智能儀器原理與設(shè)計(jì)

第1章 緒論11.1 電子儀器的發(fā)展歷史11.2 智能儀器的特點(diǎn)11.3 智能儀器的結(jié)構(gòu)21.3.1 硬件系統(tǒng)組成31.3.2 軟件系統(tǒng)組成41.4 智能儀器的基本設(shè)計(jì)思想41.5 智能儀器的研制過程41.5.1 確定設(shè)計(jì)任務(wù)與擬定設(shè)計(jì)方案51.5.2 硬件和軟件設(shè)計(jì)及儀器儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)61.5.3 儀器統(tǒng)調(diào)與性能測試8習(xí)題9第2章 微處理器的選擇102.1 基于8051內(nèi)核的單片機(jī)112.1.1 基本型單片機(jī)112.1.2 精簡型單片機(jī)122.1.3 精簡增強(qiáng)型單片機(jī)132.1.4 高檔型單片機(jī)152.2 基于ARM內(nèi)核的單片機(jī)162.2.1 AT91系列ARM芯片162.2.2 LPC2100/LPC2200系列ARM芯片172.2.3 EP系列ARM芯片182.3 其它類型的微處理器182.3.1 Atmel公司的AVR系列單片機(jī)182.3.2 TI公司的MSP430系列單片機(jī)192.3.3 Motorola公司的68系列單片機(jī)202.3.4 Microchip公司的PIC系列單片機(jī)212.4 DSP數(shù)字處理器242.4.1 DSP技術(shù)概念及其發(fā)展242.4.2 DSP處理器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)242.4.3 DSP處理器的選擇252.4.4 DSP技術(shù)的應(yīng)用26習(xí)題27第3章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述283.1 軟件開發(fā)環(huán)境與編程語言283.1.1 開發(fā)環(huán)境的選擇283.1.2 編程語言的選擇293.2 軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析293.2.1 層次結(jié)構(gòu)293.2.2 功能結(jié)構(gòu)303.3 軟件系統(tǒng)的規(guī)劃313.4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟323.4.1 設(shè)計(jì)和調(diào)試硬件接口模塊323.4.2 建立軟件系統(tǒng)的框架333.4.3 設(shè)計(jì)和調(diào)試各功能模塊343.4.4 整機(jī)測試343.5 實(shí)例分析353.5.1 系統(tǒng)功能概述353.5.2 硬件系統(tǒng)概述353.5.3 軟件系統(tǒng)的規(guī)劃363.5.4 軟件系統(tǒng)的框架37習(xí)題39第4章 開關(guān)量信號(hào)的輸入/輸出404.1 開關(guān)量信號(hào)的輸入404.1.1 開關(guān)量信號(hào)輸入通道結(jié)構(gòu)404.1.2 開關(guān)量輸入接口414.2 開關(guān)量信號(hào)的輸出454.2.1 輸出驅(qū)動(dòng)接口的隔離464.2.2 小功率直流負(fù)載驅(qū)動(dòng)接口電路464.2.3 中功率直流負(fù)載驅(qū)動(dòng)接口電路474.2.4 固體繼電器輸出接口電路47習(xí)題48第5章 模擬信號(hào)的輸入/輸出495.1 模擬信號(hào)的輸入495.1.1 A/D轉(zhuǎn)換器件的選擇495.1.2 模擬輸入通道的設(shè)計(jì)505.1.3 其它A/D轉(zhuǎn)換模式介紹565.2 模擬信號(hào)的輸出595.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器件的選擇605.2.2 模擬輸出通道的設(shè)計(jì)605.2.3 PWM型D/A轉(zhuǎn)換器64習(xí)題67第6章 總線與通信系統(tǒng)686.1 通用接口總線GPIB686.1.1 GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口概述686.1.2 GPIB接口芯片716.2 串行通信標(biāo)準(zhǔn)RS232與RS485726.2.1 RS232標(biāo)準(zhǔn)及接口芯片726.2.2 RS485標(biāo)準(zhǔn)及接口芯片736.2.3 串行通信程序設(shè)計(jì)746.3 其它總線與通信技術(shù)簡介796.3.1 通用串行總線USB796.3.2 現(xiàn)場總線CAN816.3.3 工業(yè)以太網(wǎng)826.3.4 藍(lán)牙技術(shù)836.3.5 電力載波通信83習(xí)題85第7章 時(shí)鐘系統(tǒng)877.1 硬件時(shí)鐘877.1.1 概述877.1.2 時(shí)鐘數(shù)據(jù)的寫入897.1.3 時(shí)鐘數(shù)據(jù)的讀取917.2 軟件時(shí)鐘937.2.1 概述937.2.2 軟件時(shí)鐘的運(yùn)行937.3 時(shí)鐘的使用967.3.1 定時(shí)任務(wù)的管理967.3.2 時(shí)間間隔的測量977.3.3 時(shí)間長度的控制98習(xí)題99第8章 人機(jī)接口1008.1 顯示部件1008.1.1 發(fā)光二極管1008.1.2 數(shù)碼管1018.1.3 液晶顯示屏1058.2 微型打印機(jī)1148.2.1 GP16微型打印機(jī)的接口電路1148.2.2 GP16微型打印機(jī)的使用1158.3 鍵盤1198.3.1 鍵盤的類型及接口電路1198.3.2 鍵盤信號(hào)的可靠采集1238.4 監(jiān)控程序設(shè)計(jì)1278.4.1 監(jiān)控程序的基本概念1278.4.2 系統(tǒng)狀態(tài)分析1298.4.3 基于順序編碼的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)1358.4.4 基于特征編碼的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)1378.4.5 基于菜單操作的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)142習(xí)題146第9章 常用處理功能1479.1 數(shù)據(jù)處理1479.1.1 數(shù)據(jù)類型的選擇1479.1.2 定點(diǎn)運(yùn)算子程序庫的使用1489.1.3 浮點(diǎn)運(yùn)算子程序庫的使用1499.2 誤差處理1519.2.1 隨機(jī)誤差的處理1519.2.2 系統(tǒng)誤差的處理1519.2.3 粗大誤差的處理1529.3 標(biāo)度變換1549.3.1 線性標(biāo)度變換1549.3.2 非線性標(biāo)度變換1559.4 常用自動(dòng)測量功能1589.4.1 自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換1589.4.2 自動(dòng)校正1619.4.3 自動(dòng)補(bǔ)償164習(xí)題166第10章 可靠性設(shè)計(jì)16710.1 抗干擾設(shè)計(jì)16710.1.1 硬件抗干擾設(shè)計(jì)16810.1.2 軟件抗干擾設(shè)計(jì)16910.2 容錯(cuò)設(shè)計(jì)17410.2.1 硬件容錯(cuò)設(shè)計(jì)17510.2.2 軟件容錯(cuò)設(shè)計(jì)178習(xí)題188第11章 基于電壓測量的智能儀器18911.1 智能數(shù)字電壓表18911.1.1 智能數(shù)字電壓表的結(jié)構(gòu)18911.1.2 智能數(shù)字電壓表主要技術(shù)指標(biāo)19011.1.3 智能數(shù)字電壓表的功能特點(diǎn)19111.1.4 智能數(shù)字電壓表的輸入電路19311.1.5 智能數(shù)字電壓表的應(yīng)用19411.2 智能數(shù)字萬用表19811.2.1 概述19811.2.2 交流電壓的測量19811.2.3 電流的測量20011.2.4 電阻的測量20011.2.5 智能數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)20111.3 智能數(shù)字RLC測量儀20611.3.1 概述20611.3.2 RLC測量電路設(shè)計(jì)與分析208習(xí)題211第12章 基于時(shí)間測量的智能儀器21212.1 智能電子計(jì)數(shù)器基本原理21212.1.1 概述21212.1.2 通用電子計(jì)數(shù)器組成原理21312.2 電子計(jì)數(shù)器分析設(shè)計(jì)21712.2.1 數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)21712.2.2 智能頻率計(jì)電路分析22012.3 智能相位測量儀22312.3.1 原理分析22312.3.2 電路工作原理與設(shè)計(jì)224習(xí)題227第13章 基于波形測量的智能儀器22813.1 智能數(shù)字示波器基本原理22813.1.1 概述22813.1.2 智能數(shù)字示波器工作原理22913.1.3 智能數(shù)字示波器測量技術(shù)23013.2 智能數(shù)字示波器的通信接口23513.3 智能數(shù)字示波器的特點(diǎn)23613.4 智能數(shù)字示波器的使用238習(xí)題241第14章 虛擬儀器簡介24214.1 概述24214.1.1 虛擬儀器的基本概念24214.1.2 虛擬儀器的特點(diǎn)24314.1.3 虛擬儀器的發(fā)展24314.2 虛擬儀器的組成結(jié)構(gòu)24414.2.1 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)24414.2.2 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)24514.3 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺(tái)24614.3.1 LabVIEW簡介24614.3.2 LabVIEW軟件包內(nèi)容簡介24714.3.3 虛擬儀器典型單元模塊248習(xí)題250參考文獻(xiàn)251