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普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材:智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)簡介,目錄書摘

2020-02-06 17:30 來源:京東 作者:京東
普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材:智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)簡介,目錄書摘
普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材:智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)
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內(nèi)容簡介:    《智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)》在講述智能儀器工作原理的基礎(chǔ)上,介紹智能儀器的設(shè)計方法。主要內(nèi)容有智能儀器的輸入輸出通道、外設(shè)及其控制技術(shù)、通信接口等。以提高學生設(shè)計能力為目標,介紹智能儀器總體設(shè)計、電路設(shè)計及實現(xiàn)、軟件設(shè)計、抗干擾措施及減少測量誤差的設(shè)計方法?!吨悄軆x器設(shè)計基礎(chǔ)》介紹智能儀器的一些新技術(shù),理論聯(lián)系實際,實用性強。<br>    《智能儀器設(shè)計基礎(chǔ)》是測控技術(shù)與儀器、自動化及相關(guān)專業(yè)本科生教材,也可供測控技術(shù)、自動化、電子、電力、機電一體化、計算機應(yīng)用等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
作者簡介:
目錄:前言<br>第1章 緒論1<br>1.1 概述1<br>1.1.1 儀器儀表的重要性1<br>1.1.2 從傳統(tǒng)儀器到智能儀器1<br>1.2 智能儀器的結(jié)構(gòu)和特點2<br>1.2.1 智能儀器的結(jié)構(gòu)2<br>1.2.2 智能儀器的主要特點3<br>1.3 智能儀器的發(fā)展5<br>1.3.1 智能儀器的發(fā)展趨勢5<br>1.3.2 促進智能儀器發(fā)展的新技術(shù)6<br>1.3.3 基于知識的高級智能儀器9<br>思考題與習題10<br><br>第2章 智能儀器中的微處理器11<br>2.1 智能儀器中微處理器的選擇11<br>2.2 MCS-51系列單片機11<br>2.2.1 基本型單片機12<br>2.2.2 精簡型單片機12<br>2.2.3 精簡增強型單片機13<br>2.2.4 高檔型單片機14<br>2.3 PIC系列單片機15<br>2.4 68系列單片機17<br>2.5 MSP-430系列單片機17<br>2.6 ARM單片機18<br>2.6.1 AT91系列ARM單片機19<br>2.6.2 LPC2100/LPC2200系列ARM單片機19<br>2.6.3 EP系列ARM單片機20<br>2.6.4 ARM單片機的選擇21<br>2.6.5 ARM單片機的應(yīng)用21<br>2.7 數(shù)字信號處理器22<br>2.7.1 DSP的特點22<br>2.7.2 TI公司的TMS320系列DSP23<br>2.7.3 TMS320C2000系列DSP簡介24<br>2.7.4 DSP在智能儀器中的應(yīng)用24<br>思考題與習題25<br><br>第3章 數(shù)據(jù)采集技術(shù)26<br>3.1 概述26<br>3.2 測量放大器28<br>3.2.1 基本要求28<br>3.2.2 通用測量放大器29<br>3.2.3 可編程測量放大器30<br>3.2.4 隔離放大器30<br>3.2.5 放大器的設(shè)置31<br>3.3 模擬多路轉(zhuǎn)換器MUX33<br>3.3.1 模擬多路轉(zhuǎn)換器的功能33<br>3.3.2 模擬多路轉(zhuǎn)換器的配置33<br>3.3.3 常用的半導體多路轉(zhuǎn)換器芯片34<br>3.3.4 多路測量通道的串音問題37<br>3.4 采樣保持電路38<br>3.4.1 采樣保持器設(shè)置原則38<br>3.4.2 采樣保持器工作原理39<br>3.4.3 常用采樣保持器芯片40<br>3.4.4 保持電容器的選擇42<br>3.5 A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)及其接口設(shè)計42<br>3.5.1 ADC的主要技術(shù)指標42<br>3.5.2 與單片機接口的考慮43<br>3.5.3 ADC的選擇44<br>3.5.4 抑制系統(tǒng)誤差的方法45<br>3.6 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器及其接口47<br>3.6.1 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理47<br>3.6.2 TLC2543介紹及其與微機的接口47<br>3.7 雙積分A/D轉(zhuǎn)換器及其接口53<br>3.7.1 雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的原理53<br>3.7.2 ICL7135硬件描述與輸出波形55<br>3.7.3 ICL7135與MCS-51單片機I/O直接連接接口56<br>3.8 Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器及其接口59<br>3.8.1 Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理59<br>3.8.2 Σ-Δ式AD7703介紹62<br>3.8.3 AD7703與單片機的接口64<br>3.9 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計66<br>3.9.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特性66<br>3.9.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)誤差分析67<br>3.9.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的誤差分配舉例69<br>思考題與習題73<br><br>第4章 模擬量與控制信號輸出系統(tǒng)74<br>4.1 概述74<br>4.1.1 輸出通道的結(jié)構(gòu)74<br>4.1.2 輸出通道的特點75<br>4.2 模擬量輸出與接口75<br>4.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器原理75<br>4.2.2 技術(shù)特性76<br>4.3 集成DAC及其應(yīng)用77<br>4.3.1 DAC的分類77<br>4.3.2 單片集成DAC舉例77<br>4.3.3 DAC的應(yīng)用80<br>4.4 數(shù)字量輸出與接口83<br>4.4.1 光耦合器及其接口83<br>4.4.2 繼電器及其接口86<br>思考題與習題90<br><br>第5章 智能儀器外設(shè)處理技術(shù)92<br>5.1 鍵盤處理技術(shù)92<br>5.1.1 按鍵類型92<br>5.1.2 鍵抖動、鍵連擊及串鍵的處理92<br>5.1.3 鍵盤處理步驟93<br>5.1.4 鍵盤的組織形式和工作方式94<br>5.1.5 非編碼鍵盤的處理94<br>5.1.6 編碼鍵盤的處理98<br>5.2 LED顯示處理技術(shù)98<br>5.2.1 LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)與原理98<br>5.2.2 硬件譯碼與軟件譯碼100<br>5.2.3 靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示100<br>5.3 通用鍵盤/顯示器接口芯片HD7279A102<br>5.3.1 引腳功能、串行接口及其電特性102<br>5.3.2 HD7279A的時序103<br>5.3.3 HD7279A的控制指令105<br>5.3.4 HD7279A的應(yīng)用與注意事項108<br>5.3.5 HD7279A的接口程序設(shè)計實例109<br>5.4 LCD顯示處理技術(shù)111<br>5.4.1 LCD顯示器結(jié)構(gòu)與原理112<br>5.4.2 LCD顯示器驅(qū)動方式112<br>5.4.3 段碼式LCD顯示器的靜態(tài)和動態(tài)驅(qū)動接口114<br>5.4.4 字符點陣式LCD顯示器接口116<br>5.5 打印處理技術(shù)125<br>5.5.1 點陣式微型打印機的工作原理125<br>5.5.2 GP-16微型打印機及其應(yīng)用126<br>5.6 觸摸屏處理技術(shù)129<br>5.6.1 觸摸屏的結(jié)構(gòu)及特點129<br>5.6.2 觸摸屏控制器ADS7843132<br>5.6.3 ADS7843接口方法135<br>5.6.4 實際應(yīng)用時應(yīng)注意的問題136<br>思考題與習題136<br><br>第6章 智能儀器中的通信接口技術(shù)138<br>6.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)138<br>6.1.1 數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識138<br>6.1.2 差錯控制技術(shù)140<br>6.1.3 通信規(guī)程與同步技術(shù)141<br>6.2 串行通信接口143<br>6.2.1 串行通信基本概念143<br>6.2.2 RS-232C標準串行接口143<br>6.2.3 RS-422A與RS-423A標準串行接口146<br>6.2.4 RS-485標準串行接口147<br>6.2.5 智能儀器間串行通信實例149<br>6.3 并行通信接口153<br>6.3.1 Centronics標準并行接口153<br>6.3.2 GP-IB(IEEE-488)總線153<br>6.4 USB通用串行總線156<br>6.4.1 USB的特點156<br>6.4.2 USB的系統(tǒng)描述156<br>6.4.3 USB總線協(xié)議157<br>6.4.4 USB數(shù)據(jù)流158<br>6.4.5 USB的容錯性能158<br>6.4.6 USB設(shè)備159<br>6.4.7 USB系統(tǒng)設(shè)置159<br>6.4.8 USB系統(tǒng)中的主機160<br>6.4.9 基于USB總線的數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)計實例160<br>6.5 其他通信接口技術(shù)161<br>6.5.1 以太網(wǎng)接口技術(shù)161<br>6.5.2 現(xiàn)場總線CAN165<br>6.5.3 藍牙接口技術(shù)166<br>思考題與習題166<br><br>第7章 智能儀器的自檢與抗干擾技術(shù)167<br>7.1 硬件故障的自檢167<br>7.1.1 自檢方式167<br>7.1.2 自檢算法167<br>7.1.3 自檢軟件169<br>7.2 常見干擾源分析171<br>7.2.1 串模干擾、共模干擾及電源干擾171<br>7.2.2 數(shù)字電路的干擾172<br>7.3 智能儀器硬件抗干擾技術(shù)174<br>7.3.1 串模干擾的抑制174<br>7.3.2 共模干擾的抑制176<br>7.3.3 輸入/輸出通道干擾的抑制177<br>7.3.4 總線的抗干擾設(shè)計180<br>7.3.5 地線干擾的抑制181<br>7.4 智能儀器軟件抗干擾技術(shù)182<br>7.4.1 CPU抗干擾技術(shù)182<br>7.4.2 輸入/輸出的抗干擾技術(shù)186<br>7.4.3 系統(tǒng)的恢復187<br>思考題與習題189<br><br>第8章 數(shù)據(jù)處理及程序設(shè)計190<br>8.1 測量數(shù)據(jù)的非數(shù)值處理190<br>8.1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)190<br>8.1.2 線性表查表技術(shù)191<br>8.1.3 鏈表的插入、刪除和查找195<br>8.1.4 排序198<br>8.2 系統(tǒng)誤差的數(shù)據(jù)處理201<br>8.2.1 系統(tǒng)誤差模型的建立201<br>8.2.2 系統(tǒng)誤差的標準數(shù)據(jù)校正法205<br>8.2.3 非線性校正206<br>8.2.4 零位誤差和增益誤差的校正209<br>8.2.5 溫度誤差的補償210<br>8.3 數(shù)字濾波技術(shù)210<br>8.3.1 限幅濾波210<br>8.3.2 中位值濾波211<br>8.3.3 算術(shù)平均值濾波212<br>8.3.4 滑動平均值濾波213<br>8.3.5 低通數(shù)字濾波215<br>8.4 量程自動轉(zhuǎn)換216<br>8.4.1 一般要求216<br>8.4.2 自動量程轉(zhuǎn)換電路舉例216<br>8.4.3 量程自動轉(zhuǎn)換電路的控制217<br>8.4.4 量程自動轉(zhuǎn)換電路的保護218<br>8.5 智能儀器系統(tǒng)軟件的組成與設(shè)計220<br>8.5.1 監(jiān)控主程序220<br>8.5.2 鍵盤管理221<br>8.5.3 中斷管理及處理222<br>8.5.4 子程序模塊223<br>思考題與習題224<br><br>第9章 智能儀器設(shè)計及實例226<br>9.1 智能儀器設(shè)計的基本要求及原則226<br>9.1.1 智能儀器設(shè)計的基本要求226<br>9.1.2 智能儀器的設(shè)計原則226<br>9.2 智能儀器的設(shè)計研制過程227<br>9.3 智能工頻電參數(shù)測量儀的設(shè)計228<br>9.3.1 總體設(shè)計及系統(tǒng)工作原理228<br>9.3.2 輸入電路設(shè)計及誤差分析231<br>9.3.3 CPU及采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計233<br>9.3.4 鎖相倍頻電路的設(shè)計235<br>9.3.5 RS-485串行通信接口電路設(shè)計及通信協(xié)議236<br>9.3.6 電磁兼容設(shè)計237<br>9.4 基于熱電偶的智能溫度數(shù)顯表的設(shè)計238<br>9.4.1 總體設(shè)計238<br>9.4.2 主要電路設(shè)計239<br>9.4.3 軟件設(shè)計242<br>9.5 智能混合氣體識別儀的設(shè)計243<br>9.5.1 總體設(shè)計243<br>9.5.2 電路設(shè)計244<br>9.5.3 氣體識別及檢測算法246<br>9.5.4 軟件設(shè)計246<br>思考題與習題248<br>參考文獻249
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