上篇 智能仪器设计基础 2
第1章 智能仪器概论 2
1.1 智能仪器的发展史及概述 2
1.2 智能仪器特点 3
思考题和习题 7
第2章 输入／输出通道 8
2.1 输入和转换通道 8
2.1.1 输入和转换通道的特点和结构 8
2.1.2 输入和转换通道的性能指标 11
2.1.3 信号调理 15
2.1.4 信号采集和转换电路 18
2.2 输出和驱动通道 22
2.2.1 输出和驱动概述 22
2.2.2 数模转换 23
2.2.3 干扰防治 25
2.2.4 信号驱动 28
思考题和习题 32
第3章 数据处理 34
3.1 程序结构 34
3.1.1 模块程序 34
3.1.2 结构化程序 35
3.2 数据结构及查表技术 37
3.3 数字滤波算法 41
3.4 非线性校正 44
3.5 消除仪器的漂移 47
思考题和习题 50
第4章 人机交互与总线 51
4.1 人机交互 51
4.1.1 人机交互概述 51
4.1.2 键盘 52
4.1.3 显示器件 55
4.2 监控程序 58
4.2.1 监控程序和功能程序 58
4.2.2 监控主程序 60
4.2.3 键盘管理 61
4.3 总线概述 69
4.4 RS-232C总线 70
4.5 内部总线 73
思考题和习题 76
第5章 可靠性技术 78
5.1 可靠性概念 78
5.1.1 可靠度、故障率和平均故障间隔时间 78
5.1.2 串联及并联系统的可靠度 79
5.2 干扰和抗干扰措施 80
5.2.1 干扰 80
5.2.2 抗干扰措施 83
5.3 容错技术 90
5.3.1 冗余技术 90
5.3.2 主要容错技术 97
5.3.3 容错技术的现状与发展趋势 100
5.4 故障诊断和自检 102
5.5 故障自恢复 104
思考题和习题 106
第6章 智能仪器的设计和展望 107
6.1 设计前的准备 107
6.1.1 设计任务的确定 107
6.1.2 计算机系统的选择 107
6.1.3 不同类型芯片的电气匹配 111
6.2 智能仪器的研制步骤 114
6.2.1 硬件与软件的划分 114
6.2.2 硬件设计 114
6.2.3 软件设计 114
6.3 软硬件的综合调试和测试 116
6.3.1 硬件调试 116
6.3.2 软件调试 118
6.3.3 联机仿真软硬件综合调试 120
6.3.4 智能仪器可测试性 122
6.4 智能仪器设计实例 123
6.5 智能仪器发展与展望 129
6.5.1 人工智能与专家系统 129
6.5.2 机器学习 131
6.5.3 专家系统 133
下篇 智能仪器课程设计 144
第7章 课程设计的目的、任务和基础知识 144
7.1 课程设计的目的 144
7.2 课程设计的任务 144
7.2.1 任务 144
7.2.2 实验方法指示及注意事项 145
7.3 ADS开发环境简介 145
7.3.1 CodeWarrior IDE简介 145
7.3.2 AXD调试器简介 145
7.4 PID控制算法简介 146
7.4.1 位置式PID控制算法 147
7.4.2 增量式PID控制算法 148
7.5 μC/OS-Ⅱ操作系统简介 149
7.6 J TAG调试接口 150
7.6.1 JTAG调试接口简介 150
7.6.2 基于JTAG的调试过程 150
第8章 课程设计的实验装置和实验步骤 152
8.1 纠偏控制系统简介 152
8.2 纠偏控制系统装置 155
8.2.1 传感器 156
8.2.2 纠偏控制器 157
8.2.3 执行机构 157
8.2.4 CAN总线 157
8.2.5 纠偏控制DEMO及调试装置 158
8.2.6 其他实验仪器和消耗品 159
8.3 实验步骤 159
8.3.1 擦除ARM芯片程序 159
8.3.2 JTAG调试接口连接 161
8.3.3 程序编译及JTAG调试 163
8.3.4 程序烧写 166
8.3.5 电机硬件连接 168
8.3.6 ARM Developer Suite v1.2的安装 168
8.3.7 ARM Developer Suite v1.2的卸载 169
第9章 课程设计内容 171
9.1 实验1： I/O口实验 171
9.2 实验2：串行口实验（选做） 172
9.3 实验3： LCD显示实验 172
9.4 实验4： I2C接口实验 177
9.5 实验5： CAN总线实验 179
9.6 实验6： PWM电机驱动模块实验 181
9.7 实验7：状态法键盘监控程序实验 183
9.8 实验8： PID算法实验 183
9.9 实验9： μC/OS-Ⅱ操作系统实验 184
9.10 实验10：纠偏控制系统功能调试实验 186
附录A 课程设计实验数据记录表 188
附录B Q＆A 189
参考文献 191