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1.确定设计任务和仪表功能 首先确定仪表所完成的任务和应具备的功能。例如，确定仪表是用于过程控制还是数据处理，其功能和精度；仪表输入信号的类型，范围和处理方法；过程通道的结构形式，通道数、隔离要求；仪表的显示格式，打印输出要求；仪表是否需要通信功能，若需要的话，则采用并行方式还是串行方式；仪表的成本应控制在多少范围之内等等，以此作为仪表软、硬件的设计依据。另外，对仪表的使用环境情况及制造维修的方便性也应给予充分的注意。设计人员在对仪表的功能、可维护性、可靠性及性能价格比综合考虑的基础上，提出仪表设计的初步方案，并将其写成“仪表功能说明书（或设计任务书）”的书面形式，功能说明书主要有以下三个作用： (1)作为用户与研制单位之间的合约，或研制单位设计开发仪表的依据； (2)规定仪表的功能和结构，作为研制人员设计硬件、编制软件的基础； (3)作为验收的依据。 2.完成总体设计，选择确定硬件类型和数量 通过调查研究对方案进行论证，以完成智能仪表的总体设计工作。在此期间应绘制仪表系统总图和软件总框图，拟定详细的工作计划。完成了总体设计之后，便可将仪表的研制任务按功能模块分解成若干课题（子任务），再去做具体的设计。 主机电路是智能仪表的核心，为确保仪表的性能指标，在选择单片机、DSP芯片或嵌入式系统时，需考虑字长和指令功能、寻址范围与寻址方式，位处理和中断处理能力，定时计数和通信功能，内部存储器容量的大小，硬件配套是否齐全，芯片的价格以及开发平台等。在内存容量要求不大、外部设备要求不多的智能仪表中，可采用一般8位单片机；若要求仪表运算功能强、处理精度高，运行速度快，则可选用嵌入式系统；若有一些特殊要求，也可选择DSP芯片。 在智能仪表所需的硬件中，输入/输出通道往往占有很大的比重，因此在估计和选择输入/输出所需的硬件时，应考虑输入/输出通道数、串行操作还是并行操作、数据的字长、传输速率和方式等。 由于硬件和软件具有互换性，设计人员要反复权衡仪表硬件与软件的比例。适当多用硬件可简化软件设计工作，并使装置的性能得到改善。然而，这样会增加元器件数，成本会相应提高。若采用软件来代替一部分硬件功能，虽可减少元器件数，但将增加编程的复杂性，并使系统的响应速度降低。所以，应当从仪表性能、器件成本、软件费用、研制周期等多方面综合考虑，对硬件、软件的比例做出合理的安排，从而确定硬件的类型和数量。 |
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发表于 2016-12-23 10:27:44