仪表总线技术及应用 第2版PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1 仪表与自动测试技术的发展概况 1

1.1.1　仪表技术的发展概况 1

1.1.2 自动测试技术的发展概况 4

1.2　仪表总线技术概述 6

1.2.1 总线标准及其组成 6

1.2.2　具有总线系统的仪表的特点 7

1.2.3　仪表专用总线 7

1.3　仪器与自动测试系统的展望 10

第2章　常用计算机总线技术 12

2.1　概述 12

2.1.1 总线和接口标准 12

2.1.2 总线和接口标准分类 13

2.1.3　总线的组成 14

2.1.4　总线的性能指标 14

2.1.5 总线的层次化结构 16

2.2　STD总线 17

2.2.1　STD总线概述 17

2.2.2　STD总线信号定义 18

2.2.3　STD总线信号功能 19

2.2.4　STD总线信号的时序 21

2.3　XT/ISA/EISA总线 22

2.3.1　XT/ISA/EISA总线概述 22

2.3.2　XT/ISA/EISA电气规范 23

2.3.3　XT/ISA总线的机械规范 32

2.3.4　PC-104总线 32

2.4 RS-232C/RS-422/RS-485接口标准 33

2.4.1 RS 232C接口标准 34

2.4.2　RS-422接口标准 40

2.4.3　RS-485接口标准 42

2.4.4　几种串行通信接口标准的比较 43

2.5　USB总线 43

2.5.1 USB总线概述 43

2.5.2　USB设备及其描述 45

2.5.3　USB系统的组成和拓扑结构 47

2.5.4　USB的数据传输 48

2.5.5　USB设备接入和开发 51

2.6 IEEE1394总线 52

2.6.1 IEEE1394总线概述 52

2.6.2 IEEE1394拓扑结构 54

2.6.3　地址分配 55

2.6.4　协议结构 55

2.6.5　通信模型 57

2.6.6　线缆和连接器 58

第3章　PCI总线技术 60

3.1　PCI总线的特点及系统结构 60

3.1.1　PCI总线的主要性能 60

3.1.2　PCI总线的特点 60

3.1.3　PCI总线的系统结构 61

3.1.4　PCI总线规范简介 62

3.2　PCI总线信号定义 63

3.2.1 系统信号定义 63

3.2.2　地址和数据信号 64

3.2.3　接口控制信号 65

3.2.4　仲裁信号 66

3.2.5　错误报告信号 66

3.2.6　中断接口信号 66

3.2.7　其他可选信号 67

3.3　PCI总线操作 71

3.3.1　PCI总线操作命令编码 71

3.3.2　PCI总线命令简介 71

3.3.3　PCI总线命令使用规则 74

3.4　PCI总线协议 75

3.4.1　协议概述 75

3.4.2　PCI总线的传输控制 76

3.4.3　PCI总线的编址 76

3.4.4　字节对齐 77

3.4.5 总线的驱动与过渡 78

3.5　PCI总线数据传输过程 78

3.5.1　PCI总线上的读操作 79

3.5.2　PCI总线上的写操作 79

3.5.3　PCI总线传输的终止过程 80

3.6　PCI设备选择 81

3.7　PCI总线配置及实现技术 82

3.7.1 配置空间组织 83

3.7.2　配置空间的功能 84

3.7.3 配置空间的访问 90

3.8　PCI中断响应周期、中断共享及仲裁 93

3.8.1　PCI中断的响应周期 93

3.8.2　PCI中断响应共享 93

3.8.3　PCI总线仲裁 95

3.9　PCI BIOS与PCI-PCI桥 96

3.9.1　PCI BIOS 96

3.9.2　PCI-PCI桥简介 99

3.10　Compact PCI总线技术 101

3.10.1　Compact PCI总线的特点 101

3.10.2　Compact PCI的机械结构 102

3.10.3　Compact PCI的电气特性 104

3.10.4　Compact PCI系统扩展 105

3.11　PCI Express总线 106

3.11.1 总线结构 106

3.11.2　总线特点 110

第4章　GPIB总线技术 113

4.1　概述 113

4.2　GPIB总线的基本特性与总线结构 114

4.2.1 基于GPIB总线的测试系统 114

4.2.2　GPIB总线的基本特性 115

4.2.3　GPIB总线的信号定义 116

4.2.4　GPIB总线的连接器 120

4.3　基本接口功能 121

4.3.1 十大接口功能 121

4.3.2　器件功能 123

4.3.3　接口功能的子集 123

4.4　GPIB总线系统中消息及其传递 125

4.4.1 消息分类 125

4.4.2　接口消息及其编码 127

4.4.3　多地址使用情况 133

4.4.4　接口系统的消息传递 134

4.5　三线联络基本过程 135

4.5.1 三线联络的基本原则 136

4.5.2　三线联络的基本过程 136

4.6　IEEE 488.2标准 139

4.6.1　IEEE 488.2标准的主要内容 139

4.6.2　IEEE 488.2器件功能命令集 140

4.6.3　IEEE 488.2控制器 141

4.6.4　IEEE 488.2的状态报告模型 143

4.6.5　IEEE 488的性能扩展 144

4.7　GPIB接口芯片及接口设计 145

4.7.1　GPIB接口芯片 145

4.7.2　TMS-9914A可编程GPIB接口芯片应用 146

第5章　VXI总线技术 154

5.1　概述 154

5.2　VME总线技术规范 155

5.2.1 VME总线概述 155

5.2.2　VME总线的机械规范 159

5.2.3 VME总线的电气规范 162

5.2.4　VME总线控制器 171

5.3　VXI总线系统的机械规范与电气规范 171

5.3.1 VXI总线的机械规范 171

5.3.2　VXI总线连接器 174

5.3.3 VXI总线的电气规范 177

5.4　VXI总线系统结构 184

5.4.1 VXI总线系统配置 184

5.4.2　VXI总线系统器件及操作 186

5.4.3　VXI总线系统器件通信协议 218

5.4.4　VXI总线系统资源与资源管理器 222

5.5　VXI总线自动测试系统集成 225

5.5.1　确定测试要求 225

5.5.2　确定系统体系结构 225

5.5.3　测试设备选择 228

5.5.4　软件设计与开发 231

5.6　VXI总线即插即用规范简介 233

5.6.1　VPP概述 233

5.6.2　VPP系统框架 235

5.6.3　VPP仪器驱动程序规范 237

5.6.4　虚拟仪器软件体系 239

5.6.5　虚拟仪器软面板 242

第6章　PXI总线技术 244

6.1　概述 244

6.1.1 PXI总线的提出 244

6.1.2 PXI系统与VXI系统的比较 245

6.2　PXI总线体系结构及其特点 246

6.2.1　PXI总线体系结构 246

6.2.2　PXI总线的特点 246

6.3　PXI总线机械规范 247

6.3.1　PXI总线机械体系结构 247

6.3.2　主要机械特性 250

6.4　PXI总线电气规范 251

6.4.1　PXI连接器引脚定义 251

6.4.2　PXI总线信号 256

6.4.3　机箱电源规范 262

6.5　PXI总线软件规范 262

6.5.1 系统软件框架标准 262

6.5.2　PXI软件体系 263

6.6　PXI机箱与控制器 264

6.6.1　PXI机箱 264

6.6.2　PXI系统控制器 264

6.7　PXI仪器及测试系统组建 266

6.7.1　PXI外围模块 266

6.7.2　基于PXI总线仪器系统的组建 267

6.7.3　基于PXI总线的通用测试分析系统 268

6.8　PXI Express简介 270

第7章　LXI总线技术 275

7.1　概述 275

7.1.1 LXI总线的提出 275

7.1.2　LXI总线的特点 276

7.1.3 LXI系统与PXI/VXI系统的比较 276

7.2　LXI总线技术概要 277

7.2.1　LXI标准 277

7.2.2　LXI仪器分类 278

7.2.3　LXI总线技术特性 278

7.3　LXI物理规范 280

7.3.1　机械标准 280

7.3.2 电气标准 281

7.3.3　状态指示器 282

7.3.4　环境标准 283

7.4　LXI同步触发机制 283

7.4.1 基于LAN消息的触发 284

7.4.2　基于同步时钟协议（IEEE 1588）的触发 285

7.4.3　LXI硬件触发总线 288

7.4.4　仪器厂商定义的触发 292

7.4.5 LXI同步触发接口模型 292

7.4.6　各种触发方式的使用 294

7.4.7　LXI模块间的数据通信 295

7.5　LXI软件编程规范 297

7.5.1 LXI的仪器驱动程序规范 297

7.5.2　LXI同步接口编程规范 298

7.6 LXI的LAN标准 298

7.6.1　LAN规范 298

7.6.2　LAN配置 299

7.6.3　Web接口 300

7.6.4　LAN发现 302

第8章　虚拟仪器技术 303

8.1　概述 303

8.1.1　虚拟仪器的概念 303

8.1.2　虚拟仪器的组成 305

8.1.3 虚拟仪器的特点 305

8.1.4　虚拟仪器的设计与实现步骤 306

8.2　虚拟仪器的软件标准 309

8.2.1 虚拟仪器的软件标准化 310

8.2.2　可编程仪器标准命令 315

8.2.3　IVI仪器驱动器 321

8.3　虚拟仪器软件开发环境 325

8.3.1 LabWindows/CVI简介 326

8.3.2　LabVIEW简介 341

8.3.3 Agilent VEE简介 348

8.4　虚拟仪器设计 352

8.4.1　虚拟仪器的构成形式 352

8.4.2　基于网络的虚拟测试系统 354

第9章　基于PCI总线的虚拟仪器系统 361

9.1　基于PCI总线的航空发动机燃气涡轮动态信号检测 361

9.1.1 系统硬件组成 362

9.1.2 系统软件简介 366

9.1.3 系统集成注意事项 366

9.1.4　应用及讨论 366

9.2　基于PCI总线的便携式测试系统 367

9.2.1 系统硬件组成 367

9.2.2 系统软件简介 370

9.2.3 应用例——基于DEWE-3010的虚拟弹道测试系统 371

9.3　CPCI总线在电磁阀测试系统中的应用 375

9.3.1 系统设计要求 375

9.3.2 系统测量原理和组成 376

9.3.3 系统硬件设计 377

9.3.4　系统软件设计 378

9.3.5　讨论 379

第10章　基于VXI总线的仪器模块及其应用 380

10.1　JV53112并行数据采集模块 380

10.1.1　模块功能 380

10.1.2　模块工作原理及寄存器信息 381

10.1.3　软件设计 387

10.1.4　JV53112模块技术特点 388

10.1.5　模块应用实例 388

10.2　JV53413扫描数据采集模块 390

10.2.1　模块功能 390

10.2.2　模块工作原理 391

10.2.3　软件设计 393

10.2.4　JV53413模块的技术特点 394

10.2.5　模块应用实例 395

10.3　JV53202任意波形函数发生器 397

10.3.1　模块功能 397

10.3.2 工作原理和寄存器的定义及描述 399

10.3.3　软件设计 406

10.3.4　技术特点 408

10.3.5　模块应用实例 409

第11章　基于PXI总线的虚拟仪器系统 410

11.1　基于PXI-50612的破片初速测试系统 410

11.1.1 测试系统配置 410

11.1.2　PXI-50612高速数据采集模块 411

11.1.3　测试方法 414

11.2　基于PXI总线的海底管线检测系统 415

11.2.1　硬件集成 415

11.2.2　软件系统 417

11.3　基于PXI总线的鱼雷测试设备计量系统 417

11.3.1 系统硬件构成 418

11.3.2　基于数据库的测试软件设计 418

11.4　基于PXI总线的导弹自动测试系统 419

11.4.1 系统组成 419

11.4.2 系统软件结构 420

11.5　基于PXI总线的火炮动态参数综合测试系统 422

11.5.1 火炮动态参数测试内容及其测试要求 422

11.5.2 系统组成 422

11.5.3　基于PXI的便携式数据采集系统 424

11.5.4 火炮动态参数综合测试系统软件设计 425

11.6　基于PXI总线的分布式网络化测控系统 429

11.6.1　概述 429

11.6.2　系统组成 429

11.6.3　PXI数据采集系统 430

11.6.4　速压控制系统及位置控制系统 431

第12章　基于LXI总线的测试系统及应用 433

12.1　概述 433

12.1.1 LXI混合系统的结构 433

12.1.2　基于LXI总线的自动测试系统的特点 434

12.2　基于LXI总线的分布式测试系统 435

12.2.1　分布式测试系统概述 435

12.2.2 系统的总体结构 435

12.2.3 同步测试的实现 436

12.2.4　减小网络延时的方法 438

12.3　LXI总线在运载火箭测试中的应用 438

12.3.1　测试模式的选择 438

12.3.2 系统硬件组成 439

12.3.3　信号转接的实现 440

12.3.4　系统软件设计 440

12.4　LXI总线在武器大型试验中的应用 441

12.4.1 系统组成 442

12.4.2　硬件设计 442

12.4.3　软件设计 444

12.5　基于LXI总线的接口转换器的设计 445

12.5.1　LXI接口转换器的原理 445

12.5.2　LXI接口转换器硬件设计 446

12.5.3　接口驱动和模块通信 447

12.6　军用LXI模块的实现 449

12.6.1 军用分布式LXI控制系统 449

12.6.2　军用LXI模块的硬件和软件实现 449

12.6.3　LXI总线军用LXI测试系统构建中需要注意的问题 451

参考文献 452