第1章 数据采集概论 1
1.1 数据采集的基本概念 1
1.2 数据采集系统的基本组成 2
1.3 数据采集系统的主要性能指标 3
1.4 数据采集的理论知识 5
1.4.1 信息论基础知识 5
1.4.2 信息的描述 7
1.4.3 微弱信号检测基础知识 10
1.4.4 采样理论 14
1.5 模拟通道电路设计 22
1.5.1 集成运算放大器的种类及作用 22
1.5.2 测量放大电路 24
1.5.3 有源滤波器 30
1.5.4 频率合成器电路 34
1.6 模拟A/D转换电路设计 39
1.6.1 模拟多路开关 39
1.6.2 采样／保持电路 42
1.6.3 A/D转换器 45
1.7 数据记录系统 52
1.7.1 磁表面存储器记录原理 52
1.7.2 磁盘存储器 53
1.7.3 数字磁带机 54
1.7.4 光盘存储器 56
1.7.5 IC集成存储器 57
1.8 数据采集系统硬件设计 58
1.8.1 系统设计的基本原则 58
1.8.2 数据采集系统的基本结构 59
1.8.3 误差的合成与分配 61
1.8.4 总线在数据采集中的作用 65
1.9 数据采集系统软件设计 71
1.9.1 程序设计方法 71
1.9.2 程序设计语言 72
1.9.3 程序设计的过程 72
1.9.4 系统监控程序设计 73
习题 79
第2章 计算机总线接口概论 81
2.1 微处理器发展概述 81
2.2 微机的组成 85
2.2.1 微机系统的组成 85
2.2.2 微机的硬件结构 86
2.3 微机总线与接口标准 87
2.3.1 总线概念 87
2.3.2 总线标准 87
2.3.3 接口标准 87
2.4 总线的分类 88
2.4.1 按总线功能或信号类型分类 88
2.4.2 按总线的分级结构分类 88
2.5 总线的主要性能参数 89
2.6 总线操作和总线传送控制 90
2.6.1 总线操作 90
2.6.2 总线传送控制 90
2.7 I/O与接口技术 92
2.7.1 I/O接口概述 92
2.7.2 I/O数据的传输控制方式 96
2.7.3 接口设计与分析基本方法 99
2.7.4 总线接口设计的工程问题 101
2.7.5 总线接口比较 104
2.7.6 总线接口软、硬件之间的关系 104
2.8 系统总线 105
2.8.1 ISA总线 105
2.8.2 EISA总线 108
2.8.3 PC-104总线 108
2.8.4 STD总线 118
习题 120
第3章 PCI总线 122
3.1 PCI总线概述 122
3.2 PCI总线特点 123
3.3 PCI总线信号 124
3.4 PCI插槽和PCI扩展卡 128
3.4.1 PCI插槽 128
3.4.2 PCI插卡 128
3.5 PCI总线命令 129
3.6 PCI总线协议 131
3.6.1 PCI总线的传输控制 131
3.6.2 PCI总线的寻址 132
3.6.3 字节对齐 133
3.6.4 PCI总线的驱动与过渡 133
3.6.5 设备选择 134
3.7 PCI总线数据传输过程 135
3.7.1 总线上的读操作 135
3.7.2 总线上的写操作 136
3.7.3 传输的终止过程 136
3.8 总线仲裁 138
3.9 PCI总线配置 139
3.9.1 配置空间头区域及功能 140
3.9.2 配置空间的访问 145
3.10 PCI总线应用实例 147
习题 151
第4章 USB串行总线及其应用4.1 USB串行总线概述 152
4.1.1 USB系统组成 152
4.1.2 USB系统的接口信号与电气特性 155
4.1.3 USB的流类型与传输类型 161
4.1.4 包格式 166
4.1.5 USB设备状态 170
4.1.6 总线标识 171
4.2 USB外围芯片及应用 172
4.2.1 外围芯片概述 172
4.2.2 USB数据采集系统编程 178
习题 180
第5章 IEEE 1394高性能串行总线及其应用5.1 IEEE 1394串行总线概述 181
5.1.1 IEEE 1394串行总线的主要性能特点 182
5.1.2 IEEE 1394串行总线的拓扑结构 184
5.1.3 IEEE 1394串行总线的地址分配 185
5.1.4 IEEE 1394串行总线的主要技术规范 186
5.1.5 IEEE 1394电缆及连接 187
5.1.6 IEEE 1394与USB的比较 188
5.1.7 IEEE 1394的最新进展 189
5.1.8 我国的IEEE 1394概况 191
5.2 IEEE 1394接口器件及其应用 192
5.2.1 TSB43AB21的特点 192
5.2.2 TSB43AB21的功能 193
5.2.3 TSB43AB21的应用 193
5.3 IEEE 1394技术应用实例 195
5.3.1 系统基本组成 195
5.3.2 系统工作原理 196
5.3.3 数据采集及传输 197
5.3.4 结论 198
习题 198
第6章 I2C总线及其应用 199
6.1 I2C总线规范 199
6.1.1 I2C总线概述 199
6.1.2 I2C总线特征 200
6.2 I2C总线传输时序 201
6.2.1 I2C总线的位传输 202
6.2.2 I2C总线的起始与停止条件 202
6.2.3 I2C总线的数据传输 203
6.2.4 I2C总线的响应 205
6.2.5 I2C总线的仲裁与时钟同步 206
6.3 I2C总线的应用 207
6.3.1 I2C接口显示屏LCD——FYD12864 207
6.3.2 I2C总线方式EEPROM——AT24C256 217
6.3.3 I2C总线方式D/A转换器——DAC8571 224
6.3.4 I2C总线接口方式的A/D转换器——ADS1110 230
习题 237
第7章 IEEE-488总线及VXI卡式仪器总线7.1 IEEE-488总线 238
7.1.1 IEEE-488总线定义 239
7.1.2 IEEE-488总线规定 241
7.1.3 IEEE-488工作过程 241
7.1.4 IEEE-488总线接口设计 241
7.1.5 IEEE-488接口编程 244
7.1.6 IEEE-488接口卡在虚拟频谱仪系统的应用 245
7.2 VXI总线 250
7.2.1 VXI总线特点 251
7.2.2 集成VXI总线系统设计时关键资源的选择 252
7.2.3 开发VXI总线测试系统的一般过程 256
7.2.4 VXI总线接口设计方案 257
习题 261
第8章 Protel99在总线与接口设计中的应用8.1 初识Protel99 262
8.1.1 Protel99的安装 262
8.1.2 Protel99的启动 263
8.1.3 Protel99的使用 264
8.2 原理图及其绘制规则 265
8.2.1 电路原理图编辑器的操作步骤 266
8.2.2 原理图的绘制 266
8.2.3 利用画图工具添加说明性图形和文字画图 272
8.2.4 原理图的编辑技巧 272
8.2.5 原理图库的创建与使用 275
8.3 印制电路板的绘制 277
8.3.1 元件封装设置 277
8.3.2 PCB文件的生成与初步设置 278
8.3.3 工作参数的设置 284
8.3.4 元件布局操作 289
8.3.5 布线后的进一步处理 292
8.3.6 元件封装库创建与使用 294
习题 296
第9章 基于总线技术的数据采集系统设计9.1 I2C总线在数据采集中的应用 298
9.1.1 I2C总线在数据采集系统中的应用原理 298
9.1.2 I2C总线在数据采集系统中的应用编程 299
9.2 USB总线在数据采集中的应用 301
9.2.1 USB总线在数据采集系统中的应用原理 301
9.2.2 USB总线在数据采集系统中的应用编程 302
9.3 PCI总线在数据采集中的应用 307
9.4 CAN总线在数据采集中的应用 307
9.4.1 CAN总线概述 307
9.4.2 CAN总线在数据在采集系统中的应用原理与应用编程 308
9.4.3 CAN总线与其他总线的转换 309
习题 311
参考文献 312