第1章 计算机数据采集与分析技术概述 1
1.1 数据采集与分析的基本概念 1
1.1.1 信息和信号 1
1.1.2 数据采集 2
1.1.3 系统 2
1.2 计算机数据采集系统的组成 2
1.3 数据采集与分析系统的主要性能指标 4
第2章 数据采集信号分析基础 6
2.1 信号的分类 6
2.1.1 确定性信号 6
2.1.2 随机信号 7
2.1.3 连续信号和离散信号 12
2.1.4 能量信号与功率信号 13
2.1.5 时域信号与频域信号 14
2.2 傅立叶变换 14
2.2.1 信号的傅立叶分解 14
2.2.2 傅立叶变换 16
2.3 采样定理 18
2.3.1 正弦信号的采样 19
2.3.2 采样定理 20
2.3.3 混频 23
第3章 传感器技术 24
3.1 概述 24
3.1.1 传感器的组成 24
3.1.2 传感器的分类 24
3.1.3 传感器的特征描述 25
3.2 位移传感器 28
3.2.1 电容式传感器 28
3.2.2 电感式传感器 31
3.2.3 光电式传感器 33
3.3 力传感器 37
3.3.1 电阻应变式传感器 37
3.3.2 压电式传感器 39
3.4 温度传感器 40
3.4.1 热敏电阻 40
3.4.2 热敏二极管 41
3.4.3 热电偶 41
3.5 光电传感器 42
3.5.1 光敏电阻 43
3.5.2 光电二极管 44
3.6 微机械传感器 46
3.6.1 微机械压力传感器 46
3.6.2 微机械加速度传感器 47
3.6.3 微倾角传感器 47
第4章 模／数转换器 50
4.1 A/D转换原理 50
4.2 A/D转换器的性能指标 51
4.3 △—∑A/D转换器 52
4.3.1 △—∑调制器 52
4.3.2 滤波器和选抽器 54
4.3.3 高阶△—∑调制器 54
4.4 16位高精度A/D芯片AD7705 55
4.4.1 AD7705概述 55
4.4.2 AD7705寄存器 57
4.4.3 AD7705微控制器接口 58
4.4.4 AD7705应用示例 59
第5章 数／模转换器 60
5.1 D/A转换原理 60
5.2 D/A转换器的性能指标 61
5.3 典型的D/A转换器DAC0832 62
5.4 高速D/A转换器AD9751 65
5.4.1 AD9751概述 65
5.4.2 AD9751功能结构 66
5.4.3 参考电压和数字锁相环 68
5.4.4 数字输入和模拟输出 69
第6章 数据采集系统常用电路 71
6.1 多路模拟开关 71
6.1.1 AD7501 71
6.1.2 CD4051 73
6.2 采样／保持电路 74
6.2.1 概念介绍 74
6.2.2 AD585 76
6.2.3 LF398 78
6.3 信号放大电路 79
6.3.1 放大电路原理 79
6.3.2 AD620集成仪表放大器 81
6.4 MAX260滤波芯片 82
6.5 存储电路 85
6.5.1 存储器概述 85
6.5.2 半导体存储器 87
6.5.3 常用存储器 89
6.5.4 存储器与CPU的连接 92
6.6 显示电路 93
6.6.1 发光二极管（LED） 93
6.6.2 液晶显示器（LCD） 97
6.7 数字电位器 99
6.7.1 电位器与数字电位器 99
6.7.2 DS1267数字电位器 99
第7章 数据采集系统抗干扰技术 102
7.1 干扰的形成与抗干扰设计 102
7.1.1 干扰的形成 102
7.1.2 抗干扰设计 105
7.2 硬件抗干扰技术 106
7.2.1 屏蔽 106
7.2.2 滤波 108
7.2.3 接地 112
7.2.4 电源抗干扰 114
7.3 软件抗干扰技术 115
第8章 总线接口技术 118
8.1 计算机总线简介 118
8.2 ISA总线 122
8.2.1 PC/XT总线 123
8.2.2 ISA总线 126
8.3 PCI总线 131
8.3.1 PCI总线的主要性能 131
8.3.2 PCI总线系统结构 132
8.3.3 PCI总线信号定义 133
8.3.4 PCI总线分析 136
8.3.5 PCI总线开发 142
8.3.6 PCI接口芯片PCI9052 144
8.4 USB总线 148
8.4.1 USB总线概述 148
8.4.2 总线分析 149
8.4.3 USB总线传输协议 153
8.4.4 USB总线接口芯片及其应用 155
第9章 输入／输出接口技术 162
9.1 概述 162
9.1.1 接口结构和功能 162
9.1.2 端口的编址 163
9.1.3 数据传送方式 163
9.2 串行接口 166
9.2.1 串行传输概念 167
9.2.2 RS-232接口 169
9.2.3 可编程串行接口芯片8251A 171
9.2.4 计算机中的串行接口 173
9.3 并行接口 174
9.3.1 8255A简介 174
9.3.2 工作方式 176
9.3.3 编程 179
9.3.4 应用举例 181
9.4 I2C接口 183
9.4.1 I2C总线概述 183
9.4.2 I2C总线数据传输协议简介 185
9.4.3 80C51单片机与I2C总线器件接口 187
9.5 SPI接口 188
9.5.1 SPI总线简介 188
9.5.2 SPI数据收发时序 189
9.6 中断 190
9.6.1 基本概念 191
9.6.2 计算机中的中断系统 192
9.6.3 中断控制器8259A 194
9.7 DMA 201
9.7.1 DMA控制器8237简介 201
9.7.2 8237的引脚定义 202
9.7.3 8237的工作模式 204
9.7.4 8237的编程 205
第10章 数据分析与处理 209
10.1 卷积定理 209
10.2 离散傅立叶变换（DFT） 211
10.3 其他变换 216
10.3.1 拉普拉斯变换 216
10.3.2 Z变换 217
10.3.3 各种变换的关系 218
10.4 数字处理 219
10.5 数字滤波技术 222
10.5.1 数字滤波的特点 223
10.5.2 线性滤波器 223
10.5.3 非线性滤波器 224
10.5.4 使用Matlab设计数字滤波器 225
10.6 系统辨识 228
10.6.1 系统辨识概念 228
10.6.2 AR模型原理 229
10.6.3 使用Matlab进行AR模型辨识 229
10.7 现代数据分析与处理技术 230
10.7.1 短时傅立叶变换 231
10.7.2 小波变换 232
10.7.3 自适应滤波 237
第11章 使用LabVIEW进行数据采集与分析 241
11.1 LabVIEW简介 241
11.1.1 LabVIEW的基本特点 241
11.1.2 LabVIEW的具体功能 243
11.1.3 LabVIEW在数据采集领域的应用 245
11.2 使用LabVIEW进行数据采集实例 246
11.2.1 实现数据显示 246
11.2.2 驱动数据采集卡 251
第12章 数据采集设备实例——数字式血压仪 257
12.1 基于示波法的无创血压测量原理 257
12.1.1 血压概述 257
12.1.2 示波法血压测量法 258
12.2 示波法血压仪系统设计 259
12.2.1 血压仪系统构建 259
12.2.2 设备抗干扰性设计 260
12.2.3 设备可靠性设计 260
12.2.4 测量精度分析 261
12.3 血压仪电路设计 261
12.3.1 信号获取电路 261
12.3.2 泵阀控制电路 264
12.3.3 电源交直流转换电路 265
12.3.4 AD采样电路 266
12.3.5 微处理器电路 267
12.3.6 串口电路 267
12.4 血压仪软件设计 268
12.4.1 微处理器程序 268
12.4.2 PC界面程序 286
参考文献 300