智能儀器技術及其應用

1緒論
1.1智能儀器的基本組成
1.2智能儀器的功能特點
1.3智能儀器與傳統(tǒng)儀表的比較
習題
2MCS-51單片機簡介
2.1MCS-51單片機的內部機構
2.2MCS-51單片機的端子及其功能
2.3MCS-51單片機的存儲器結構
2.4MCS-51單片機的CPU結構
2.5MCS-51單片機的并口
2.6MCS-51單片機的串行接口
2.7MCS-51單片機的定時器／計數器
2.7.1定時器／計數器工作方式及控制
2.7.2定時器／計數器的工作方式
2.7.3定時器／計數器應用舉例
2.8MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)
2.9MCS-51單片機的指令系統(tǒng)
2.9.1MCS-51單片機的指令格式
2.9.2MCS-51單片機的尋址方式
2.9.3MCS-51單片機的指令
習題
3智能儀器的硬件設計
3.1鍵盤接口技術
3.1.1鍵盤接口要解決的問題
3.1.2非編碼鍵盤
3.1.3編碼鍵盤
3.2顯示器接口技術
3.2.1七段LED顯示器
3.2.2點陣式LED顯示器
3.38279可編程鍵盤／顯示器芯片接口技術
3.3.18279的數據輸入.顯示輸出及命令格式
3.3.28031與8279構成編碼鍵盤系統(tǒng)
3.4LCD液晶數碼顯示接口技術
3.4.1LCD工作原理和驅動方式
3.4.2LCD顯示器的驅動接口
3.4.3點陣式LCD液晶顯示接口
3.5打印輸出接口技術
3.5.1點陣打印記錄
3.5.2繪圖打印記錄
3.6模擬信號放大電路
3.6.1模擬信號放大及集成運放簡介
3.6.2放大電路實例
3.7DAC接口
3.8ADC接口
3.8.1ADC芯片與微機接口的一般方法
3.8.2ADC0809與MCS-51單片機的接口
3.8.3AD574(逐次逼近型)與8031單片機的接口
3.9數據采集
習題
4智能儀器的軟件設計
4.1軟件設計過程
4.1.1系統(tǒng)定義
4.1.2繪制流程圖
4.1.3編寫程序
4.1.4軟件測試
4.1.5文件編制
4.1.6軟件維護
4.2軟件設計方法
4.2.1模塊化設計
4.2.2"自頂向下"設計
4.2.3結構化設計
4.3監(jiān)控程序結構
4.3.1監(jiān)控程序組成
4.3.2監(jiān)控主程序
4.4鍵盤管理
4.4.1鍵值獲取方法
4.4.2一鍵一義的鍵盤管理
4.4.3一鍵多義的鍵盤管理
4.5顯示管理
4.6中斷.時鐘管理
4.6.1中斷管理
4.6.2時鐘管理
4.7初始化.自診斷管理
4.7.1初始化管理
4.7.2故障自診斷管理
習題
5智能儀器的通信接口技術
5.1串行通信接口
5.1.1RS-232標準
5.1.2RS-422標準
5.1.3RS-485標準
5.2并行通信接口
5.2.1IEEE-488接口系統(tǒng)的基本特性
5.2.2IEEE-488總線結構
5.2.3IEEE-488基本接口功能要素
5.2.4消息及其編碼
5.2.5接口功能
5.2.6IEEE-488接口芯片
5.3USB接口
5.3.IUSB的物理接口和電氣特性
5.3.2USB系統(tǒng)組成
5.3.3USB通信流
5.3.4USB的傳輸方式
5.3.5USB交換的包格式
5.3.6USB典型器件
5.4現場總線接口
5.4.1HART協(xié)議
5.4.2PROFIBUSDP協(xié)議
5.4.3PROFIBUS通信接口開發(fā)
5.4.4MODBUS協(xié)議
5.5以太網接口
5.5.1傳輸通信協(xié)議
5.5.2嵌入式以太網的解決方案
5.5.3以太網控制器簡介
5.5.4基于RTL8019AS的嵌入式設備網絡互聯(lián)設計方案
習題
6智能控制器及其算法
6.1數字PID控制器
6.1.1PID算法的程序流程
6.1.2應用實例
6.2基于復雜算法的控制器
6.2.1大純滯后的Smith補償控制器
6.2.2前饋控制算法
6.2.3解耦控制器
6.2.4差拍控制與Dahlin算法
6.3模糊控制器
6.3.1模糊控制系統(tǒng)的基本組成
6.3.2模糊控制器的實現
6.4神經網絡控制器
6.4.1神經網絡的特征和能力
6.4.2神經網絡控制系統(tǒng)的結構
習題
7智能儀器的抗干擾技術
7.1干擾的產生及分類
7.1.1干擾來源
7.1.2干擾的耦合方式
7.1.3干擾的分類
7.2電源抗干擾技術
7.2.1電源抗干擾的基本方法
7.2.2電源濾波器的構造及抗干擾特性
7.2.3電源濾波器的裝配布線
7.3接地與隔離技術
7.3.1接地技術
7.3.2隔離技術
7.4數字電路的抗干擾技術
7.4.1TTL電路輸出中產生振蕩原因及抑制
7.4.2CMOS電路輸出中產生振蕩原因及抑制
7.5微處理器的抗干擾技術
7.5.1系統(tǒng)受到干擾后軟件處理方法
7.5.2系統(tǒng)中各部分的安排及相互連接
7.5.3電源瞬時變動對系統(tǒng)干擾的抑制
7.5.4存儲器部分產生噪聲的抑制
7.6信號在長傳輸中的抗干擾措施
7.6.1信號在長傳輸中共模噪聲的抑制
7.6.2信號在長傳輸中常模干擾的抑制
7.6.3傳輸中的平衡措施
7.6.4長線傳輸的反射干擾及其抑制
7.7儀器的防雷技術
7.7.1雷電的特性
7.7.2裝置內儀器遭受雷擊的可能性
7.7.3雷擊防護器的原理
7.7.4避雷器的選用及設置
7.7.5防雷接地措施
7.8防輻射技術
習題
8智能儀器中的數據處理及算法
8.1常用算術運算程序
8.1.1數值之間的轉換
8.1.2二進制算術運算程序
8.1.3十進制算術運算程序
8.2儀器中常用函數的算法
8.2.1泰勒公式
8.2.2三角函數的計算
8.2.3指數函數的計算
8.2.4自然對數的計算
8.2.5平方根的計算
8.2.6其他幾種常用數值計算
8.3測量結果的非數值處理
8.3.1查找
8.3.2排序
8.4測量結果的數值處理
8.4.1克服系統(tǒng)誤差的方法
8.4.2克服隨機誤差的方法
8.4.3克服疏忽誤差的方法
8.5常用數字濾波處理
8.5.1算術平均濾波
8.5.2去極值平均濾波
8.5.3中位值濾波
8.5.4遞推平均濾波
8.5.5加權遞推平均濾波
8.5.6一階慣性濾波
8.5.7程序判斷濾波
習題
9智能儀器設計實例
9.1數字記錄儀
9.1.1系統(tǒng)結構
9.1.2硬件系統(tǒng)
9.1.3軟件系統(tǒng)
9.2溫度測控儀
9.2.1溫度采集智能從站的硬件系統(tǒng)
9.2.2溫度采集智能從站的軟件系統(tǒng)
9.3智能IC卡控制閥
9.3.1系統(tǒng)工作原理
9.3.2硬件電路原理及功能
9.3.3軟件系統(tǒng)
9.4程控掃頻儀
9.4.1顯示器鍵盤控制電路
9.4.2幅值控制電路
9.4.3跟蹤濾波器
9.4.4D／A輸出電路
9.5交流電量綜合測試儀
9.5.1算法實現
9.5.2硬件設計
9.5.3系統(tǒng)軟件
9.5.4軟件設計
參考文獻