智能仪器原理与设计PDF电子书下载

目录 1

第1章 绪论 1

1.1　电子仪器的发展历史 1

1.2　智能仪器的特点 1

1.3　智能仪器的结构 2

1.3.1　硬件系统组成 3

1.3.2　软件系统组成 4

1.4　智能仪器的基本设计思想 4

1.5　智能仪器的研制过程 4

1.5.1　确定设计任务与拟定设计方案 5

1.5.2　硬件和软件设计及仪器仪表结构设计 6

1.5.3　仪器统调与性能测试 8

习题 9

第2章　微处理器的选择 10

2.1　基于8051内核的单片机 11

2.1.1　基本型单片机 11

2.1.2　精简型单片机 12

2.1.3　精简增强型单片机 13

2.1.4　高档型单片机 15

2.2　基于ARM内核的单片机 16

2.2.1　AT91系列ARM芯片 16

2.2.2 LPC2100/LPC2200系列ARM芯片 17

2.3.1　Atmel公司的AVR系列单片机 18

2.3　其它类型的微处理器 18

2.2.3　EP系列ARM芯片 18

2.3.2　TI公司的MSP430系列单片机 19

2.3.3　Motorola公司的68系列单片机 20

2.3.4　Microchip公司的PIC系列单片机 21

2.4　DSP数字处理器 24

2.4.1　DSP技术概念及其发展 24

2.4.2　DSP处理器的主要结构特点 24

2.4.3　DSP处理器的选择 25

2.4.4　DSP技术的应用 26

习题 27

3.1.1　开发环境的选择 28

3.1　软件开发环境与编程语言 28

第3章　软件系统设计概述 28

3.1.2　编程语言的选择 29

3.2　软件系统的结构分析 29

3.2.1　层次结构 29

3.2.2　功能结构 30

3.3　软件系统的规划 31

3.4　软件系统的设计步骤 32

3.4.1　设计和调试硬件接口模块 32

3.4.2　建立软件系统的框架 33

3.4.3　设计和调试各功能模块 34

3.4.4　整机测试 34

3.5.2　硬件系统概述 35

3.5　实例分析 35

3.5.1　系统功能概述 35

3.5.3　软件系统的规划 36

3.5.4　软件系统的框架 37

习题 39

第4章　开关量信号的输入／输出 40

4.1　开关量信号的输入 40

4.1.1　开关量信号输入通道结构 40

4.1.2　开关量输入接口 41

4.2　开关量信号的输出 45

4.2.1　输出驱动接口的隔离 46

4.2.2　小功率直流负载驱动接口电路 46

4.2.4 固体继电器输出接口电路 47

4.2.3 中功率直流负载驱动接口电路 47

习题 48

第5章　模拟信号的输入／输出 49

5.1　模拟信号的输入 49

5.1.1　A/D转换器件的选择 49

5.1.2　模拟输入通道的设计 50

5.1.3　其它A/D转换模式介绍 56

5.2　模拟信号的输出 59

5.2.1　D/A转换器件的选择 60

5.2.2　模拟输出通道的设计 60

5.2.3　PWM型D/A转换器 64

习题 67

第6章　总线与通信系统 68

6.1　通用接口总线GP-IB 68

6.1.1　GP-IB标准接口概述 68

6.1.2　GP-IB接口芯片 71

6.2　串行通信标准RS-232与RS-485 72

6.2.1　RS-232标准及接口芯片 72

6.2.2　RS-485标准及接口芯片 73

6.2.3　串行通信程序设计 74

6.3　其它总线与通信技术简介 79

6.3.1　通用串行总线USB 79

6.3.2　现场总线CAN 81

6.3.3　工业以太网 82

6.3.4　蓝牙技术 83

6.3.5　电力载波通信 83

习题 85

第7章　时钟系统 87

7.1 硬件时钟 87

7.1.1　概述 87

7.1.2　时钟数据的写入 89

7.1.3　时钟数据的读取 91

7.2　软件时钟 93

7.2.1　概述 93

7.2.2　软件时钟的运行 93

7.3.1　定时任务的管理 96

7.3　时钟的使用 96

7.3.2　时间间隔的测量 97

7.3.3　时间长度的控制 98

习题 99

第8章　人机接口 100

8.1　显示部件 100

8.1.1　发光二极管 100

8.1.2　数码管 101

8.1.3　液晶显示屏 105

8.2　微型打印机 114

8.2.1　GP-16微型打印机的接口电路 114

8.2.2　GP-16微型打印机的使用 115

8.3　键盘 119

8.3.1　键盘的类型及接口电路 119

8.3.2　键盘信号的可靠采集 123

8.4　监控程序设计 127

8.4.1　监控程序的基本概念 127

8.4.2　系统状态分析 129

8.4.3　基于顺序编码的监控程序设计 135

8.4.4　基于特征编码的监控程序设计 137

8.4.5　基于菜单操作的监控程序设计 142

习题 146

9.1.1　数据类型的选择 147

9.1　数据处理 147

第9章　常用处理功能 147

9.1.2　定点运算子程序库的使用 148

9.1.3　浮点运算子程序库的使用 149

9.2　误差处理 151

9.2.1　随机误差的处理 151

9.2.2　系统误差的处理 151

9.2.3　粗大误差的处理 152

9.3　标度变换 154

9.3.1　线性标度变换 154

9.3.2　非线性标度变换 155

9.4.1　自动量程转换 158

9.4　常用自动测量功能 158

9.4.2 自动校正 161

9.4.3 自动补偿 164

习题 166

第10章　可靠性设计 167

10.1　抗干扰设计 167

10.1.1　硬件抗干扰设计 168

10.1.2　软件抗干扰设计 169

10.2　容错设计 174

10.2.1　硬件容错设计 175

10.2.2　软件容错设计 178

习题 188

11.1.1　智能数字电压表的结构 189

11.1　智能数字电压表 189

第11章　基于电压测量的智能仪器 189

11.1.2　智能数字电压表主要技术指标 190

11.1.3　智能数字电压表的功能特点 191

11.1.4　智能数字电压表的输入电路 193

11.1.5　智能数字电压表的应用 194

11.2　智能数字万用表 198

11.2.1　概述 198

11.2.2　交流电压的测量 198

11.2.3　电流的测量 200

11.2.4　电阻的测量 200

11.2.5　智能数字万用表的设计 201

11.3.1　概述 206

11.3　智能数字RLC测量仪 206

11.3.2　RLC测量电路设计与分析 208

习题 211

第12章　基于时间测量的智能仪器 212

12.1　智能电子计数器基本原理 212

12.1.1　概述 212

12.1.2　通用电子计数器组成原理 213

12.2　电子计数器分析设计 217

12.2.1　数字频率计的设计 217

12.2.2　智能频率计电路分析 220

12.3　智能相位测量仪 223

12.3.1　原理分析 223

12.3.2　电路工作原理与设计 224

习题 227

第13章　基于波形测量的智能仪器 228

13.1　智能数字示波器基本原理 228

13.1.1　概述 228

13.1.2　智能数字示波器工作原理 229

13.1.3　智能数字示波器测量技术 230

13.2　智能数字示波器的通信接口 235

13.3　智能数字示波器的特点 236

13.4　智能数字示波器的使用 238

习题 241

14.1.1　虚拟仪器的基本概念 242

14.1　概述 242

第14章　虚拟仪器简介 242

14.1.2　虚拟仪器的特点 243

14.1.3　虚拟仪器的发展 243

14.2 虚拟仪器的组成结构 244

14.2.1　虚拟仪器的硬件系统 244

14.2.2　虚拟仪器的软件系统 245

14.3　虚拟仪器的软件开发平台 246

14.3.1　LabVIEW简介 246

14.3.2　LabVIEW软件包内容简介 247

14.3.3　虚拟仪器典型单元模块 248

习题 250

参考文献 251