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第1章 概述 1

1.1 传统仪器、仪表与智能仪器 1

1.1.1 传统仪器、仪表 1

1.1.2 智能仪器 4

1.2 智能仪器的分类与特点 5

1.2.1 智能仪器的分类 5

1.2.2 智能仪器的特点 7

1.3 智能仪器的发展概况 7

小结 9

习题 10

第2章 智能仪器中的微机系统 12

2.1 MCS-51系列单片机 12

2.1.1 MCS-51系列单片机的结构与特点 12

2.1.2 MCS-51的引脚及功能 14

2.1.3 CHMOS增强型单片机8XC51FA的主要特点 16

2.1.4 MCS-51系列单片机的指令系统 18

2.1.5 应用举例 20

2.2 MC9S12系列单片机 24

2.2.1 MC9S12DP256单片机的结构与特点 25

2.2.2 MC9S12单片机的最小系统 26

2.2.3 MC9S12单片机的指令系统 27

2.2.4 MC9S12DP256单片机的开发 28

2.3 其他嵌入式单片机简介 29

小结 32

习题 32

第3章 信号的输入与处理 35

3.1 数字信号的输入与处理 35

3.1.1 开关量的预处理电路 35

3.1.2 脉冲信号的输入与处理 36

3.2 模拟信号的输入与处理 38

3.2.1 模拟信号的检测 39

3.2.2 信号滤波及检测 41

3.2.3 多路模拟开关（MUX） 42

3.3 信号的放大 43

3.3.1 微弱信号的放大电路 43

3.3.2 集成放大器 45

3.4 A/D转换 48

3.4.1 A/D转换器的性能指标 48

3.4.2 A/D转换器与CPU的接口技术 51

3.4.3 A/D转换器与CPU接口应用举例 51

3.4.4 采样／保持 54

3.5 数据采集系统 55

小结 56

习题 57

第4章 信号的输出与处理 60

4.1 数字信号的输出与处理 60

4.1.1 开关量的驱动接口 60

4.1.2 继电器简介 62

4.2 脉冲宽度调制技术（PWM） 63

4.3 数／模转换器 65

4.3.1 数／模转换器的工作原理与性能指标 65

4.3.2 数／模转换器的接口技术 67

4.4 DAC0832与单片机的接口 68

4.4.1 DAC0832的结构及引脚功能 68

4.4.2 DAC0832单缓冲方式接口及应用 69

4.4.3 DAC0832双缓冲方式及其与8051的接口 70

4.5 DAC708系列接口电路 72

小结 74

习题 75

第5章 智能仪器的人机界面 78

5.1 键盘 78

5.1.1 识键 78

5.1.2 译键、键义分析 80

5.2 LED显示器 81

5.2.1 七段LED数码显示器 81

5.2.2 点阵LED显示器 85

5.3 LCD显示器 86

5.3.1 LCD工作原理简述 86

5.3.2 LCD应用举例 87

5.4 其他外设 89

5.4.1 微型打印机 89

5.4.2 语音提示 91

5.4.3 触摸屏 94

小结 96

习题 97

第6章 智能测控技术 99

6.1 测量误差简述 99

6.1.1 误差分类 99

6.1.2 误差的性质和原因 100

6.2 系统误差的自动校正 101

6.2.1 自校零技术 101

6.2.2 变化系统误差的校正 103

6.3 随机误差的自动校正 104

6.4 粗大误差的自动校正 105

6.5 标度转换 106

6.6 非线性校正 108

6.7 量程自动转换 111

6.8 PID控制 113

6.9 多传感器信息融合技术简介 116

小结 117

习题 118

第7章 智能仪器中的通信技术 120

7.1 串行通信接口 121

7.1.1 RS-232标准及应用 121

7.1.2 RS-422/RS-485标准 124

7.1.3 USB通用串行总线 126

7.2 并行通信标准IEEE-488 130

7.3 现场总线技术简介 131

7.3.1 集散控制系统（DCS） 131

7.3.2 现场总线控制系统 133

7.3.3 常用现场总线 134

7.3.4 现场总线智能仪器 137

小结 138

习题 139

第8章 智能仪器设计与实例 141

8.1 智能仪器的设计 141

8.1.1 智能仪器的设计步骤 141

8.1.2 硬件设计与调试 141

8.1.3 软件设计及调试 142

8.2 智能仪器的自诊断 143

8.2.1 智能仪器自诊断方式 143

8.2.2 智能仪器的自诊断项目 144

8.3 实例1 智能化真有效值数字电压表 146

8.3.1 系统硬件的构成 146

8.3.2 系统监控程序 151

8.3.3 扩展讨论 154

8.4 实例2 智能电子计数器 154

8.4.1 硬件构成 154

8.4.2 软件构成 158

小结 159

习题 160

附录A MCS-51指令表 162