《测控技术与设计原理》教学大纲.doc

青海大学昆仑学院 《测控技术与设计原理》教学大纲 青海大学昆仑学院 2013 年7月 课程编号： 课程名称： 测控技术与设计原理 课程学时： 54 课程性质： 专业方向课 适用专业： 昆仑学院电气工程自动化 开课年级及学期：三年级下 开课院（系）及教研室： 考核方式： 闭卷 课程性质、教学目的与任务 通过本课程的学习，包括测控技术的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理、性能指标、电参数的测试方法，该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习，培养学生具有测控技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。使学生掌握MCS-51单片机的硬件基本结构、内部各种功能部件的工作原理及编程控制、指令系统以及各种常用硬件接口的设计，最终使学生最终能够根据工程开发任务的要求，具有实现MCS-51单片机应用系统的设计能力。 本课程的教学内容主要分为如下几个部分： 第一章 . 测控数据的采集 在信号采集环节，主要是采集对象发出的各种信号，再将这种信号转换成电信号，以便于后续的处理。对象发出的信号大多数是通过传感器来采集的，包括物理信号（如温度、流量、压力等）和化学信号（如湿度、气味等）两大类，当然还包括不能归为这两类的一些信号，如可靠性、价格等。而开关量信号（带有数字信号的特征）则主要是靠带有单片机电路的仪器，如无纸记录仪，进行采集。此外，图像信号自然是由摄像装置来进行采集。 第二章. 测控数据的整理 在信号的整理阶段，主要是对采集到的电信号进行平整、滤波、模数转换等，转换成便于处理的数字信号。上述三种信号类型在整理阶段的内容有所不同，比如对传感器传来的信号主要是进行信号放大、平整、滤波和模数转换的过程；而对于开关量信号通过无纸记录仪的采集之后一般都能够转换成所需要的数字信号以待输出到下一个处理环节；对于图像信号，经采集之后主要是用于显示，若还需对图像进行处理，再显示，或者发出控制信号，那么也必须将图像信号转换成数字信号，进行处理，这就是一个复杂的问题。 第三章. 显示控制 在显示与控制环节，显示主要是指将数字信号通过便于我们观察的形式显示出来以便我们进行判断，控制主要是指将控制信号传送给并作用于对象的过程。上面的四个环节就构成了整个测控的过程，如果包括控制的过程，则刚好形成了一个闭环，即信号从对象开始，经过采集、整理、处理，最后又将控制信号作用于对象的闭环。 第四章 单片机在测控技术中的应用 1.单片机概述 通过这部分的学习，首先使学生了解什么是单片机；单片机的历史及发展概况；单片机的发展趋势；单片机的应用领域；为什么在众多的单片机的产品中，选择MCS-51单片机作为主流型单片机来讲授；了解各种与MCS-51兼容的增强型和扩展型的80C51系列单片机，尤其是让学生了解目前使用较多的ATMEL和PHILIP公司的与MCS-51系列兼容的产品。 2. MCS-51片内硬件结构 主要介绍MCS-51片内的硬件结构。主要包括MCS-51的引脚、CPU、存储器的结构、4个并行I/O端口、时钟电路以及复位电路。 通过本部分内容的学习，要求学生从应用的角度应熟练掌握片内的硬件结构，为后面的设计打下基础。 3. MCS-51的指令系统 本部分的主要内容包括MCS-51的汇编语言的指令格式、指令的寻址方式，并从功能分类的角度来介绍数据传送类指令、算术操作类指令、逻辑运算类指令、控制转移类指令以及位操作类指令。 通过本部分内容的学习，应使学生熟练地掌握各种MCS-51的汇编语言的指令，要求学生通过学习教材中的例子，举一反三，灵活地掌握指令的使用。 4. MCS-51的汇编语言程序设计 主要内容包括：介绍机器语言、汇编语言、高级语言，各自的特点；伪指令；汇编语言源程序的汇编；汇编语言各种程序设计，如子程序设计，查表、关键字查找、数据极值查找、数据排序、分支转移、循环以及码制转换子程序的设计。 第五章 单片机在测控应用实例 第六章 计算机辅助测信号处理系统的标准化、模块化、兼容和集成。例如，目前多数采用ISA总线、IEEE488口，今后计算机可能取消ISA总线，用于笔记本电脑的USB接口将广泛应用。过去，中国生产的仪器满足于数字显示，没有数据交换接口，难以进入国际市场。国外生产的仪器普遍配备IEEE488(GPIB)口。RS232：目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394和VXI。在此转折期为我们提供了机遇。目前虚拟仪器的工作频段在千赫数量级，对于干涉信号处理