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
目录 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 计算机基础 6
2.1 计算机系统的基本组成 6
2.1.1 硬件系统 6
2.2.1 进位制数及其相互转换 9
2.1.2 软件系统 9
2.2 计算机编码基础 9
2.2.2 计算机中整数的表示 12
2.2.3 计算机中浮点数的表示 14
2.2.4 计算机中数据的编码 16
第3章 数据采集信号处理基础 21
3.1 信号的分类 21
3.1.1 确定性信号 21
3.1.2 随机信号 22
3.1.3 连续信号和离散信号 27
3.2.1 信号的傅立叶分解 28
3.2 傅立叶变换 28
3.1.5 时域信号与频域信号 28
3.1.4 能量信号与功率信号 28
3.2.2 傅立叶变换 30
3.3 采样定理 33
3.3.1 正弦信号的采样 33
3.3.2 采样定理 34
3.3.3 混频 37
第4章 输入／输出接口技术 38
4.1 概述 38
4.1.1 接口的结构和功能 38
4.1.2 端口的编址 39
4.1.3 数据传送方式 39
4.2 串行接口 42
4.2.1 串行传输概念 43
4.2.2 RS-232接口 45
4.2.3 可编程串行接口芯片8251A 47
4.2.4 计算机中的串行接口 49
4.3 并行接口 50
4.3.1 8255A简介 50
4.3.2 8255A的工作方式 52
4.3.3 8255A的编程 55
4.3.4 8255A应用举例 57
4.4 中断 58
4.4.1 基本概念 58
4.4.2 计算机中的中断系统 60
4.4.3 中断控制器8259A 61
4.5 DMA 69
4.5.1 DMA控制器8237简介 69
4.5.2 8237的引脚定义 70
4.5.3 8237的工作模式 72
4.5.4 8237的编程 73
4.6 定时／计数 77
4.6.1 8253的结构与功能 77
4.6.2 8253的工作方式 79
4.6.3 8253的编程 81
4.6.4 8253应用举例 83
5.1.1 AD7501 85
5.1 多路模拟开关 85
第5章 数据采集系统常用电路 85
5.1.2 CD4051 87
5.2 采样／保持电路 88
5.2.1 概念介绍 88
5.2.2 AD585 90
5.2.3 LF398 91
5.3 信号调理电路 93
5.3.1 概述 93
5.3.2 可编程放大器 93
5.4 存储电路 95
5.4.1 存储器概述 95
5.4.2 半导体存储器 97
5.4.3 常用存储器 99
5.4.4 存储器与CPU的连接 103
5.5 显示电路 104
5.5.1 发光二极管 104
5.5.2 液晶显示器 106
5.6 键盘 108
5.6.1 电路原理 108
5.6.2 消抖动 109
第6章 D/A转换和A/D转换 110
6.1 D/A转换 110
6.1.1 D/A转换的基本原理 110
6.1.2 D/A转换器的性能指标 111
6.1.3 典型的D/A转换器DAC0832 112
6.1.4 D/A转换器应用实例 114
6.2 A/D转换 115
6.2.1 A/D转换原理 115
6.2.2 A/D转换器的性能指标 116
6.2.3 典型的A/D转换器ADC0809 117
6.2.4 ADC0809的应用 119
第7章 传感器技术 123
7.1 概述 123
7.1.1 传感器的组成 123
7.1.2 传感器的分类 123
7.1.3 传感器的特征描述 124
7.2.1 电容式传感器 127
7.2 位移传感器 127
7.2.2 电感式传感器 130
7.2.3 光电式传感器 132
7.3 力传感器 136
7.3.1 电阻应变式传感器 136
7.3.2 压电式传感器 138
7.4 温度传感器 139
7.4.1 热敏电阻 139
7.4.2 热敏二极管 140
7.4.3 热电偶 140
第8章 数据采集系统抗干扰技术 142
8.1 干扰的形成与抗干扰设计 142
8.1.1 干扰的形成 142
8.1.2 抗干扰设计 144
8.2 硬件抗干扰技术 146
8.2.1 屏蔽 146
8.2.2 滤波 148
8.2.3 接地 152
8.2.4 电源抗干扰 154
8.3 软件抗干扰技术 155
第9章 总线接口技术 158
9.1 计算机总线简介 158
9.2 ISA总线 162
9.2.1 PC/XT总线 162
9.2.2 ISA总线 165
9.3.1 PCI总线的主要性能 171
9.3 PCI总线 171
9.3.2 PCI总线系统结构 172
9.3.3 PCI总线信号定义 172
9.3.4 PCI总线分析 176
9.3.5 PCI总线开发 182
9.3.6 PCI接口芯片PCI9052 183
9.4 USB总线 188
9.4.1 USB总线 188
9.4.2 总线分析 189
9.4.3 USB总线传输协议 192
9.4.4 USB总线接口芯片及其应用 195
10.1 系统设计的基本原则 202
第10章 计算机数据采集系统设计 202
10.2 精度设计 203
10.2.1 误差的基本概念 203
10.2.2 误差分配 205
10.2.3 采样频率的选择 206
10.2.4 系统分辨率设计 207
10.3 硬件系统设计 208
10.4 软件系统设计 208
10.5 微小零件表面测量系统实例 212
10.5.1 系统设计 212
10.5.2 软件设计 214
10.6.1 硬件系统设计 215
10.5.3 验证 215
10.6 转台测控系统设计实例 215
10.6.2 软件系统设计 221
10.6.3 验证 230
第11章 数据分析与处理 232
11.1 卷积定理 232
11.2 离散傅立叶变换 234
11.3 其他变换 240
11.3.1 拉普拉斯变换 240
11.3.2 Z变换 240
11.3.3 各种变换的关系 241
11.4 数字处理 242
11.5 数字滤波技术 245
11.6 现代数据分析与处理简介 248
11.6.1 短时傅立叶变换 248
11.6.2 小波变换 250
第12章 使用LabVIEW进行数据采集与分析 253
12.1 LabVIEW简介 253
12.1.1 LabVIEW的基本特点 253
12.1.2 LabVIEW的具体功能 255
12.1.3 LabVIEW在数据采集领域的应用 257
12.2 使用LabVIEW进行数据采集实例 258
12.2.1 实例一：数据显示 258
12.2.2 实例二：数据采集 261
13.1 CVI简介 268
第13章 使用CVI进行数据采集与分析 268
13.2 声卡简介 269
13.2.1 声卡的特点 269
13.2.2 声卡编程 269
13.3 创建虚拟示波器 270
13.3.1 虚拟示波器 270
13.3.2 创建工程 271
13.3.3 代码编辑 278
13.3.4 程序测试 288
13.3.5 软件升级 291
14.1.1 数据采集工具箱简介 292
14.1 MATLAB数据采集工具箱 292
第14章 使用MATLAB进行数据采集与分析 292
14.1.2 数据采集工具箱函数 296
14.1.3 数据采集输入设备对象属性 298
14.1.4 MATLAB数据采集步骤 300
14.2 创建虚拟示波器 301
14.2.1 基于MATLAB的虚拟示波器 301
14.2.2 创建图形界面 301
14.2.3 代码分析 307
14.2.4 代码编辑 310
14.2.5 程序测试 315
参考文献 317