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| 內容簡介： |
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本书是在第1版的基础上修订而成的，主要介绍智能仪器的工作原理及其设计方法。内容包括：智能仪器的输入输出通道、外设及其控制技术、通信接口等。本书以培养学生的智能仪器设计能力为目标，深入讲述智能仪器总体设计、电路设计、软件设计及实现，介绍抗干扰措施及减少测量误差的方法。第2版对第1版中的程序和电路设计进行了修订，采用C51程序设计，电路设计均采用目前比较新、比较常用的芯片。内容编排注重理论联系实际，实用性强。本书可作为测控技术与仪器、自动化、电气工程及相关专业的本科生教材，也可作为测控技术、自动化、电气工程、电子信息、电力工程、计算机应用等领域工程技术人员的参考书。本书配有电子课件，欢迎选用本书作为教材的老师登录www.cmpedu.com注册下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。
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前言第1章绪论1.1智能仪器的结构及特点1.1.1智能仪器概述1.1.2智能仪器的特点1.1.3智能仪器的结构1.2智能测试技术的发展1.2.1智能仪器的发展趋势1.2.2虚拟仪器1.2.3网络化仪器1.2.4仪器总线技术1.2.5基于智能理论的高级智能仪器思考题与习题第2章智能仪器中的微处理器2.1微处理器2.2MCS-51系列单片机2.2.1基本型单片机2.2.2精简型单片机2.2.3精简增强型单片机2.2.4高档型单片机2.3ARM单片机2.3.1AT91系列ARM单片机2.3.2LPC2100/LPC2200系列ARM单片机2.3.3EP系列ARM单片机2.3.4STM32系列单片机2.3.5ARM单片机的选择2.3.6ARM单片机的应用2.4数字信号处理器（DSP）2.4.1DSP的特点2.4.2TI公司TMS320系列DSP2.4.3TMS320C2000系列DSP2.4.4TI公司TMS320F28335型DSP2.4.5TI公司TMS320F28377型DSP2.4.6DSP在仪器中的应用2.5现场可编程门阵列（FPGA）2.5.1FPGA器件简介2.5.2Spartan-3系列FPGA2.5.3Cyclone IV系列FPGA思考题与习题第3章数据采集技术3.1概述3.2测量放大器3.2.1基本要求3.2.2通用测量放大器3.2.3可编程测量放大器3.2.4隔离放大器3.2.5斩波稳零运算放大器3.2.6运用前置放大器的依据3.3模拟多路开关（MUX）3.3.1模拟多路开关的功能3.3.2模拟多路开关的配置3.3.3常用的半导体多路开关芯片3.3.4多路测量通道的串音问题3.4采样保持电路3.4.1采样保持器设置原则3.4.2采样保持器工作原理3.4.3采样保持器的主要参数3.4.4常用的采样保持器芯片3.4.5保持电容器的选择3.4.6基于采样保持器实现的峰值保持电路3.5A/D转换器及其接口设计3.5.1A/D转换器的主要技术指标3.5.2A/D转换器类型及比较3.5.3ADC与微处理器的接口3.5.4A/D转换器的选择3.6逐次逼近型A/D转换器及其接口3.6.1逐次逼近型A/D转换器的原理3.6.2TLC2543及其与微处理器的接口3.7双积分A/D转换器及其接口3.7.1双积分A/D转换器的原理3.7.2ICL7135简介3.7.3ICL7135与MCS-51单片机I/O接口3.8∑-Δ型A/D转换器及其接口3.8.1∑-Δ型A/D转换器工作原理3.8.2AD7703简介3.8.3AD7703与单片机的接口3.9数据采集系统设计3.9.1数据采集系统的特性3.9.2数据采集系统误差分析3.9.3数据采集系统的误差分配举例思考题与习题第4章模拟量与开关量信号输出系统4.1概述4.1.1输出通道的结构4.1.2输出通道的特点4.2模拟量输出与接口4.2.1D/A转换器原理4.2.2D/A转换器的技术特性4.3集成DAC及其应用4.3.1DAC的分类4.3.2单片集成DAC举例4.3.3DAC的应用4.4数字量输出与接口4.4.1光电耦合器及其接口4.4.2继电器及其接口4.5脉冲宽度调制（PWM）输出思考题与习题目录第5章智能仪器外设处理技术5.1键盘处理技术5.1.1按键类型5.1.2键抖动、键连击及串键的处理5.1.3键盘处理步骤5.1.4键盘的组织形式和工作方式5.1.5非编码键盘的处理5.1.6编码键盘的处理5.2LED显示处理技术5.2.1LED数码显示器的结构与原理5.2.2硬件译码与软件译码5.2.3静态显示与动态显示5.3LCD显示处理技术5.3.1LCD显示器的结构与原理5.3.2LCD显示器驱动方式5.3.3段码式LCD显示器的静态和动态驱动接口5.3.4字符点阵式LCD显示器接口5.4触摸屏处理技术5.4.1触摸屏的结构及特点5.4.2触摸屏控制器ADS78435.4.3电容触摸屏控制器ST13325.5智能仪器监控程序5.5.1监控程序5.5.2键盘管理5.5.3中断管理及处理5.5.4子程序模块思考题与习题第6章智能仪器通信接口技术6.1数据通信基础6.1.1数据通信系统的组成6.1.2差错控制技术6.2串行通信接口6.2.1串行通信的基本概念6.2.2RS-232C标准串行接口6.2.3RS-422A与RS-423A标准串行接口6.2.4RS-485标准串行接口6.3GP-IB并行通信接口6.4USB通用串行总线6.4.1USB的特点6.4.2USB的系统描述6.4.3USB总线协议6.4.4USB数据流6.4.5USB的容错性能6.4.6USB设备6.4.7USB系统设置6.4.8USB系统中的主机6.5以太网接口技术6.6现场总线CAN6.7无线通信接口技术6.7.1蓝牙技术6.7.2ZigBee技术6.7.3Wi-Fi技术6.7.4红外数据传输技术6.7.5NFC技术6.7.6超宽带技术思考题与习题第7章数据处理技术7.1测量数据的非数值处理7.1.1线性表查表7.1.2链表的插入、删除和查找7.1.3排序7.2系统误差的数据处理7.2.1系统误差模型的建立7.2.2系统误差的标准数据校正法7.2.3非线性校正7.2.4温度误差的补偿7.3随机信号的处理与分析7.3.1限幅滤波7.3.2中位值滤波7.3.3算术平均值滤波7.3.4滑动平均值滤波7.3.5低通数字滤波7.4标度变换7.4.1线性参数标度变换7.4.2非线性参数标度变换7.5软测量技术7.5.1软测量技术的应用条件7.5.2软测量技术的建模方法思考题与习题第8章智能仪器的自检、自校准和量程自动转换8.1智能仪器的自检8.1.1自检内容8.1.2自检方式8.1.3自检实例8.2智能仪器的自校准8.2.1仪器的系统误差及其校准8.2.2仪器内部自动校准8.2.3仪器外部自动校准8.3智能仪器的量程自动转换8.3.1基本要求8.3.2量程自动转换电路举例8.3.3量程自动转换电路的控制8.3.4量程自动转换电路的过载保护思考题与习题第9章智能仪器的抗干扰技术9.1常见干扰源分析9.1.1干扰的来源与特点9.1.2干扰的主要耦合方式及路径9.1.3串模干扰与共模干扰9.1.4电源干扰9.2智能仪器硬件抗干扰技术9.2.1串模干扰的抑制9.2.2共模干扰的抑制9.2.3输入/输出通道干扰的抑制9.2.4总线抗干扰设计9.2.5ADC及其接口的噪声抑制方法9.2.6电源系统干扰的抑制9.2.7地线干扰的抑制9.3智能仪器软件抗干扰技术9.3.1CPU抗干扰技术9.3.2输入/输出抗干扰技术9.3.3系统的恢复与复位思考题与习题第10章智能仪器设计及实例10.1智能仪器设计的基本要求及原则10.1.1智能仪器设计的基本要求 10.1.2智能仪器的设计原则 10.2智能仪器的设计研制过程 10.3智能工频电参数测量仪的设计10.3.1总体设计及系统工作原理10.3.2输入电路设计及误差分析10.3.3CPU、采样保持及A/D转换电路的设计10.3.4锁相倍频电路设计10.3.5RS-485串行通信接口设计及通信协议10.3.6电磁兼容设计10.4基于热电偶的智能温度数显表的设计10.4.1总体设计 10.4.2主要电路设计10.4.3软件设计10.5智能LCR测量仪的设计 10.5.1总体设计10.5.2硬件电路设计10.5.3系统软件设计思考题与习题参考文献
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在信息化、智能化时代，智能仪器作为获取信息的重要工具，广泛应用于国民经济、国防军事、科研教学等各个领域。智能仪器是一种新型仪器，它汇聚了当今前沿技术，是测量技术、传感器、计算机、微电子、信息处理、人工智能等多种技术相结合的产物。智能仪器功能强，性能指标高，使用方便，具有自校准、自诊断等功能，便于人机交互和信息传输，是仪器仪表的发展方向。“智能仪器”也是高等院校测控技术与仪器专业的重要专业课之一。为了适应科学技术的发展和人才培养的需求，本书对第1版中过时的内容和元器件进行了修订。仪器设计使用、流行的芯片和元器件，程序采用C51程序设计。本书以培养学生的实践能力和创新精神为目标，内容编排突出实用性，注重理论联系实际。学生通过课程学习和实验实践，能够掌握智能仪器及系统的设计方法。考虑到本科教学计划和课程设置，本书主要介绍以单片机为主的智能仪器设计。学生只要掌握智能仪器的设计方法，在熟悉DSP和ARM的基础上，就可以设计基于DSP和ARM的智能仪器。本书共10章。第1章绪论，介绍智能仪器的结构及特点、智能测试技术的现状和发展。第2章介绍智能仪器中常用的微处理器，包括各种单片机、DSP和ARM等。第3章为数据采集技术，介绍测量放大器、模拟多路开关、采样保持器、常用的A/D转换器及其接口电路。第4章为模拟量与开关量信号输出系统，介绍D/A转换器及其接口电路、模拟量和数字量输出与接口电路。第5章为智能仪器外设处理技术，介绍键盘、触摸屏、LED和LCD显示器、智能仪器监控程序。第6章为智能仪器中的通信接口技术，介绍RS-232C、RS-485标准串行接口、USB通用串行总线、以太网、现场总线CAN和无线通信接口技术。第7章为数据处理技术，介绍查表、排序等非数值处理方法、系统误差和随机误差的处理方法，以及软测量技术。第8章介绍智能仪器的自检、自校准和量程自动转换方法。第9章为智能仪器的抗干扰技术，分析智能仪器的干扰源，介绍常用的硬件抗干扰和软件抗干扰方法。第10章介绍智能仪器的设计方法，并以智能工频电参数测量仪、智能温度数显表和智能LCR测量仪为例，讲述智能仪器的设计过程。本书是编者和哈尔滨工业大学电测教研室老师多年来从事智能仪器教学和科研工作的总结。本书第1章由王祁编写，第2、5、8、10章由宋凯编写，第3、4、6、7、9章由王启松编写。全书由宋凯和王祁负责内容编排、统稿和审定，刘丹参与审稿。由于编者水平有限，错误 和疏漏之处在所难免，殷切希望广大读者批评指正。编者
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