智能仪器技术及其应用

　　《智能仪器技术及其应用》内容共分9章。第1章绪论主要介绍智能仪器的基本组成及功能特点；第2章介绍MCS-51单片机的一些基本内容；第3章介绍智能仪器的硬件设计；第4章介绍智能仪器的软件设计；第5章介绍智能仪器的通信接口技术；第6章介绍智能控制器及其算法；第7章介绍智能仪器设计中的各种抗干扰技术与措施；第8章介绍智能仪器设计中有关的数学信号处理及算法；第9章结合实际介绍了五个应用实例。《智能仪器技术及其应用》在着重基本原理和方法的基础上，加大应用篇幅，增加不少新的技术。比如增加了USB接口技术、现场总线技术、工业以太网技术。此外，数字信号处理在智能仪器中的应用，智能仪器与过程控制技术的关系，以及抗干扰技术方面都有较多的篇幅。《智能仪器技术及其应用》适用于高校自动化、通讯工程、计算机应用、电子信息类等专业的本科生、研究生及智能仪器开发设计与应用方面的工程技术人员。

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1绪论
1.1智能仪器的基本组成
1.2智能仪器的功能特点
1.3智能仪器与传统仪表的比较
习题
2MCS-51单片机简介
2.1MCS-51单片机的内部机构
2.2MCS-51单片机的端子及其功能
2.3MCS-51单片机的存储器结构
2.4MCS-51单片机的CPU结构
2.5MCS-51单片机的并口
2.6MCS-51单片机的串行接口
2.7MCS-51单片机的定时器／计数器
2.7.1定时器／计数器工作方式及控制
2.7.2定时器／计数器的工作方式
2.7.3定时器／计数器应用举例
2.8MCS-51单片机的中断系统
2.9MCS-51单片机的指令系统
2.9.1MCS-51单片机的指令格式
2.9.2MCS-51单片机的寻址方式
2.9.3MCS-51单片机的指令
习题
3智能仪器的硬件设计
3.1键盘接口技术
3.1.1键盘接口要解决的问题
3.1.2非编码键盘
3.1.3编码键盘
3.2显示器接口技术
3.2.1七段LED显示器
3.2.2点阵式LED显示器
3.38279可编程键盘／显示器芯片接口技术
3.3.18279的数据输入.显示输出及命令格式
3.3.28031与8279构成编码键盘系统
3.4LCD液晶数码显示接口技术
3.4.1LCD工作原理和驱动方式
3.4.2LCD显示器的驱动接口
3.4.3点阵式LCD液晶显示接口
3.5打印输出接口技术
3.5.1点阵打印记录
3.5.2绘图打印记录
3.6模拟信号放大电路
3.6.1模拟信号放大及集成运放简介
3.6.2放大电路实例
3.7DAC接口
3.8ADC接口
3.8.1ADC芯片与微机接口的一般方法
3.8.2ADC0809与MCS-51单片机的接口
3.8.3AD574(逐次逼近型)与8031单片机的接口
3.9数据采集
习题
4智能仪器的软件设计
4.1软件设计过程
4.1.1系统定义
4.1.2绘制流程图
4.1.3编写程序
4.1.4软件测试
4.1.5文件编制
4.1.6软件维护
4.2软件设计方法
4.2.1模块化设计
4.2.2"自顶向下"设计
4.2.3结构化设计
4.3监控程序结构
4.3.1监控程序组成
4.3.2监控主程序
4.4键盘管理
4.4.1键值获取方法
4.4.2一键一义的键盘管理
4.4.3一键多义的键盘管理
4.5显示管理
4.6中断.时钟管理
4.6.1中断管理
4.6.2时钟管理
4.7初始化.自诊断管理
4.7.1初始化管理
4.7.2故障自诊断管理
习题
5智能仪器的通信接口技术
5.1串行通信接口
5.1.1RS-232标准
5.1.2RS-422标准
5.1.3RS-485标准
5.2并行通信接口
5.2.1IEEE-488接口系统的基本特性
5.2.2IEEE-488总线结构
5.2.3IEEE-488基本接口功能要素
5.2.4消息及其编码
5.2.5接口功能
5.2.6IEEE-488接口芯片
5.3USB接口
5.3.IUSB的物理接口和电气特性
5.3.2USB系统组成
5.3.3USB通信流
5.3.4USB的传输方式
5.3.5USB交换的包格式
5.3.6USB典型器件
5.4现场总线接口
5.4.1HART协议
5.4.2PROFIBUSDP协议
5.4.3PROFIBUS通信接口开发
5.4.4MODBUS协议
5.5以太网接口
5.5.1传输通信协议
5.5.2嵌入式以太网的解决方案
5.5.3以太网控制器简介
5.5.4基于RTL8019AS的嵌入式设备网络互联设计方案
习题
6智能控制器及其算法
6.1数字PID控制器
6.1.1PID算法的程序流程
6.1.2应用实例
6.2基于复杂算法的控制器
6.2.1大纯滞后的Smith补偿控制器
6.2.2前馈控制算法
6.2.3解耦控制器
6.2.4差拍控制与Dahlin算法
6.3模糊控制器
6.3.1模糊控制系统的基本组成
6.3.2模糊控制器的实现
6.4神经网络控制器
6.4.1神经网络的特征和能力
6.4.2神经网络控制系统的结构
习题
7智能仪器的抗干扰技术
7.1干扰的产生及分类
7.1.1干扰来源
7.1.2干扰的耦合方式
7.1.3干扰的分类
7.2电源抗干扰技术
7.2.1电源抗干扰的基本方法
7.2.2电源滤波器的构造及抗干扰特性
7.2.3电源滤波器的装配布线
7.3接地与隔离技术
7.3.1接地技术
7.3.2隔离技术
7.4数字电路的抗干扰技术
7.4.1TTL电路输出中产生振荡原因及抑制
7.4.2CMOS电路输出中产生振荡原因及抑制
7.5微处理器的抗干扰技术
7.5.1系统受到干扰后软件处理方法
7.5.2系统中各部分的安排及相互连接
7.5.3电源瞬时变动对系统干扰的抑制
7.5.4存储器部分产生噪声的抑制
7.6信号在长传输中的抗干扰措施
7.6.1信号在长传输中共模噪声的抑制
7.6.2信号在长传输中常模干扰的抑制
7.6.3传输中的平衡措施
7.6.4长线传输的反射干扰及其抑制
7.7仪器的防雷技术
7.7.1雷电的特性
7.7.2装置内仪器遭受雷击的可能性
7.7.3雷击防护器的原理
7.7.4避雷器的选用及设置
7.7.5防雷接地措施
7.8防辐射技术
习题
8智能仪器中的数据处理及算法
8.1常用算术运算程序
8.1.1数值之间的转换
8.1.2二进制算术运算程序
8.1.3十进制算术运算程序
8.2仪器中常用函数的算法
8.2.1泰勒公式
8.2.2三角函数的计算
8.2.3指数函数的计算
8.2.4自然对数的计算
8.2.5平方根的计算
8.2.6其他几种常用数值计算
8.3测量结果的非数值处理
8.3.1查找
8.3.2排序
8.4测量结果的数值处理
8.4.1克服系统误差的方法
8.4.2克服随机误差的方法
8.4.3克服疏忽误差的方法
8.5常用数字滤波处理
8.5.1算术平均滤波
8.5.2去极值平均滤波
8.5.3中位值滤波
8.5.4递推平均滤波
8.5.5加权递推平均滤波
8.5.6一阶惯性滤波
8.5.7程序判断滤波
习题
9智能仪器设计实例
9.1数字记录仪
9.1.1系统结构
9.1.2硬件系统
9.1.3软件系统
9.2温度测控仪
9.2.1温度采集智能从站的硬件系统
9.2.2温度采集智能从站的软件系统
9.3智能IC卡控制阀
9.3.1系统工作原理
9.3.2硬件电路原理及功能
9.3.3软件系统
9.4程控扫频仪
9.4.1显示器键盘控制电路
9.4.2幅值控制电路
9.4.3跟踪滤波器
9.4.4D／A输出电路
9.5交流电量综合测试仪
9.5.1算法实现
9.5.2硬件设计
9.5.3系统软件
9.5.4软件设计
参考文献