智能仪表原理与设计技术（第三版）

本书是作为普通高等教育本科教材编写的。在体系上注重理论原理与实际应用相结合，突出应用性，尽量在有限的篇幅内拓宽读者的知识领域和思维广度。可作为高等院校测控技术与仪器、自动化、电子信息工程和机电一体化等专业的教材，也可作为从事智能仪表设计、制造、使用的工程技术人员的参考书。

本书基于智能仪表的基本原理及设计技术，结合行业发展新技术，阐述智能仪表的具体设计过程。全书共9章。概述部分简要介绍智能仪表的概念及功能和组成、仪器仪表的发展过程及相关技术。第2~5章阐述智能仪表的硬件设计，主要包括智能仪表的主机电路过程、输入/输出通道、人机接口、通信原理与接口设计。第6,7章阐述智能仪表的软件设计，主要介绍软件设计方法、智能仪表的监控程序、中断处理程序、测控算法等功能模块的设计。第8章介绍智能仪表的可靠性设计，主要阐述可靠性的概念、影响智能仪表可靠性的因素以及智能仪表可靠性设计的具体方法。第9章介绍智能仪表的设计准则和调试方法，通过若干设计实例全面阐述智能仪表的开发过程、实施技术及注意事项。

目录1 概述1.1 仪器仪表的技术发展 1.1.1 现代仪器仪表的分类1.1.2现代仪器仪表的发展趋势1.1.3现代仪器仪表发展的关键技术1.2 智能仪表的功能和组成 1.2.1智能仪表的主要功能1.2.2智能仪表的基本组成1.3智能仪表的设计思想和研制步骤 1.3.1智能仪表的基本设计思想1.3.2智能仪表的设计、研制步骤1.4智能仪表的开发工具 1.4.1开发系统的功能1.4.2嵌入式系统的软件技术和开发工具平台习题与思考题2 智能仪表的主机电路2.1 AT89C52单片机 2.1.1 AT89C52单片机的主要特性和基本结构2.1.2 AT89C52单片机的引脚功能2.1.3 AT89C52单片机的主要组成2.2主机电路设计 2.2.1并行扩展的主机电路 2.2.2串行扩展的主机电路2.3 CC2530芯片 2.3.1 CC2530内部结构 2.3.2 CC2530芯片的引脚功能2.3.3 CC2530芯片的存储器和存储器映射2.3.4射频及模拟收发器2.3.5 CC2530的典型应用电路习题与思考题3 过程输入/输出通道3.1 模拟量输入通道 3.1.1 模拟输入通道的结构 3.1.2 A/D转换芯片及其与单片机的接口3.1.3 模拟量输入通道的其他器件3.1.4 模拟量输入通道设计举例3.2 模拟量输出通道 3.2.1 模拟量输出通道的结构3.2.2 D/A转换芯片及其与单片机的接口3.2.3模拟量输出通道设计实例3.3开关量输入/输出通道 习题与思考题 4 人机接口电路4.1 显示器接口 4.1.1七段LED显示器4.1.2点阵式LED显示器4.1.3 LCD显示器4.1.4点阵式LCD显示器4.2 键盘接口 4.2.1 键盘结构和类型4.2.2 抖动与串键4.2.3 非编码式键盘接口电路4.2.4 编码式键盘接口电路习题与思考题 5 通信原理与接口设计5.1 串行总线通信 5.1.1 RS-232C5.1.2 RS-422与RS-485串行接口标准 5.1.3 串行通信参数5.1.4 串行通信工作模式及流量控制5.1.5 基于单片机的智能仪表与PC的数据通信 5.2 现场总线技术及现场总线仪表 5.2.1 现场总线的体系结构与特点 5.2.2 过程仪表常用现场总线介绍5.2.3 现场总线智能仪表与现场总线控制系统5.2.4 FF总线接口芯片与接口圆卡硬件设计5.3 工业无线通信技术与过程工业无线仪表 5.3.1 工业无线通信与技术标准 5.3.2 Wireless HART协议及仪表5.3.3 WIA-PA仪表及其应用5.4 ZigBee短程无线通信技术及应用5.4.1 ZigBee协议标准 5.4.2 ZigBee的特点和组网方式 5.4.3 ZigBee技术在无线水表中的应用 习题与思考题 6 监控程序6.1 软件设计概述 6.1.1 软件设计过程6.1.2 程序编写 6.1.3 软件测试6.1.4 软件的运行、维护和优化6.2 监控程序设计 6.2.1 概述6.2.2 监控主程序6.2.3 初始化管理6.2.4 键盘管理6.2.5 显示管理6.2.6 中断管理6.2.7 时钟管理6.2.8 手-自动控制6.2.9 自诊断习题与思考题 7 测量与控制算法 7.1 测量算法 7.1.1 测量误差的分类7.1.2 随机误差的消除方法7.1.3 系统误差的消除算法7.1.4 量程自动切换与工程量变换7.2 控制算法 7.2.1 PID控制算法7.2.2 智能控制算法习题与思考题 8 可靠性设计8.1可靠性设计概述 8.1.1 可靠性的基本概念8.1.2 影响智能仪表可靠性的因素8.1.3 智能仪表方案的可靠性设计原则8.2 智能仪表的抗干扰设计 8.2.1 干扰分析8.2.2 硬件抗干扰设计8.2.3 软件抗干扰设计8.2.4 掉电保护设计习题与思考题 9 智能仪表设计实例9.1 设计准则 9.2 设计实例 9.2.1 温度程序控制仪9.2.2 基于现场总线的远程智能数据采集装置设计9.2.3 无线空气质量检测仪表设计9.3 仪表调试 9.3.1 常见故障9.3.2 调试方法习题与思考题 参考文献