智能仪表原理与应用技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 现代仪表的发展 1

1.2 智能仪表的功能特点 3

1.3 智能仪表的结构 4

1.3.1 硬件系统组成 4

1.3.2 软件系统组成 5

第2章 智能仪表的总体设计 8

2.1 智能仪表的设计原则、思想及步骤 8

2.1.1 智能仪表的设计原则 8

2.1.2 智能仪表的设计思想 10

2.1.3 智能仪表的设计、研发步骤 11

2.2 智能仪表设计中微处理器的选择 18

2.2.1 智能仪表常用微处理器芯片 18

2.2.2 智能仪表设计中微处理器选择实例 31

第3章 智能仪表的硬件设计 35

3.1 智能仪表的信号测量与数据采集 35

3.1.1 非电量测量及其接口电路 35

3.1.2 测量信号处理电路 64

3.1.3 数据采集电路 86

3.2 智能仪表的信号输出通道 97

3.2.1 输出信号种类及其通道的结构 97

3.2.2 D/A转换芯片及其接口技术 99

3.2.3 模拟量输出通道设计实例 104

3.2.4 开关量输出通道结构及设计实例 106

3.3 智能仪表的人—机接口 111

3.3.1 键盘与接口 111

3.3.2 显示接口技术 116

3.3.3 打印输出接口技术 126

第4章 智能仪表的软件设计 128

4.1 软件设计过程 128

4.1.1 总体设计 128

4.1.2 详细设计 131

4.1.3 编写程序 132

4.1.4 程序调试 137

4.1.5 软件维护 143

4.2 嵌入式实时操作系统及其应用 144

4.2.1 嵌入式实时操作系统 144

4.2.2 嵌入式实时操作系统应用 148

第5章 智能仪表的自动功能 156

5.1 自动测量 156

5.1.1 自动量程转换 156

5.1.2 自动补偿功能 159

5.2 误差自动校准 160

5.2.1 系统误差及其校准方法 160

5.2.2 智能仪表自动校准过程 161

5.3 故障自诊断 165

5.3.1 环绕自检技术 166

5.3.2 数字电路故障自检方法 166

5.3.3 模拟电路故障自检方法 170

5.3.4 智能仪表故障自检注意事项 171

第6章 智能仪表的数据处理及控制算法 172

6.1 测量过程的数据处理方法 172

6.1.1 测量结果的数值处理方法 172

6.1.2 测量结果的非数值处理 181

6.1.3 随机信号的处理和分析 186

6.1.4 测量信号的频谱分析 190

6.1.5 软测量 192

6.2 智能仪表中常用的控制算法 195

6.2.1 PID控制 195

6.2.2 仿人智能控制 204

6.2.3 模糊控制 209

6.2.4 神经网络控制器的设计 217

第7章 智能仪表的数据通信技术 221

7.1 智能仪表的标准通信总线 221

7.1.1 串行数据通信与接口总线 221

7.1.2 串行通信标准RS-485、RS-422及其接口方法 223

7.1.3 USB总线及其接口方法 226

7.2 现场总线网络系统 230

7.2.1 现场总线概述 230

7.2.2 控制局域网总线——CAN 231

7.2.3 基于SJA1000的CAN总线通信技术 236

7.3 无线通信网络技术 246

7.3.1 短距离无线数据网络基础 247

7.3.2 CC2430无线单片机 251

7.3.3 基于CC2430的无线传感器网络结点的设计举例 257

第8章 智能仪表的可靠性设计 262

8.1 可靠性设计的任务和方法 262

8.1.1 可靠性设计任务 262

8.1.2 可靠性设计的一般方法 263

8.2 硬件抗干扰设计 264

8.2.1 信号通道的滤波技术 264

8.2.2 屏蔽与接地 266

8.2.3 电路板的抗干扰设计与制作 270

8.3 电源的抗干扰技术 273

8.3.1 电源交流端的抑制干扰措施 273

8.3.2 电源直流端的抑制干扰措施 277

8.4 软件抗干扰原理与方法 279

8.4.1 软件可靠性设计 280

8.4.2 软件抗干扰技术 283

第9章 智能仪表设计实例 288

9.1 项目概述及需求分析 288

9.1.1 项目概述 288

9.1.2 具体需求 290

9.1.3 一般性设计要求 291

9.2 总体设计 292

9.2.1 总体方案描述 292

9.2.2 功能详述 292

9.2.3 选择微处理器 294

9.2.4 硬件总体方案设计 295

9.2.5 软件总体方案设计 296

9.3 硬件与软件设计 303

9.3.1 硬件设计 303

9.3.2 软件设计 311

9.3.3 仪表的调试 325

参考文献 329