智能仪表设计原理及其应用PDF电子书下载

第一章 智能仪表概述 1

§1.1 什么是智能仪表 1

一、智能仪表的特点和定义 1

二、智能仪表框图 3

三、智能仪表的基本工作方式 6

§1.2 智能仪表的优点 7

一、测量精度高 7

二、能够进行间接测量 7

三、能够自动校准 8

四、具有自动修正误差的能力 9

五、具有自诊断能力 9

七、允许灵活地改变仪表的功能 10

六、能够实现复杂的控制功能 10

八、便于通过标准总线组成一个多仪器的复杂控制系统 11

§1.3 智能仪表的发展概况及设计思想 11

第二章 智能仪表的硬件电路设计 14

§2.1 微处理器的选择 14

一、微处理器的选择原则 14

二、8086/8088PC机的结构及功能 16

三、Z80微处理器的结构及功能 22

四、MCS-51/96单片机的结构及功能 28

五、8098单片机的结构和功能 33

§2.2 存储器的选择及主机电路设计 42

一、存储器的选择 42

二、主机电路的设计 44

三、主机电路设计实例 46

一、外部设备概述 49

§2.3 外部设备的选择和电路设计 49

二、模拟量输入通道 50

三、模拟量输出通道 62

四、开关量输入输出通道 70

五、显示器 75

六、键盘 88

七、打印机 96

§2.4 智能仪表的通信接口电路 107

一、并行通信接口 108

二、串行通信接口 115

三、设计实例 125

§3.1 软件设计概述 134

一、软件设计过程 134

第三章 智能仪表的软件设计原理 134

二、软件设计方法 138

§3.2 监控程序设计 140

一、设计原则 140

二、监控程序的设计方法 140

§3.3 测量算法及其编程 169

一、数字滤波 169

二、线性化处理 178

三、软件标定 184

§3.4 控制算法 185

一、PID控制算法 185

二、PID调节器参数的整定 191

三、智能控制算法 194

第四章 智能仪表在过程控制中的工作方式 196

§4.1 数字PID控制器 196

一、系统构成 197

二、控制规律选择及PID参数计算 199

三、数字PID控制器的程序实现 201

§4.2 复杂控制算法 203

一、大纯滞后的Smith补偿控制算法 203

二、前馈控制算法 208

三、解耦控制算法 211

四、差拍控制与Dahlin算法 215

§4.3 智能控制器 225

一、智能控制系统的构成原理 225

二、智能控制器的一般结构 227

第五章 智能仪表的抗干扰措施 230

§5.1 电源滤波器 230

一、电源滤波器的构造及抗干扰特性 230

一、TTL电路输出中产生振荡原因及抑制 232

二、电源滤波器的装配布线 232

§5.2 数字集成电路的抗干扰措施 232

二、CMOS电路输出中产生振荡原因及抑制 234

§5.3 信号输入回路的抗干扰措施 236

一、电平鉴别法 236

二、波形鉴别法 237

§5.4 电压-数字转换技术中的抗干扰措施 238

一、串模噪声的抑制 238

二、共模噪声的抑制 240

§5.5 微型计算机的各种抗干扰措施 243

一、系统受到干扰后软件处理的几种方法 243

二、系统中各部分的安排及相互连接 246

三、抑制存储器部分产生噪声的方法 250

四、抑制电源瞬时变动对系统的干扰 251

§5.6 系统的防辐射措施 252

一、改善电源线和地线的抗干扰性能 252

二、信号线加阻尼 252

三、注意印制线路的设计 252

四、将辐射源屏蔽 252

§5.7 数字信号在传输过程中的抗干扰措施 253

一、信号传输过程中受噪声影响的两种形态 253

二、抑制信号传输过程中共模噪声的方法 254

三、传输中的平衡措施 255

四、长线传输的反射干扰及其抑制措施 256

第六章 智能仪表设计举例 261

§6.1 数字记录仪的设计 261

一、设计的要求与基本性能 261

二、总体设计的考虑 262

三、硬件设计 264

四、软件设计 264

§6.2 自动售货机控制器的设计 275

一、设计任务分析 275

二、设计方法 276

§6.3 温度测量装置设计 281

一、用热敏电阻测温方案 281

二、用半导体电阻测温方案 283

§6.4 智能晶体管特性图示仪的设计 284

一、基本方案 284

二、图示仪的硬件设计 289

三、图示仪的软件设计 294

参考文献 297