目录 1
第一章 数据采集系统概述 1
§1-1 数据采集系统的构成 1
§1-2 数据处理 2
第二章 采样与采样／保持器 4
§2-1 概述 4
§2-2 信号的频谱 4
2-2-1 傅里叶变换的定义 5
2-2-2 几个重要函数的傅里叶变换 6
§2-3 采样定理 9
2-3-1 理想采样 9
2-3-2 理想采样的频谱 10
2-3-3 频谱混淆（Aliasing） 11
2-3-4 采样定理 12
§2-4 窄带信号的采样 14
§2-5 孔径时间 16
§2-6 采样／保持器（S/H） 18
2-6-1 S/H的结构原理 19
2-6-2 S/H的主要特性参数 20
2-6-3 采样／保持器集成芯片 21
2-6-4 采样／保持器的选用 23
习题 24
第三章 量化与量化器 26
§3-1 量化的基本概念 26
§3-2 编码 27
§3-3 量化误差 29
§3-4 逐次逼近式A/D转换器 32
3-4-1 基本原理 32
3-4-2 逐次逼近式A/D转换器集成芯片 33
§3-5 双斜积分式A/D转换器（The Dual slope Integrtating ADC） 39
3-5-1 基本原理 39
3-5-2 集成化双斜积分式A/D转换器集成芯片 41
§3-6 电压-频率转换器（VFC或V/F） 42
3-6-1 VFC的原理 42
3-6-2 用VFC作A/D转换 44
3-6-3 VFC集成芯片 45
§3-7 A/D转换器的调整 51
习题 52
第四章 数-模转换 53
§4-1 理想的信号恢复 53
§4-2 实际的恢复方法 55
4-2-1 零阶保持器 55
4-2-2 其他形式的信号恢复法 56
4-2-3 均方根（RMS）恢复误差 58
§4-3 数据采集基本参数设计举例 58
§4-4 数-模转换器（DAC） 60
4-4-1 DAC的原理 60
4-4-2 DAC的有关参数和术语 61
§4-5 DAC集成芯片 63
4-5-2 AD7524 64
4-5-1 AD1408 64
4-5-3 DAC0832 65
4-5-4 AD7543（串行输入的D/A芯片） 66
习题 67
第五章 信号调理 68
§5-1 运算放大器 68
5-1-1 放大器的基本组态及其增益 68
5-1-2 失调与零漂 70
5-1-3 放大器的噪声 70
5-1-4 带宽与摆率 72
§5-2 测量放大器（数据放大器） 74
5-2-1 测量放大器的组成原理 74
5-2-2 单片测量放大器 76
§5-3 低漂移放大器 78
5-3-1 动态校零放大器的原理 78
5-3-2 单片自动稳零运算放大器 79
§5-4 光电耦合器 81
5-4-1 发光二极管-光敏电阻耦合器件 81
5-4-2 二极管-三极管型光电耦合器 83
§5-5 磁耦合隔离放大器 87
5-5-1 调制与解调的基本原理 87
5-5-2 Model 277隔离放大器 88
§5-6 电压比较器 89
5-6-1 电压比较器的原理 89
5-6-2 LM 139系列比较器芯片 90
5-6-3 基本比较电路 91
习题 93
第六章 多路开关 94
§6-1 电气机械式多路开关 94
6-1-1 步进选择器与电驱动换接器 94
6-1-2 舌簧继电器 95
§6-2 半导体开关 96
6-2-1 二极管桥开关 96
6-2-2 结型场效应管（J-FETS） 97
6-2-3 P-和N-MOS场效应管 97
6-2-4 CMOS模拟开关 98
6-3-1 AD7501,AD7503 99
§6-3 多路模拟开关集成芯片 99
6-3-2 AD7502 100
6-3-3 CD4501 100
§6-4 多路开关的电路特性 100
6-4-1 泄漏 101
6-4-2 交流或动态响应 102
6-4-3 源负载效应误差 103
6-4-4 串扰 104
6-4-5 其他特性与问题 104
习题 105
第七章 接口设计 106
§7-1 I/O寻址方式 106
7-1-1 隔离I/O寻址方式 106
7-1-3 两种寻址方式的比较 107
7-1-2 内存映象I/O寻址方式 107
§7-2 I/O数据传送的控制方式 108
7-2-1 定时方式（Timing Mode） 108
7-2-2 查询方式（Polling Mode） 109
7-2-3 中断方式（Interrupt Mode） 111
7-2-4 直接存储器存取方式（DMA Mode） 111
7-2-5 传送方式的选择 112
§7-3 总线 113
7-3-1 S100总线 114
7-3-2 IBM-PC总线 114
7-3-3 STD总线 122
7-3-4 MCS51单片机总线结构 126
7-3-5 外部总线 128
§7-4 I/O端口地址译码 131
7-4-1 固定地址译码 131
7-4-2 开关可选译码电路 133
7-4-3 线选法译码 133
§7-5 ADC与微机系统接口 133
7-5-1 接口设计要求 135
7-5-2 内含三态缓冲器ADC的接口电路 138
7-5-3 不带三态门或带有无片外控制端的ADC接口电路 141
7-5-4 V-F转换器与微机的接口电路 144
§7-6 数字量输入接口电路 145
7-6-1 频率检测接口 145
7-6-2 开关量检测接口 146
§7-7 DAC与微机接口 148
7-6-3 BCD码拨盘接口电路 148
7-7-1 不具有输入锁存器的DAC与微机的接口 149
7-7-2 具有输入锁存器的DAC与微机的接口 152
习题 155
第八章 采集系统的抗干扰 160
§8-1 干扰源及其传播途径 160
§8-2 采集系统抗干扰的一般措施 161
8-2-1 在干扰源处抑制干扰 162
8-2-2 在干扰传播途径中抑制干扰 163
§8-3 数字电路的抗干扰 168
8-3-1 几种逻辑电路干扰的抑制 168
8-3-2 总线的抗干扰 170
8-4-2 印刷线路板设计注意事项 172
§8-4 系统安装及印刷线路设计中的抗干扰 172
8-4-1 系统各部件的安排与连接 172
习题 173
第九章 测量数据的分类与处理 174
§9-1 确定性测量数据 174
9-1-1 周期性信号 174
9-1-2 准周期信号 175
9-1-3 非周期信号 176
§9-2 随机信号 177
9-2-1 随机信号的分类 177
9-2-2 均值与均方值的估计 178
9-2-3 概率密度的估计 179
§9-3 测量数据的预处理 180
9-3-2 去除或提取测量数据的趋势项 181
9-3-1 剔除原始数据中的奇异项 181
§9-4 数字滤波 183
9-4-1 数字滤波器的结构与表达 184
9-4-2 非递归数字滤波器的设计 185
9-4-3 平滑滤波 187
习题 188
第十章 数字控制系统 189
§10-1 计算机控制的一般概念 189
10-1-1 自动控制系统的结构 189
10-1-2 计算机控制系统的特点 189
§10-2 简单控制系统的实现 190
10-3-2 二阶伺服机构 192
§10-3 简单伺服机构的分析 192
10-3-1 一阶伺服机构 192
§10-4 控制算法 194
10-4-1 PID控制规律 194
10-4-2 数字PID控制算法 195
10-4-3 PID参数的整定 197
习题 198
第十一章 数据采集系统的设计 200
§11-1 系统设计的一般原则 200
11-1-1 系统总体方案设计 200
11-1-2 硬件设计中应注意的问题 201
11-1-3 软件设计中的注意事项 201
11-2-1 A/D通道的结构方案 203
§11-2 系统通道的结构方案 203
11-2-2 D/A通道的结构方案 205
§11-3 系统的误差分配及速度估算 207
11-3-1 系统的误差分配 207
11-3-2 速度估算 211
§11-4 程序设计 211
11-4-1 软件设计过程 211
11-4-2 混合语言编程技术 212
11-4-3 建立文件 221
§11-5 板级产品的数据采集系统 222
11-5-1 基于MS1214A接口板的数据采集系统 222
11-5-2 基于IEEE488接口卡的自动测试系统 228
11-6-1 采用DMA技术的数据采集系统 230
§11-6 高速数据采集系统 230
11-6-2 采用双端口RAM技术的高速数据采集 232
§11-7 综合应用实例 233
11-7-1 MCS51数据采集系统 233
11-7-2 多通道DMA方式高速采集系统 237
附录 240
一、S100总线 240
二、STD总线 243
三、IEEE-488总线 244
四、RS232串行总线 245
五、典型的I/O通用集成芯片 246
参考文献 248