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目录 1

第一章 绪论 1

1.1 微机化仪器的结构和特点 1

1.1.1 微机化仪器的典型结构 1

1.1.2 微机化仪器的主要特点 1

1.2 微机化仪器设计要点 2

1.2.1 微机化仪器设计人员应具备的基本技能 2

1.2.2 微机化仪器的设计依据 2

1.2.3 微机化仪器设计的基本问题 3

1.3 微机化仪器的发展 5

第二章 微机化仪器的基本部件 7

2.1 数字－模拟转换器 7

2.1.1 数－模转换器的基本原理及技术特性 7

2.1.2 T型电阻网络数－模转换器 9

2.1.3 反T型电阻网络数－模转换器 11

2.1.4 权电阻网络数－模转换器 14

2.1.5 数－模转换器模块举例 15

2.2 模拟－数字转换器 20

2.2.1 模－数转换器的主要技术特性和分类 20

2.2.2 直接比较型模－数转换器 21

2.2.3 间接比较型模－数转换器 29

2.2.4 其它类型模－数转换器 43

2.3 仪器中专用微型计算机 45

2.3.1 仪器中专用微型计算机的组成 45

2.3.2 仪器中专用微型计算机的特点 49

2.4 程控仪器常用外部接口总线简介 50

2.4.1 IEC-625通用接口总线简介 51

2.4.2 RS-232C接口总线简介 63

第三章 微机控制数－模和模－数转换器 67

3.1 微机控制数－模转换器 67

3.1.1 8位数－模转换器接口 67

3.1.2 高于8位的数－模转换器与8位CPU的接口 68

3.1.3 常用数－模转换器与Z-80的接口 70

3.1.4 微机控制的波形发生器 73

3.1.5 微机控制模拟式X-Y记录仪 78

3.2.1 微机控制直接比较型模－数转换器 80

3.2 微机控制模－数转换器 80

3.2.2 微机控制间接比较型模－数转换器 84

3.2.3 微机控制模－数转换器模块 95

3.3 微机控制的数据采集 118

3.3.1 多路开关及其芯片 118

3.3.2 采样保持器及其芯片 120

3.3.3 微机控制数据采集装置 122

4.1.1 按键开关与微机接口 127

第四章 微机控制常用输入／输出设备 127

4.1 微机控制的按键开关 127

4.1.2 微机控制按键开关的软件联结方式 129

4.2 微机控制仪器键盘 133

4.2.1 非编码键盘输入信息的工作过程和方法 133

4.2.2 扫描键盘 134

4.2.3 中断工作方式的实时操作键盘 137

4.3.1 微机控制七段码发光管显示器 143

4.3 微机控制发光二极管显示器 143

4.3.2 微机控制发光管点阵显示器 152

4.4 可编程序的键盘／显示器接口 154

4.4.1 8279的工作原理 155

4.4.2 8279在微机化仪器中的应用实例 160

4.5 微机控制微型打印机 166

第五章 微机化仪器常用测量算法及程序设计 175

5.1 测量算法的基本概念 175

5.1.1 算法的基本概念 175

5.1.2 测量算法 177

5.2 高精度算术运算程序 178

5.2.1 二进制算术运算程序 178

5.2.2 十进制算术运算程序与二－十进制数的转换 195

5.3 仪器中常用函数的算法 207

5.3.1 平方根的计算 207

5.3.2 三角函数的计算 208

5.3.3 微机化仪器中常用的几种数值计算 208

5.4.1 无序清单的检索 210

5.4 清单与表格的处理 210

5.4.2 无序清单的排序 211

5.4.3 有序清单的检索 214

5.4.4 表格的处理 215

5.5 提高测量精度的常用算法 216

5.5.1 统计处理与随机误差的消除 216

5.5.2 系统误差的处理 218

5.6.1 量程自动控制算法 225

5.6 自动测量的几种算法 225

5.6.2 故障自动检测算法 226

5.6.3 自校准算法 229

第六章 典型微机化仪器分析 235

6.1 MD8型微处理机直流电压表的硬件结构 235

6.1.1 MD8型微处理机直流电压表的主要技术指标及原理框图 235

6.1.2 仪器单元电路的工作原理 236

6.2 MD8型微处理机直流电压表监控程序 243

6.2.1 仪器的测量方式和键盘功能 243

6.2.2 监控程序结构 245

6.2.3 主要功能模块简介 246

第七章 单片微机及其在仪器中的应用 252

7.1 概述 252

7.1.1 单片微机发展概况 252

7.1.2 单片微机的特点 253

7.1.3 INTELMCS-48系列单片微机简介 253

7.2 INTELMCS-48单片微机的硬件系统 254

7.2.1 INTELMCS-48单片微机的结构 254

7.2.2 8048/8049单片微机的引脚及其功能 260

7.2.3 内部EPROM的编程、校验和擦除 262

7.3 INTELMCS-48单片微机的系统扩展 263

7.3.1 程序存贮器的扩展 263

7.3.2 数据存贮器的扩展 264

7.3.3 输入／输出的扩展 265

7.3.4 MCS-48单片微机的扩展能力 267

7.4 INTELMCS-48单片微机程序设计基础 268

7.4.1 概述 268

7.4.2 MCS-48单片微机指令系统 269

7.4.3 简单程序设计举例 282

7.5 单片微机在二次仪表中的应用 291

7.5.1 单片微机二次仪表的工作原理 291

7.5.2 单片微机二次仪表的硬件电路 291

7.5.3 单片微机二次仪表的应用软件设计 294

7.6 单片微机的开发工具 298

7.6.1 单片微机开发装置的总体结构 298

7.6.3 利用开发装置调试应用系统的方法 301

7.6.2 开发装置的监控程序 301

第八章 微机化仪器设计 304

8.1 微机化仪器设计的总体考虑 304

8.1.1 微机化仪器的设计原则 304

8.1.2 微机化仪器的总体设计 305

8.2 微机化仪器的硬件电路设计 308

8.2.1 仪器中专用微处理机系统的设计 308

8.2.2 微机化仪器其它功能组件的设计 311

8.2.3 硬件电路设计过程 312

8.3.1 软件设计方法 313

8.3 软件设计方法和微机化仪器的监控程序设计 313

8.3.2 软件设计过程 319

8.3.3 微机化仪器的监控程序设计 321

8.4 微机化仪器的结构和工艺考虑 333

8.4.1 工作环境及其对仪器的影响 333

8.4.2 元器件的布局与装配 335

8.4.3 机箱和面板的设计 337

8.5 微型计算机开发系统简介 339

8.5.1 英特尔微机开发系统简介 339

8.5.2 联机仿真器 341

8.5.3 利用开发系统进行微机化仪器设计的方法和步骤 342

8.6 用单板微型计算机开发微机化仪器的方法及实例 344

8.6.1 用单板微机开发微机化仪器的基本方法 344

8.6.2 调试实例 349

参考文献 359

附录1 Z-80与8080指令对照表 360

附录2 MCS-48指令系统 363

附录3 ASC11（美国标准信息交换码）表 366