微機化儀器儀表是具備測控功能的特殊微機系統(tǒng)。由于承擔的任務(wù)，應(yīng)用的場合不同，各種微機化儀器儀表的硬、軟件系統(tǒng)差別很大。簡單的只含幾個芯片和少量程序，如壓力傳感器、溫度顯示調(diào)節(jié)器等；復雜的含大量芯片，豐富的軟件和齊全的外設(shè)，甚至于使用多個微處理器，其復雜程度遠遠超過通用型個人計算機，如色譜質(zhì)譜儀、質(zhì)量流量計等。
盡管如此，由于它們都具有內(nèi)藏處理器或單片機這一基本特征，因此在結(jié)構(gòu)上存在著一些共同之處，那就是如圖0.1所示典型的微型計算機儀器儀表結(jié)構(gòu)，其測量和控制電路部分則相當于專用的外設(shè)。微機化儀器儀表的典型結(jié)構(gòu)如圖0.1所示由三個層次構(gòu)成。


 
 
一、微處理器
它是整個微機化儀器儀表的核心，具有基本的算術(shù)運算、邏輯分析能力。通常，微處理器需要時鐘電路和復位電路，能支持存儲器I/O口的擴展和外部中斷府些如8051、80C196)還帶有片內(nèi)存儲器、2時/計數(shù)器、e行通信口以及A/D轉(zhuǎn)換器等。它的時鐘頻率、字節(jié)度、指令功能與執(zhí)行速度、外部擴展能力等對整個儀器儀表的性能有直接影響。
二、微型計算機
將存儲器(半導體存儲器、磁盆等)、I/O接口芯片、外部設(shè)備等通過地址、數(shù)據(jù)、控制三總線與微處理器連接，即組成微型計算機。它既可以是一臺通用計算機(如t)c機、工控機、機開發(fā)系統(tǒng)等)，也可以是設(shè)計者根據(jù)特定用途研制或組裝的專用微型計算機系統(tǒng)。為了提性能和降低成本，大多數(shù)定型的微機化儀器儀表往往使用專用的微型計算機，根據(jù)需要配置應(yīng)的存儲器、接口和外部設(shè)備。
三、微機化儀器儀表
在微型計算機的基礎(chǔ)上，根據(jù)儀器儀表的性能、功能要求，設(shè)計出測量電路和數(shù)據(jù)采集接口、過程控制電路與接口，再參照儀器儀表的使用環(huán)境、習慣和特點設(shè)計出其它結(jié)構(gòu)和電路，以及顯示、操作部分，并構(gòu)成良好的外型和安裝結(jié)構(gòu)，然后再將它們組成完整的微機化儀器儀表。由于各種儀器儀表功能、性能要求不一，工作環(huán)境不同，面向的被測量干差萬別，因此，數(shù)據(jù)采集和過程控制接口的設(shè)計往往成為整臺儀表設(shè)計的重點與難點。圖0.1中實線方框所示是各種微機化儀器儀表不可缺少的內(nèi)容，虛線部分則依儀表的性能、d能而定。應(yīng)當說明，圖o．I所示的只是從硬件角度反映微機化儀器儀表的共性與差異，毋庸置疑，軟件作為微機化儀器儀表的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)亦有特點，對儀器儀表的影響至關(guān)重要，只是限于篇幅，這里不再討論。
與傳統(tǒng)儀器儀表相比，微機化儀器儀表有許多突出特點。由于它具有自動測量、實時測量、綜合測量的能力，并可通過數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)自動補償、自動校準、自動分段、數(shù)字濾波、統(tǒng)計分祈、相關(guān)分析、智能處理等，從而大大提高了系統(tǒng)的測量與控制精度，托寬了儀器儀表的應(yīng)用范圍。而微機化儀器儀表所特有的人機對話、數(shù)據(jù)通信、故障診斷、掉電保護、大容量存儲等功能更是常規(guī)儀器儀表無法比擬的。當然，在現(xiàn)階段微機化儀器儀表與常規(guī)儀器儀表比較，在可靠性與價格等方面尚未占有優(yōu)勢。http://diandiandaren.cn