智能仪器仪表的设计方法及设计实例探讨

　　1 引言

　　智能仪器仪表因具有强大的功能，优越的性能，而被广泛地应用于自动化技术、军事、生物技术、航空航天等领域。随着电子器件与计算机技术的飞速发展，单片机被广泛应用于数字化仪器之中。因此智能仪表的设计及其系统调试会遇到一些鲜为人知的问题。文本就智能仪器仪表设计的相关内容为基础，就只能温度显示仪的设计问题谈一些看法。

　　2 智能仪器仪表设计

　　2.1 设计思想

　　(1) 自顶向下的设计原则。在设计过程中，应该遵循这一原则，将一些难以处理的问题，分解为若干容易处理的问题，逐一解决。同时，设计应该从整体出发，绘制总体框架图。然后，将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，并且将其逐一实现。

　　(2) 软硬件折中原则。采用这种设计理念能够有效地降低智能仪器仪表中的硬件成本，通过使用软件来实现硬件的功能。随着半导体技术的发展与普及，软件硬化的趋势也越发明显，然而能够实现硬化的软件毕竟为数不多，大量的控制、运算任务仍旧需要程序来实现。因此，在设计的过程中，应该考虑到软硬件配置的比例。

　　2.2 设计方法

　　进行智能仪表设计，不仅要软件工程技术的支持，同时也需要掌握智能仪器仪表设计开发的特殊性。例如，开发工具和开发方法，软硬件一体化等等。

　　2.2.1 开发过程与文档合一

　　从目前的情况来看，智能仪器的设计开发存在着文档缺失的情况。文档在设计、开发以及维护过程中有着极为重要的作用，文档缺失会直接影响到设计开发的不完整与不连续性，同时还会影响到开发的进度。因此，应该将开发过程与文档合一，使文档贯穿于产品的整个生命周期。

　　2.2.2 工程化设计

　　按生存周期，智能仪器仪表的工程化设计开发主要分为七个阶段：

　　(1)可行性研究与计划;根据客户需求进行必要的市场预测与调查，从而形成产品开发的主要任务及其目标的产品任务书。

　　(2)需求分析。分析将要设计开发系统的详细需求，提供项目设计的基本信息。

　　(3)概要设计。系统详细设计的基础是需求分析报告和系统任务书的基础上，提出的系统技术架构，对实现要求和方法做出规定。

　　(4)详细设计。根据概要提出的系统构架和性能要求等，确定系统的物理结构。

　　(5)实现。依照上述文档，对产品进行实现。

　　(6)测试。包括功能测试和用户应用测试。

　　(7)使用和维护。

　　2.3 设计、研制步骤

　　智能仪器仪表的设计研制大致分为三个阶段：