理及特點；以典型示例結合圖、文介紹各種通信接口器件的應用；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對微控制系統(tǒng)通信技術的學習和認識第7章智能化技術智能儀表的故障自診斷技術；數據處理技術；消除各種誤差的軟件算法22智能儀表的故障自診斷及消除各種誤差的軟件算法智能儀表的故障自診斷技術主要以文字描述講解基本概念、技術措施；以圖、表、文結合數學描述，講解智能儀器的故障類型及自診斷技術；以圖、表、文結合數學描述，講解智能儀器的誤差類型及消除誤差的軟件算法；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對智能儀器中智能化技術的學習和認識第8章智能儀器設計實例智能儀器的設計與開發(fā)過程，智能儀器的硬件、軟件設計與開發(fā)案例1028智能儀器的設計與開發(fā)過程，實際系統(tǒng)的硬件、軟件設計與開發(fā)案例智能儀器的硬件、軟件設計與開發(fā)以典型示例結合圖、表、文結合數學描述，講解智能儀器設計開發(fā)的過程與方法；講授中通過提問、討論及課后練習，強化對智能儀器應用的學習和認識注：實踐包括實驗、上機等五．實踐教學內容和基本要求通過設計、實現系統(tǒng)的實驗，使學生鞏固并加深理解課堂所學內容。具體安排是在下面提供的15個系統(tǒng)設計中自由選擇多個系統(tǒng)實現。1.交通信號燈系統(tǒng)設計2.水塔水位自動控制3.多種液體自動混合系統(tǒng)設計4.郵件分揀機系統(tǒng)設計5.電梯系統(tǒng)程序6.自動送料裝車系統(tǒng)設計7.自動售貨機系統(tǒng)設計8.的溫度控制系統(tǒng)設計9.電鍍流水線設計10.平面?zhèn)}庫系統(tǒng)設計(晶體管控制輸出)11.自動扶梯設計(晶體管控制輸出)12.無塔供水系統(tǒng)設計13.電機控制設計14.霓虹燈控制設計15.自動灌裝流水線的設計六、考核方式及成績評定本課程考核方式以書面解題為主，重點檢查學生對本課程基本知識及一般方法的掌握程度和問題分析與應用設計等解決實際問題的能力，期末筆試成績占總評成績的60%；同時注重實踐環(huán)節(jié)學習效果與學習過程情況，以專設配套實驗成績和平時學習綜合情況（包括參與課堂教學的主動性和課外練習完成質量）及表現出的能力與素質各占總評成績的20%?？己朔绞娇己藘热?/p>