智能儀器設計基礎(第2版)（簡體書）

本書是在第1版的基礎上修訂而成的，主要介紹智能儀器的工作原理及其設計方法。內容包括：智能儀器的輸入輸出通道、外設及其控制技術、通信接口等。本書以培養學生的智能儀器設計能力為目標，深入講述智能儀器總體設計、電路設計、軟件設計及實現，介紹抗干擾措施及減少測量誤差的方法。第2版對第1版中的程序和電路設計進行了修訂，採用C51程序設計，電路設計均採用目前比較新、比較常用的芯片。內容編排注重理論聯繫實際，實用性強。本書可作為測控技術與儀器、自動化、電氣工程及相關專業的本科生教材，也可作為測控技術、自動化、電氣工程、電子信息、電力工程、計算機應用等領域工程技術人員的參考書。本書配有電子課件，歡迎選用本書作為教材的老師登錄www.cmpedu.com註冊下載，或發郵件至jinacmp@163.com索取。

本書主要介紹智能儀器的工作原理及其設計方法。

前言
第1章緒論
1.1智能儀器的結構及特點
1.1.1智能儀器概述
1.1.2智能儀器的特點
1.1.3智能儀器的結構
1.2智能測試技術的發展
1.2.1智能儀器的發展趨勢
1.2.2虛擬儀器
1.2.3網絡化儀器
1.2.4儀器總線技術
1.2.5基於智能理論的高級智能儀器
思考題與習題
第2章智能儀器中的微處理器
2.1微處理器
2.2MCS-51系列單片機
2.2.1基本型單片機
2.2.2精簡型單片機
2.2.3精簡增強型單片機
2.2.4高檔型單片機
2.3ARM單片機
2.3.1AT91系列ARM單片機
2.3.2LPC2100/LPC2200系列ARM
單片機
2.3.3EP系列ARM單片機
2.3.4STM32系列單片機
2.3.5ARM單片機的選擇
2.3.6ARM單片機的應用
2.4數字信號處理器（DSP）
2.4.1DSP的特點
2.4.2TI公司TMS320系列DSP
2.4.3TMS320C2000系列DSP
2.4.4TI公司TMS320F28335型DSP
2.4.5TI公司TMS320F28377型DSP
2.4.6DSP在儀器中的應用
2.5現場可編程門陣列（FPGA）
2.5.1FPGA器件簡介
2.5.2Spartan-3系列FPGA
2.5.3Cyclone IV系列FPGA
思考題與習題
第3章數據采集技術
3.1概述
3.2測量放大器
3.2.1基本要求
3.2.2通用測量放大器
3.2.3可編程測量放大器
3.2.4隔離放大器
3.2.5斬波穩零運算放大器
3.2.6運用前置放大器的依據
3.3模擬多路開關（MUX）
3.3.1模擬多路開關的功能
3.3.2模擬多路開關的配置
3.3.3常用的半導體多路開關芯片
3.3.4多路測量通道的串音問題
3.4採樣保持電路
3.4.1採樣保持器設置原則
3.4.2採樣保持器工作原理
3.4.3採樣保持器的主要參數
3.4.4常用的採樣保持器芯片
3.4.5保持電容器的選擇
3.4.6基於採樣保持器實現的峰值
保持電路
3.5A/D轉換器及其接口設計
3.5.1A/D轉換器的主要技術指標
3.5.2A/D轉換器類型及比較
3.5.3ADC與微處理器的接口
3.5.4A/D轉換器的選擇
3.6逐次逼近型A/D轉換器及其接口
3.6.1逐次逼近型A/D轉換器的
原理
3.6.2TLC2543及其與微處理器的
接口
3.7雙積分A/D轉換器及其接口
3.7.1雙積分A/D轉換器的原理
3.7.2ICL7135簡介
3.7.3ICL7135與MCS-51單片機I/O
接口
3.8∑-Δ型A/D轉換器及其接口
3.8.1∑-Δ型A/D轉換器工作原理
3.8.2AD7703簡介
3.8.3AD7703與單片機的接口
3.9數據采集系統設計
3.9.1數據采集系統的特性
3.9.2數據采集系統誤差分析
3.9.3數據采集系統的誤差分配舉例
思考題與習題
第4章模擬量與開關量信號輸出
系統
4.1概述
4.1.1輸出通道的結構
4.1.2輸出通道的特點
4.2模擬量輸出與接口
4.2.1D/A轉換器原理
4.2.2D/A轉換器的技術特性
4.3集成DAC及其應用
4.3.1DAC的分類
4.3.2單片集成DAC舉例
4.3.3DAC的應用
4.4數字量輸出與接口
4.4.1光電耦合器及其接口
4.4.2繼電器及其接口
4.5脈衝寬度調製（PWM）輸出
思考題與習題
目錄第5章智能儀器外設處理技術
5.1鍵盤處理技術
5.1.1按鍵類型
5.1.2鍵抖動、鍵連擊及串鍵的處理
5.1.3鍵盤處理步驟
5.1.4鍵盤的組織形式和工作方式
5.1.5非編碼鍵盤的處理
5.1.6編碼鍵盤的處理
5.2LED顯示處理技術
5.2.1LED數碼顯示器的結構與原理
5.2.2硬件譯碼與軟件譯碼
5.2.3靜態顯示與動態顯示
5.3LCD顯示處理技術
5.3.1LCD顯示器的結構與原理
5.3.2LCD顯示器驅動方式
5.3.3段碼式LCD顯示器的靜態和
動態驅動接口
5.3.4字符點陣式LCD顯示器接口
5.4觸摸屏處理技術
5.4.1觸摸屏的結構及特點
5.4.2觸摸屏控制器ADS7843
5.4.3電容觸摸屏控制器ST1332
5.5智能儀器監控程序
5.5.1監控程序
5.5.2鍵盤管理
5.5.3中斷管理及處理
5.5.4子程序模塊
思考題與習題
第6章智能儀器通信接口技術
6.1數據通信基礎
6.1.1數據通信系統的組成
6.1.2差錯控制技術
6.2串行通信接口
6.2.1串行通信的基本概念
6.2.2RS-232C標準串行接口
6.2.3RS-422A與RS-423A標準
串行接口
6.2.4RS-485標準串行接口
6.3GP-IB並行通信接口
6.4USB通用串行總線
6.4.1USB的特點
6.4.2USB的系統描述
6.4.3USB總線協議
6.4.4USB數據流
6.4.5USB的容錯性能
6.4.6USB設備
6.4.7USB系統設置
6.4.8USB系統中的主機
6.5以太網接口技術
6.6現場總線CAN
6.7無線通信接口技術
6.7.1藍牙技術
6.7.2ZigBee技術
6.7.3Wi-Fi技術
6.7.4紅外數據傳輸技術
6.7.5NFC技術
6.7.6超寬帶技術
思考題與習題
第7章數據處理技術
7.1測量數據的非數值處理
7.1.1線性表查表
7.1.2鏈表的插入、刪除和查找
7.1.3排序
7.2系統誤差的數據處理
7.2.1系統誤差模型的建立
7.2.2系統誤差的標準數據校正法
7.2.3非線性校正
7.2.4溫度誤差的補償
7.3隨機信號的處理與分析
7.3.1限幅濾波
7.3.2中位值濾波
7.3.3算術平均值濾波
7.3.4滑動平均值濾波
7.3.5低通數字濾波
7.4標度變換
7.4.1線性參數標度變換
7.4.2非線性參數標度變換
7.5軟測量技術
7.5.1軟測量技術的應用條件
7.5.2軟測量技術的建模方法
思考題與習題
第8章智能儀器的自檢、自校準和
量程自動轉換
8.1智能儀器的自檢
8.1.1自檢內容
8.1.2自檢方式
8.1.3自檢實例
8.2智能儀器的自校準
8.2.1儀器的系統誤差及其校準
8.2.2儀器內部自動校準
8.2.3儀器外部自動校準
8.3智能儀器的量程自動轉換
8.3.1基本要求
8.3.2量程自動轉換電路舉例
8.3.3量程自動轉換電路的控制
8.3.4量程自動轉換電路的過載保護
思考題與習題
第9章智能儀器的抗干擾技術
9.1常見干擾源分析
9.1.1干擾的來源與特點
9.1.2干擾的主要耦合方式及路徑
9.1.3串模干擾與共模干擾
9.1.4電源干擾
9.2智能儀器硬件抗干擾技術
9.2.1串模干擾的抑制
9.2.2共模干擾的抑制
9.2.3輸入/輸出通道干擾的抑制
9.2.4總線抗干擾設計
9.2.5ADC及其接口的噪聲抑制方法
9.2.6電源系統干擾的抑制
9.2.7地線干擾的抑制
9.3智能儀器軟件抗干擾技術
9.3.1CPU抗干擾技術
9.3.2輸入/輸出抗干擾技術
9.3.3系統的恢復與複位
思考題與習題
第10章智能儀器設計及實例
10.1智能儀器設計的基本要求及原則
10.1.1智能儀器設計的基本要求
10.1.2智能儀器的設計原則
10.2智能儀器的設計研製過程
10.3智能工頻電參數測量儀的設計
10.3.1總體設計及系統工作原理
10.3.2輸入電路設計及誤差分析
10.3.3CPU、採樣保持及A/D轉換
電路的設計
10.3.4鎖相倍頻電路設計
10.3.5RS-485串行通信接口設計及
通信協議
10.3.6電磁兼容設計
10.4基於熱電偶的智能溫度數顯表的
設計
10.4.1總體設計
10.4.2主要電路設計
10.4.3軟件設計
10.5智能LCR測量儀的設計
10.5.1總體設計10.5.2硬件電路設計
10.5.3系統軟件設計
思考題與習題
參考文獻