在冶金、化工、食品、纺织、印染、热电等行业中，为提高产品质量与生产效率及经济效益，必须对各工业参数进行检测、显示、记录或控制。目前，在大多数场合下，是将来自工业现场的传感器信号，如温度、压力、湿度、转速、液位、流量信号，送至智能化仪表即二次仪表来完成上述功能的。几年来，我国的仪表行业已将Ⅱ、Ⅲ型二次仪表，从模拟电路发展至含CPU的智能化仪表，尤以单片机为多。然而对CPU的选取、硬件电路的设计、软件设计以及结构工艺的设计，五花八门。这不仅造成设计费用加大，生产管理复杂，成本上升，而且质量难以保证，并加大了用户熟悉、掌握、应用及维护上的困难。为此，提出了改进智能化仪表设计的课题。换言之，二次仪表能否采用标准化的设计即采用通用的CPU硬件电路（通用的主电路板）、通用的结构工艺，通过改变接口电路与软件，完成各种工业参数的检测、显示、记忆和控制？两年来的研究与实践证明是可行的。
现在市场上的单片机，8098准十六位机有着其它单片机不可比拟的优点。尤其适用于工业过程检测与控制。其内含四路10位A／D，可输入4种参数，而省去了增加A／D转换器的麻烦；利用其PWM口及高速输出接口（HSO）可方便地设计单路、多路、PWM、开关量或D／A输出；其高速输入口可记录多个突发事件；其十六位数据处理的功能，又大大提高了数据处理速度和精度。其硬件主电路如图1所示。
8098内部数据总线为16位，外部数据线为8位，使其既有16位机高速数据处理能力和输入、输出能力，又有8位机接口简单的特点。其16位加法运算只需1μs（12MHz晶振）；完成一次A／D转换只需22μs。其HSI／HSO具有其它单片机所没有的高速输入、输出功能。HSI可以输入开关量、脉冲信号；HSO可方便地设计为高分辨率的PWM输出，从而实现PWM、开关量或者D／A输出的功能。
做为显示和键盘，采用的是8279接口芯片，可实现对键盘、显示的自动扫描，大大节省了CPU对其操作的时间，而且显示稳定、程序简单。
做为键盘设定的数值及检测结果的记忆功能是由RAM完成的。在供电系统产生故障或断电时，通过其供电电池对所有数据进行保护，保护时间可长达一年之久。
二、输入接口
来自工业现场的信号有热电阻信号、热电偶信号（mV）、0～10mA、4～20mA及0～5V、1～5V信号，也有脉冲信号、开关量信号等。输入电路如图2所示。
本设计中，除脉冲输入端为独立的外，其余皆为通用接口。这为通用主机线路板的设计打下了基础。
线路板设计为可同时输入一路脉冲量，三路模拟信号，为需要3种参数输入的流量检测提供了可行性。
不同的输入信号，可通过改变主板上焊点的不同连接来实现，配以可调换的各种功能模块，就可以保证主线路板的一板多用。
在检测热电偶信号时，冷端补偿采用了R／F变换电路后，送至HSI（高速输入口）处理。
工业现场对二次仪表的输出，通常要求有开关量、PWM（脉宽调制）0～5V／1～5V或0～10mA／4～20mA，路数一般1～3路，其框图如图3所示。
在已定型的双显调节表中，要求二位式即二路开关量输出，而三位式调节表上则需四路开关量输出。这时可通过扩展板来实现。三路比例、开方、积算器则要求有对应的3路4～20mA（Ⅲ型）输出，可将HSO设置成PWM输出、滤波，经V／I变换得到。
本系列仪表的结构为盘装式，外形尺寸为80×160×210mm。所有的仪表因主线路板通用，所以壳体完全可做到通用，大大减少了结构设计的工作量，易于大批量模具生产，从而保证了质量，亦降低了成本。机壳与仪表盘为侧螺栓紧固。
工艺上考虑的另一个问题是仪表输入、输出线的机内、机外连接。目前，采用了插入自锁式。即机壳装入表盘后，将现场输入线焊接至本机接点上为永久性。机芯为插入式。为调校更换、维修提供了方便。
软件的设计采用了PL／M高级语言与汇编语言的混合编程。在一般检测仪表中均采用高级语言，并力求软件模块化。在线性化方面，采用的是测试的实际数据存表及与公式相结合的方法，实测温度显示值可接近A／D的分辨率（l0位）。在软件中值得一提的是软件滤波与看门狗（即监视定时器，亦是8098单片机的特点之一），尽管在硬件设计中使用了电源滤波器、信号滤波器等，在软件中亦采用了相应的滤波抗干扰技术，实践证明，效果良好，大大提高了抗共模干扰和串模干扰的能力，以及来自电源的干扰。(马兆林)