智能仪器原理与设计PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.1.1 仪器仪表的重要性 1

1.1.2 从传统仪器到智能仪器 1

1.2 智能仪器的结构和特点 2

1.2.1 智能仪器的典型结构 2

1.2.2 智能仪器的主要特点 2

1.3 智能仪器的发展 3

1.3.1 智能仪器的发展趋势 3

1.3.2 软件技术及虚拟仪器 4

思考题与习题 5

第2章 智能仪器仪表的主机电路 6

2.1 MCS-51系列单片机简介 6

2.2 主机电路 8

2.3 主机电路举例 9

思考题与习题 9

第3章 智能仪器输入／输出通道的设计 10

3.1 模拟量输入通道 10

3.1.1 A/D转换器概述 10

3.1.2 逐次比较式A/D转换器与51微处理器的接口 11

3.1.3 积分式A/D转换器与51微处理器的接口 19

3.2 模拟量输出通道 25

3.2.1 D/ A转换器概述 25

3.2.2 D/A转换器与51微处理器的接口 27

3.2.3 D/A转换器应用举例 32

3.3 开关量的输入／输出通道 34

3.3.1 简单I/O接口的扩展 34

3.3.2 用可编程芯片扩展I/O接口 35

思考题与习题 44

第4章 智能仪器人机接口 45

4.1 键盘接口 45

4.1.1 键盘的结构特点 45

4.1.2 非编码键盘的处理 46

4.1.3 编码键盘的处理 50

4.2 LED显示接口 59

4.2.1 IED显示器件结构与原理 59

4.2.2 七段LED显示及接口 62

4.2.3 点阵LED显示及接口 68

4.3 通用键盘/LED显示器接口芯片HD7279A 71

4.4 LCD显示接口 74

4.4.1 LCD显示器结构与原理 75

4.4.2 LCD显示器驱动方式 75

4.4.3 段码式LCD显示器 78

4.4.4 字符点阵式LCD显示器 79

4.5 打印处理技术 83

4.5.1 点阵式微型打印机的工作原理 83

4.5.2 GP-16微型打印机及其应用 85

4.6 触摸屏处理技术 87

4.6.1 触摸屏的结构及特点 88

4.6.2 触摸屏控制器ADS7843 91

4.6.3 触摸屏应注意的问题 92

思考题与习题 93

第5章 智能仪器的通信接口 94

5.1 并行通信接口 94

5.1.1 Centronics标准并行接口 95

5.1.2 GP-IB （IEEE-488）通用接口总线 101

5.2 串行通信接口 108

5.2.1 串行通信基本概念 109

5.2.2 RS-232C标准串行接口 110

5.2.3 RS-422A与RS-423A标准串行接口 115

5.2.4 RS-485标准串行接口 117

5.2.5 智能仪器间串行通信实例 118

5.3 其他通信接口技术 124

5.3.1 USB通信技术 124

5.3.2 以太网接口技术 127

5.3.3 现场总线CAN 130

5.3.4 蓝牙接口技术 143

思考题与习题 158

第6章 智能仪器典型处理功能 159

6.1 硬件故障的自检 159

6.1.1 自检方式 160

6.1.2 自检算法 160

6.1.3 自检软件 164

6.2 自动测量功能 165

6.2.1 自动量程转换 165

6.2.2 自动触发电平调节 167

6.2.3 自动零点调整 168

6.2.4 自动校准 169

6.3 误差处理技术 169

6.3.1 随机误差的处理方法 170

6.3.2 系统误差的处理方法 172

6.3.3 粗大误差的处理方法 177

6.4 数字滤波技术 178

6.4.1 算术平均滤波 179

6.4.2 去极值平均滤波 180

6.4.3 中位值平均滤波 180

6.4.4 滑动平均滤波 181

6.4.5 加权滑动平均滤波 182

6.4.6 一阶惯性滤波 184

6.4.7 程序判断滤波 185

6.4.8 复合滤波 186

思考题与习题 186

第7章 智能仪器的抗干扰技术 187

7.1 常见干扰源分析 187

7.1.1 串模干扰、共模干扰及电源干扰 187

7.1.2 数字电路的干扰 188

7.2 智能仪器硬件抗干扰技术 189

7.2.1 串模干扰的抑制 190

7.2.2 共模干扰的抑制 192

7.2.3 输入／输出通道干扰的抑制 193

7.2.4 总线的抗干扰设计 193

7.2.5 地线干扰的抑制 195

7.3 智能仪器软件抗干扰技术 196

7.3.1 CPU抗干扰技术 196

7.3.2 输入／输出的抗干扰技术 198

思考题与习题 199

第8章 智能仪器仪表的设计方法和设计实例 200

8.1 智能仪器设计的基本要求及原则 200

8.1.1 智能仪器设计的基本要求 200

8.1.2 智能仪器的设计原则 201

8.1.3 智能仪器的设计研制过程 202

8.2 智能电子秤的设计 203

8.2.1 总体设计 203

8.2.2 硬件设计 204

8.2.3 软件设计 207

8.2.4 系统调试 216

8.3 智能型温度测量仪 219

8.3.1 总体设计 219

8.3.2 硬件设计 220

8.3.3 软件设计 226

8.3.4 系统调试 234

8.4 便携式酒精测试仪 236

8.4.1 总体设计 236

8.4.2 硬件设计 236

8.4.3 软件设计 242

思考题与习题 249

参考文献 250