智能仪器原理与设计

《智能仪器原理与设计》本书系统论述了以单片机为核心的智能电子仪器仪表的结构组成、软硬件设计原理及实现方法，详细阐述了过程的输入／输出通道、人机界面、通信接口、数据处理方法以及抗干扰技术等，并通过三个真实产品举例说明。
全书共分８章，包括绪论、智能仪器仪表的主机电路、智能仪器输入／输出通道的设计、智能仪器人机接口、智能仪器的通信接口、智能仪器典型处理功能、智能仪器的抗干扰技术、智能仪器仪表的设计方法和设计实例。

前言
第1章绪论 1
1.1概述 1
1.1.1仪器仪表的重要性 1
1.1.2从传统仪器到智能仪器 1
1.2智能仪器的结构和特点 2
1.2.1智能仪器的典型结构 2
1.2.2智能仪器的主要特点 2
1.3智能仪器的发展 3
1.3.1智能仪器的发展趋势 3
1.3.2软件技术及虚拟仪器 4
思考题与习题 5
第2章智能仪器仪表的主机电路 6
2.1ＭＣＳ51系列单片机简介 6
2.2主机电路 8
2.3主机电路举例 9
思考题与习题 9
第3章智能仪器输入／输出通道的设计 10
3.1模拟量输入通道 10
3.1.1Ａ／Ｄ转换器概述 10
3.1.2逐次比较式Ａ／Ｄ转换器与51微处理器的接口 11
3.1.3积分式Ａ／Ｄ转换器与51微处理器的接口 19
3.2模拟量输出通道 25
3.2.1Ｄ／Ａ转换器概述 25
3.2.2Ｄ／Ａ转换器与51微处理器的接口 27
3.2.3Ｄ／Ａ转换器应用举例 32
3.3开关量的输入／输出通道 34
3.3.1简单Ｉ／Ｏ接口的扩展 34
3.3.2用可编程芯片扩展Ｉ／Ｏ接口 35
思考题与习题 44
第4章智能仪器人机接口 45
4.1键盘接口 45
4.1.1键盘的结构特点 45
4.1.2非编码键盘的处理 46
4.1.3编码键盘的处理 50
4.2ＬＥＤ显示接口 59
4.2.1ＬＥＤ显示器件结构与原理 59
4.2.2七段ＬＥＤ显示及接口 62
4.2.3点阵ＬＥＤ显示及接口 68
4.3通用键盘／ＬＥＤ显示器接口芯片ＨＤ7279Ａ 71
4.4ＬＣＤ显示接口 74
4.4.1ＬＣＤ显示器结构与原理 75
4.4.2ＬＣＤ显示器驱动方式 75
4.4.3段码式ＬＣＤ显示器 78
4.4.4字符点阵式ＬＣＤ显示器 79
4.5打印处理技术 83
4.5.1点阵式微型打印机的工作原理 83
4.5.2ＧＰ16微型打印机及其应用 85
4.6触摸屏处理技术 87
4.6.1触摸屏的结构及特点 88
4.6.2触摸屏控制器ＡＤＳ7843 91
4.6.3触摸屏应注意的问题 92
思考题与习题 93
第5章智能仪器的通信接口 94
5.1并行通信接口 94
5.1.1Ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ标准并行接口 95
5.1.2ＧＰＩＢ （ＩＥＥＥ488）通用接口总线 101
5.2串行通信接口 108
5.2.1串行通信基本概念 109
5.2.2ＲＳ232Ｃ标准串行接口 110
5.2.3ＲＳ422Ａ与ＲＳ423Ａ标准串行接口 115
5.2.4ＲＳ485标准串行接口 117
5.2.5智能仪器间串行通信实例 118
5.3其他通信接口技术 124
5.3.1ＵＳＢ通信技术 124
5.3.2以太网接口技术 127
5.3.3现场总线ＣＡＮ 130
5.3.4蓝牙接口技术 143
思考题与习题 158
第6章智能仪器典型处理功能 159
6.1硬件故障的自检 159
6.1.1自检方式 160
6.1.2自检算法 160
6.1.3自检软件 164
6.2自动测量功能 165
6.2.1自动量程转换 165
6.2.2自动触发电平调节 167
6.2.3自动零点调整 168
6.2.4自动校准 169
6.3误差处理技术 169
6.3.1随机误差的处理方法 170
6.3.2系统误差的处理方法 172
6.3.3粗大误差的处理方法 177
6.4数字滤波技术 178
6.4.1算术平均滤波 179
6.4.2去极值平均滤波 180
6.4.3中位值平均滤波 180
6.4.4滑动平均滤波 181
6.4.5加权滑动平均滤波 182
6.4.6一阶惯性滤波 184
6.4.7程序判断滤波 185
6.4.8复合滤波 186
思考题与习题 186
第7章智能仪器的抗干扰技术 187
7.1常见干扰源分析 187
7.1.1串模干扰、共模干扰及电源干扰 187
7.1.2数字电路的干扰 188
7.2智能仪器硬件抗干扰技术 189
7.2.1串模干扰的抑制 190
7.2.2共模干扰的抑制 192
7.2.3输入／输出通道干扰的抑制 193
7.2.4总线的抗干扰设计 193
7.2.5地线干扰的抑制 195
7.3智能仪器软件抗干扰技术 196
7.3.1ＣＰＵ抗干扰技术 196
7.3.2输入／输出的抗干扰技术 198
思考题与习题 199
第8章智能仪器仪表的设计方法和设计实例 200
8.1智能仪器设计的基本要求及原则 200
8.1.1智能仪器设计的基本要求 200
8.1.2智能仪器的设计原则 201
8.1.3智能仪器的设计研制过程 202
8.2智能电子秤的设计 203
8.2.1总体设计 203
8.2.2硬件设计 204
8.2.3软件设计 207
8.2.4系统调试 216
8.3智能型温度测量仪 219
8.3.1总体设计 219
8.3.2硬件设计 220
8.3.3软件设计 226
8.3.4系统调试 234
8.4便携式酒精测试仪 236
8.4.1总体设计 236
8.4.2硬件设计 236
8.4.3软件设计 242
思考题与习题 249
参考文献 250