檢測(cè)技術(shù)與海洋智能儀器：第11章 智能儀器儀表的組成與特點(diǎn)

1、第11章 智能儀器儀表的組成與特點(diǎn) 微處理器在20世紀(jì)70年代初期問(wèn)世不久，就被引進(jìn)電子測(cè)量和儀器領(lǐng)域，所占比重在各項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中名列前茅。 人們習(xí)慣將這種內(nèi)含微型計(jì)算機(jī)、具有自動(dòng)化操作和數(shù)據(jù)處理能力并帶有通信接口的電子儀器稱為智能儀器，以區(qū)別于傳統(tǒng)的電子儀器。智能儀器:含有微處理器的儀器儀表和測(cè)試裝置。 不但能進(jìn)行測(cè)量，而且能存儲(chǔ)信號(hào)和處理數(shù)據(jù)，同時(shí)在自動(dòng)化系統(tǒng)中接受內(nèi)部或外部控制指令，有些智能儀器甚至具有輔助專家推斷、分析與決策的能力海洋資料浮標(biāo)主控設(shè)備舉例界面舉例11.1 智能儀器的典型結(jié)構(gòu)智能儀器的組成 智能儀器由硬件和軟件兩大部分組成。 硬件部分主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入/輸出

2、通道、人機(jī)接口電路、通信接口電路。 智能儀器的軟件分為監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。監(jiān)控程序是面向儀器面板鍵盤和顯示器的管理程序；接口管理程序是面向通信接口的管理程序，接收并分析來(lái)自通信接口總線的遠(yuǎn)控命令。一、智能儀器硬件組成 主機(jī)電路用來(lái)存儲(chǔ)程序、 數(shù)據(jù)并進(jìn)行一系列的運(yùn)算和處理，它通常由微處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及輸入/輸出接口電路等組成，或者它本身就是一個(gè)單片微型計(jì)算機(jī)； 模擬量輸入/輸出通道用來(lái)輸入/輸出模擬信號(hào)，主要由A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和有關(guān)的模擬信號(hào)處理電路等組成； 人機(jī)接口電路的作用是溝通操作者和儀器之間的聯(lián)系，主要由儀器面板中的鍵盤和顯示器組成； 通信接口電路用于實(shí)

3、現(xiàn)儀器與計(jì)算機(jī)的聯(lián)系，以便使儀器可以接受計(jì)算機(jī)的程控命令。 硬件部分主要包括：主機(jī)電路、模擬量輸入/輸出通道、人機(jī)接口電路、通信接口電路。二、 智能儀器軟件組成 監(jiān)控程序是面向儀器面板鍵盤和顯示器的管理程序，其內(nèi)容包括：通過(guò)鍵盤輸入命令和數(shù)據(jù)，以對(duì)儀器的功能、操作方式與工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；根據(jù)儀器設(shè)置的功能和工作方式，控制I/O接口電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)；按照儀器設(shè)置的參數(shù)，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理；以數(shù)字、字符、圖形等形式顯示測(cè)量結(jié)果、數(shù)據(jù)處理的結(jié)果及儀器的狀態(tài)信息。 接口管理程序是面向通信接口的管理程序，其內(nèi)容是接收并分析來(lái)自通信接口總線的遠(yuǎn)控命令，包括描述有關(guān)功能、操作方式與工作參數(shù)的代

4、碼；進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理；通過(guò)通信接口送出儀器的測(cè)量結(jié)果、數(shù)據(jù)處理的結(jié)果及儀器的現(xiàn)行工作狀態(tài)信息。 軟件又分為：監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。11.2 智能儀器的特點(diǎn) (1)、智能儀器使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的旋轉(zhuǎn)式或琴鍵式切換開關(guān)來(lái)實(shí)施對(duì)儀器的控制，從而使儀器面板的布置和儀器內(nèi)部有關(guān)部件的安排不再相互限制和牽連。有利于提高儀器技術(shù)指標(biāo)，并方便了儀器的操作。 例如，傳統(tǒng)儀器中與衰減器相連的旋轉(zhuǎn)式開關(guān)必須安裝在衰減器正前方的面板上，這樣，可能由于面板的布置受儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制，不能充分考慮用戶使用的方便性；也可能由于衰減器的安裝位置必須服從面板布局的需要，而給內(nèi)部電氣連接帶來(lái)許多的不便。

5、(2) 微處理器的運(yùn)用極大地提高了儀器的性能。 例如：利用微處理器的運(yùn)算和邏輯判斷功能，按照一定的算法可以方便地消除由于漂移、增益的變化和干擾等因素所引起的誤差，從而提高了儀器的測(cè)量精度。 例如：傳統(tǒng)的數(shù)字多用表(DMM)只能測(cè)量電阻、交直流電壓、電流等， 而智能型的數(shù)字多用表不僅能進(jìn)行上述測(cè)量，而且還能對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行諸如零點(diǎn)平移、平均值、極值、統(tǒng)計(jì)分析以及更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能，使用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來(lái)。 目前有些智能儀器還運(yùn)用了專家系統(tǒng)技術(shù)，使儀器具有更深層次的分析能力，解決專家才能解決的問(wèn)題。 (3) 智能儀器運(yùn)用微處理器的控制功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)調(diào)零、觸發(fā)電平

6、自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷等功能，有力地改善了儀器的自動(dòng)化測(cè)量水平。 例如：智能型的數(shù)字示波器有一個(gè)自動(dòng)分度鍵(Autoset)，測(cè)量時(shí)只要一按這個(gè)鍵， 儀器就能根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率及幅度，自動(dòng)設(shè)置好最合理的垂直靈敏度、時(shí)基以及最佳的觸發(fā)電平，使信號(hào)的波形穩(wěn)定地顯示在屏幕上。 例如：智能儀器一般都具有自診斷功能，當(dāng)儀器發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)檢測(cè)出故障的部位并能協(xié)助診斷故障的原因，甚至有些智能儀器還具有自動(dòng)切換備件進(jìn)行自維修功能，極大地方便了儀器的維護(hù)。 (4) 智能儀器具有友好的人-機(jī)對(duì)話的能力，使用人員只需通過(guò)鍵盤打入命令， 儀器就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量和處理功能，與此同時(shí)，智能儀器還通過(guò)顯示屏將儀器運(yùn)

7、行情況、工作狀態(tài)以及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時(shí)告訴使用人員，使人-機(jī)之間的聯(lián)系非常密切。 (5) 智能儀器一般都配有GP-IB或RS-232等通信接口，使智能儀器具有可程控操作的能力。 從而可以很方便地與計(jì)算機(jī)和其他儀器一起組成用戶所需要的多種功能的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，來(lái)完成更復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。 1.3 智能儀器及測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展模擬儀器數(shù)字儀器智能儀器與自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)卡式儀器及系統(tǒng)虛擬儀器及系統(tǒng)一、 獨(dú)立式智能儀器及自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)1、獨(dú)立式智能儀器 獨(dú)立式智能儀器簡(jiǎn)稱智能儀器，即前述的自身帶有微處理器和通訊接口的能獨(dú)立進(jìn)行測(cè)試工作的電子儀器。 獨(dú)立式智能儀器在結(jié)構(gòu)上自成一體，因而使用靈活方便，并且儀器的技術(shù)

8、性能可以做得很高。這類儀器在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，正在或已經(jīng)成為當(dāng)前電子實(shí)驗(yàn)室的主流儀器模式。是課程討論的重點(diǎn)。 目前，大多數(shù)傳統(tǒng)的電子儀器已有相應(yīng)換代的智能儀器產(chǎn)品，我國(guó)科研院所使用的電子儀器正在進(jìn)行著用智能儀器逐步取代相應(yīng)傳統(tǒng)儀器的工作。典型智能儀器 數(shù)字多用表典型智能儀器 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器典型智能儀器 數(shù)字存貯示波器典型智能儀器 頻譜分析儀自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng) 智能儀器幾乎都配有GPIB(或RS232C)通信接口。 GPIB是國(guó)際電工協(xié)會(huì)(IEC)1978年正式推薦的一種標(biāo)準(zhǔn)儀用接口總線，已被世界各國(guó)普遍采納。 凡是配有GPIB 這種標(biāo)準(zhǔn)接口的儀器和計(jì)算機(jī)，不分生產(chǎn)國(guó)家、廠家，都可以借助于一條無(wú)源電

9、纜總線按積木式互連，靈活地組成各種不同用途的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，以完成較復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、多臺(tái)可程控儀器以及GPIB三者組成。 計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的控制者，通過(guò)執(zhí)行測(cè)試軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量全過(guò)程的控制及處理； 可程控儀器設(shè)備是測(cè)試系統(tǒng)的執(zhí)行單元，具體完成采集、測(cè)量、處理等任務(wù)； GPIB 由計(jì)算機(jī)及各程控儀器中的標(biāo)準(zhǔn)接口和標(biāo)準(zhǔn)總線兩部分組成，它如同一個(gè)多功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，把各種儀器設(shè)備有機(jī)地連接起來(lái)，完成系統(tǒng)內(nèi)的各種信息的變換和傳輸任務(wù)。 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有極強(qiáng)的通用性和多功能性，對(duì)于不同的測(cè)試任務(wù)，只需增減或更換“掛”在它上面的儀器設(shè)備，編制相應(yīng)的測(cè)試軟件，而系統(tǒng)本身不變。 這種自動(dòng)測(cè)試

10、系統(tǒng)特別適用于要求測(cè)量時(shí)間極短而數(shù)據(jù)處理量極大的測(cè)試任務(wù)中，以及測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)操作人員有害或操作人員參與操作會(huì)產(chǎn)生人為誤差的測(cè)試場(chǎng)合。 從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是一個(gè)分布式多微機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的各智能儀器在任務(wù)一級(jí)并行工作，它們各自具備完備的硬件和軟件，因而能相對(duì)獨(dú)立地工作，它們之間通過(guò)外部總線松散耦合，相互間也可通信。2、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng) 被測(cè)器件或過(guò)程GP-IB儀器總線典型自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)二、 個(gè)人儀器系統(tǒng)及VXI總線儀器系統(tǒng) 1、個(gè)人儀器系統(tǒng) 個(gè)人儀器是在智能儀器的基礎(chǔ)上，伴隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)登上電子測(cè)量的舞臺(tái)而創(chuàng)造出的一種嶄新的儀器品種，它是將原智能儀器中的測(cè)量部分配以

11、相應(yīng)的接口電路制成各種儀器卡，插入到PC的總線插槽或擴(kuò)展箱內(nèi)，而原智能儀器所需的鍵盤、顯示器以及存儲(chǔ)器等均借助于PC機(jī)的資源，就構(gòu)成了早期的個(gè)人儀器（又稱PC儀器或儀器卡）。 A/D轉(zhuǎn)換器D/A轉(zhuǎn)換器輸入電路模擬執(zhí)行器I/O接口被測(cè)量微處理器MPU程序存儲(chǔ)器(ROM)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)標(biāo)準(zhǔn)儀用通訊接口鍵盤顯示接口鍵盤顯示外部?jī)x用標(biāo)準(zhǔn)總線 智能儀器 卡式儀器的演變計(jì)算機(jī)部分測(cè)試部分 卡式儀器將智能儀器中的測(cè)量部分配以相應(yīng)的接口，制成各種功能的儀器卡，插入到PC機(jī)的擴(kuò)展槽中，而原智能儀器中的微機(jī)系統(tǒng)、鍵盤、顯示器、存貯器、電源等均借助于PC機(jī)的資源而構(gòu)成的?？ㄊ絻x器的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)儀器卡缺少儀器

12、面板 建立軟面板軟面板卡式儀器的基本形態(tài)插入儀器卡計(jì)算機(jī)卡式儀器區(qū)別智能儀器一個(gè)顯著特點(diǎn)是用“軟面板”實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作軟面板是顯示在CRT上用作圖軟件生成的儀器面板圖形（類似儀器硬面板）用戶通過(guò)操作鼠標(biāo)器移動(dòng)光標(biāo)的方式控制軟面板上的按鍵、旋鈕等 個(gè)人儀器系統(tǒng)及VXI總線儀器系統(tǒng) 1、個(gè)人儀器系統(tǒng)、基于PC機(jī)內(nèi)部總線的儀器系統(tǒng)、基于獨(dú)立儀器總線的儀器系統(tǒng)、基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的VXI總線儀器系統(tǒng)個(gè)人儀器及系統(tǒng)發(fā)展的幾個(gè)階段1、個(gè)人儀器系統(tǒng) 1、個(gè)人儀器及系統(tǒng)基于PC機(jī)的內(nèi)部總線，因而儀器卡在PC機(jī)內(nèi)受到了嚴(yán)重的干擾； 2、各儀器卡間也不能同步觸發(fā)，無(wú)法傳遞模擬信號(hào)。 3、早期的個(gè)人儀器強(qiáng)調(diào)硬件最少，通常

13、不含微處理器，而將各儀器的控制和處理工作統(tǒng)一由PC機(jī)來(lái)處理，使得個(gè)人儀器系統(tǒng)的工作速度不高。 基于PC機(jī)內(nèi)部總線的儀器系統(tǒng)的缺陷：、基于PC機(jī)內(nèi)部總線的儀器系統(tǒng)、基于獨(dú)立儀器總線的儀器系統(tǒng)、基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的VXI總線儀器系統(tǒng)為克服基于PC機(jī)內(nèi)部總線的儀器系統(tǒng)的缺點(diǎn)，許多儀器生產(chǎn)廠家各自生產(chǎn)專門的擴(kuò)展儀器卡箱并定義儀器總線，并普遍將微處理器裝入儀器插卡而構(gòu)成多微機(jī)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。不僅提高儀器系統(tǒng)的速度，還簡(jiǎn)化系統(tǒng)的組建和測(cè)試軟件的開發(fā)。這種高級(jí)的個(gè)人儀器系統(tǒng)吸取GP-IB儀器系統(tǒng)靈活的模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)， 同時(shí)由于共享PC機(jī)的外設(shè)和軟件資源，仍能保持早期個(gè)人儀器系統(tǒng)性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，這就使個(gè)人儀器系

14、統(tǒng)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的階段。 、基于PC機(jī)內(nèi)部總線的儀器系統(tǒng)、基于獨(dú)立儀器總線的儀器系統(tǒng)、基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的VXI總線儀器系統(tǒng)、基于獨(dú)立儀器總線的儀器系統(tǒng)獨(dú)立的儀器總線是由各生產(chǎn)廠家自行定義而無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使用戶在組建個(gè)人儀器系統(tǒng)時(shí)難以在不同廠家生產(chǎn)的儀器插卡中進(jìn)行選配，妨礙了個(gè)人儀器的推廣和發(fā)展。 、基于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的VXI總線儀器系統(tǒng)、基于獨(dú)立儀器總線的儀器系統(tǒng)1987年HP和泰克等五家儀器公司在經(jīng)過(guò)一段扎實(shí)工作之后，聯(lián)合提出適合于個(gè)人儀器系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的接口總線標(biāo)準(zhǔn)VXI規(guī)范，并為世界各廠家所接受。VXI總線及VXI 總線儀器系統(tǒng)的問(wèn)世被認(rèn)為是測(cè)量和儀器領(lǐng)域發(fā)生的一個(gè)重要事件，圍繞著VXI 總線儀器系統(tǒng)出

15、現(xiàn)了一系列的國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)和支持技術(shù)，從而使測(cè)試和儀器系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)劃時(shí)代的新階段。2、 VXI總線儀器系統(tǒng)VXI總線是一個(gè)開放式結(jié)構(gòu)，它對(duì)所有儀器生產(chǎn)廠家和用戶都是公開的， 即允許不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的卡式儀器都可在同一機(jī)箱中工作，從而使VXI總線很快就成為測(cè)試系統(tǒng)的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。VXI總線系統(tǒng)(即采用VXI總線標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人儀器系統(tǒng))一般由計(jì)算機(jī)、VXI 儀器模塊和VXI總線機(jī)箱構(gòu)成。二、 個(gè)人儀器系統(tǒng)及VXI總線儀器系統(tǒng) 2、 VXI總線儀器系統(tǒng)VXI總線是面向模塊式結(jié)構(gòu)的儀器總線，與GPIB總線相比其性能有了較大幅度提高。其中VXI總線中的地址線和數(shù)據(jù)線均可高至32位，數(shù)據(jù)傳輸速率的上限可高至40MB/

16、s，此外還定義多種控制線、中斷線、時(shí)鐘線、觸發(fā)線、識(shí)別線和模擬信號(hào)線等。由此可見，VXI 總線儀器集中了智能儀器、個(gè)人儀器和GP-IB系統(tǒng)的很多特長(zhǎng)，并具有使用靈活方便， 標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可擴(kuò)展性好，能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效能以及便于構(gòu)成虛擬儀器等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而得到迅速發(fā)展和推廣，被稱為未來(lái)儀器和未來(lái)系統(tǒng)。三、 軟件技術(shù)的高速發(fā)展及虛擬儀器 在新一代的儀器系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)處于核心地位。三、 軟件技術(shù)的高速發(fā)展及虛擬儀器 在新一代的儀器系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)處于核心地位。為了使儀器系統(tǒng)的硬件設(shè)備盡量少，傳統(tǒng)儀器的許多硬件乃至整個(gè)儀器都可以被計(jì)算機(jī)軟件所代替，計(jì)算機(jī)軟件和測(cè)試儀器將更加緊密地結(jié)合在一起。 隨著儀器

17、系統(tǒng)的不斷完善及儀器設(shè)計(jì)思想的發(fā)展，軟件的重要性及進(jìn)一步發(fā)展的迫切性越來(lái)越突出。 可以預(yù)測(cè)，測(cè)試界今后的巨大變化將主要發(fā)生在軟件方面。1、軟件技術(shù)的高速發(fā)展第一代 - 采用編程語(yǔ)言： 例如：C，BASIC，匯編語(yǔ)言第二代 - 采用面向?qū)ο?可視化編程語(yǔ)言： 例如：C+， VB， Delphi語(yǔ)言第三代 - 采用專業(yè)測(cè)試軟件： 例如： labVIEW, HPVEE1、軟件技術(shù)的高速發(fā)展 在新一代的儀器系統(tǒng)中，為了縮短儀器系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間，使用者希望對(duì)儀器本身的技術(shù)問(wèn)題關(guān)注盡量少，而將更多的精力轉(zhuǎn)向測(cè)試對(duì)象。 用傳統(tǒng)的高級(jí)語(yǔ)言編制、調(diào)試測(cè)試程序已不能適應(yīng)現(xiàn)代儀器系統(tǒng)對(duì)縮短儀器系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間的要求，因而需

18、要尋求新的編程方法。 三、 軟件技術(shù)的高速發(fā)展及虛擬儀器 2、虛擬儀器 所謂虛擬儀器是指通用計(jì)算機(jī)上添加幾種帶共性的基本儀器硬件模塊，通過(guò)軟件來(lái)組合成各種功能的儀器或系統(tǒng)的儀器設(shè)計(jì)思想。 其中激勵(lì)信號(hào)可由微型計(jì)算機(jī)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生所需的模擬信號(hào)。 大量的測(cè)試功能可以通過(guò)對(duì)被測(cè)信號(hào)的采樣，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換得到測(cè)量結(jié)果。許多功能還可以完全由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)， 這樣就擺脫由硬件構(gòu)成一件件儀器再連成系統(tǒng)的傳統(tǒng)概念。 因而從某種意義說(shuō)，計(jì)算機(jī)就是儀器，軟件就是儀器。一、 設(shè)計(jì)、研制智能儀器的一般過(guò)程11.4 智能儀器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1 確定設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)儀器設(shè)計(jì)目標(biāo)，編寫設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書，明確儀器應(yīng)具備

19、的功能和應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，應(yīng)力求準(zhǔn)確簡(jiǎn)潔。2 擬制總體設(shè)計(jì)方案先依據(jù)設(shè)計(jì)要求提出幾種可能的方案，每個(gè)方案應(yīng)包括儀器的工作原理，采用的技術(shù)，重要元器件的性能等；然后對(duì)各方案進(jìn)行可行性論證，包括重要部分的理論分析與計(jì)算以及必要的模擬實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證方案是否能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求；最后再兼顧各方面因素選擇其中之一作為儀器的設(shè)計(jì)方案。3 確定儀器工作總框圖 采用自上而下的方法，把儀器劃分成若干個(gè)便于實(shí)現(xiàn)的功能模塊，并繪制出相應(yīng)的硬件和軟件工作框圖。設(shè)計(jì)者應(yīng)該根據(jù)儀器性能價(jià)格比、研制周期等因素對(duì)硬件、軟件的選擇做出合理安排。軟件和硬件的劃分往往需要經(jīng)過(guò)多次折中才能取得滿意的結(jié)果

20、，設(shè)計(jì)者應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行認(rèn)真權(quán)衡。4硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試 一旦儀器工作總框圖確定之后，硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)工作就可以齊頭并進(jìn)。 一、 設(shè)計(jì)、研制智能儀器的一般過(guò)程11.4 智能儀器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)4 硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試 硬件設(shè)計(jì)：1、電路原理圖設(shè)計(jì)，分自下向上與自上向下兩種。2、電路PCB設(shè)計(jì)，繪制印刷電路板3、硬件電路調(diào)試，可以先采用某種信號(hào)作為激勵(lì)，通過(guò)檢查電路能否得到預(yù)期的響應(yīng)來(lái)驗(yàn)證電路4、智能儀器大部分電路功能調(diào)試需要編制一些小調(diào)試程序分別對(duì)各硬件單元電路的功能進(jìn)行檢查。 軟件設(shè)計(jì)：先進(jìn)行軟件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并將程序劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊；接著畫出每個(gè)程序模塊的流程圖并編寫程序；最后按照軟件總體結(jié)構(gòu)框圖，將其連接成完整的程序。 軟件調(diào)試：先按模塊分別調(diào)試，然后再連接起來(lái)進(jìn)行總調(diào)。智能儀器的軟件和硬件是一個(gè)密切相關(guān)的整體，因此只