智能仪器基础

第1章 概述

1.1 传统仪器、仪表与智能仪器

1.1.1 传统仪器、仪表

1.1.2 智能仪器

1.2 智能仪器的分类与特点

1.2.1 智能仪器的分类

1.2.2 智能仪器的特点

1.3 智能仪器的发展概况

小结

习题1

第2章 智能仪器中的微机系统

2.1 MCS-51系列单片机

2.1.1 MCS-51系列单片机的结构与特点

2.1.2 MCS-51系列单片机的引脚及功能

2.1.3 CHMOS增强型单片机8XC51FA的主要特点

2.1.4 MCS-51系列单片机的指令系统

2.2 MCS-51单片机系统及应用举例

2.2.1 8051/8751/8951的最小系统

2.2.2 单片机系统的并行扩展

2.2.3 单片机系统的串行扩展

2.2.4 应用举例

2.3 单片机的仿真与应用

2.3.1 8951单片机最小系统的建立

2.3.2 8951单片机最小系统的仿真过程

2.3.3 利用中断实现故障报警的仿真

2.3.4 利用中断实现定时采集数据的仿真

2.4 其他嵌入式单片机简介

2.4.1 MC9S12系列单片机

2.4.2 数字信号处理器

2.4.3 ARM嵌入式系统微处理器

小结

习题2

第3章 信号的输入与处理

3.1 数字信号的输入与处理

3.1.1 开关量的预处理电路

3.1.2 脉冲信号的输入与处理

3.2 模拟信号的输入与处理

3.2.1 模拟信号的检测

3.2.2 信号滤波及检测

3.2.3 多路模拟开关

3.3 信号的放大

3.3.1 微弱信号的放大电路

3.3.2 集成放大器

3.4 模/数转换器

3.4.1 模/数转换器的性能指标

3.4.2 模/数转换器与CPU的接口技术

3.4.3 模/数转换器与CPU接口应用举例

3.4.4 采样/保持

3.5 数据采集系统

3.6 输入接口电路仿真举例

3.6.1 数字温度传感器与单片机的接口仿真

3.6.2 A/D转换芯片ADC0809的接口电路

3.6.3 A/D转换芯片ADC0832的接口电路

小结

习题3

第4章 信号的输出与处理

4.1 数字信号的输出与处理

4.1.1 开关量的驱动接口

4.1.2 继电器简介

4.2 脉冲宽度调制技术

4.3 数/模转换器

4.3.1 数/模转换器的工作原理与性能指标

4.3.2 数/模转换器的接口技术

4.4 DAC0832与单片机的接口

4.4.1 DAC0832的结构及引脚功能

4.4.2 DAC0832单缓冲方式及其与8051的接口

4.4.3 DAC0832双缓冲方式及其与8051的接口

4.5 DAC708系列接口电路

4.6 输出接口电路仿真举例

4.6.1 发光二极管输出仿真

4.6.2 电磁继电器输出仿真

4.6.3 DAC0832与单片机的接口仿真

小结

习题4

第5章 智能仪器的人机界面

5.1 键盘

5.1.1 识键

5.1.2 译键、键义分析

5.2 LED显示器

5.2.1 七段LED数码显示器

5.2.2 点阵LED显示器

5.3 LCD显示器

5.3.1 LCD工作原理简述

5.3.2 LCD应用举例

5.4 其他外设

5.4.1 微型打印机

5.4.2 语音提示

5.4.3 触摸屏

5.5 人机界面仿真举例

5.5.1 矩阵键盘与单片机的直接连接

5.5.2 LED数码管动态显示电路

5.5.3 LCD显示的实时电子钟仿真

小结

习题5

第6章 智能测控技术

6.1 测量误差简述

6.1.1 误差分类

6.1.2 误差的性质和原因

6.2 系统误差的自动校正

6.2.1 自校零技术

6.2.2 变化系统误差的校正

6.3 随机误差的自动校正

6.4 粗大误差的自动校正

6.5 标度变换

6.6 非线性校正

6.7 量程自动转换

6.8 PID控制

6.9 多传感器信息融合技术简介

6.10 数据处理仿真举例

6.10.1 标度变换仿真举例

6.10.2 带自校零技术的模/数转换

小结

习题6

第7章 智能仪器中的通信技术

7.1 串行通信接口

7.1.1 RS-232标准及应用

7.1.2 RS-422/RS-485标准

7.1.3 USB通用串行总线

7.2 并行通信标准IEEE-488

7.3 现场总线技术简介

7.3.1 集散控制系统

7.3.2 现场总线控制系统

7.3.3 常用现场总线

7.3.4 现场总线智能仪器

7.4 单片机通信仿真举例

7.4.1 单片机点对点传送数据

7.4.2 单片机双向通信仿真

小结

习题7

第8章 智能仪器的设计与实例

8.1 智能仪器的设计

8.1.1 智能仪器的设计步骤

8.1.2 硬件设计与调试

8.1.3 软件设计及调试

8.2 智能仪器的自诊断

8.2.1 智能仪器自诊断方式

8.2.2 智能仪器的自诊断项目

8.3 实例1 智能化真有效值数字电压表

8.3.1 系统硬件的构成

8.3.2 系统监控程序

8.3.3 扩展讨论

8.4 实例2 智能电子计数器

8.4.1 硬件构成

8.4.2 软件构成

8.5 实例3 多路电压测控电路仿真

8.5.1 多路电压测控电路的硬件设计

8.5.2 多路电压测控电路的软件设计

8.5.3 多路电压测控电路程序

8.5.4 扩展讨论

小结

习题8

附录A MCS-51系列单片机指令表

附录B 部分习题参考答案

习题1

习题2

习题3

习题4

习题5

习题6

习题7

习题8

参考文献

《工业和信息产业职业教育教学指导委员会“十二五”规划教材 全国高等职业教育工业生产自动化技术系列规划教材：智能仪器基础（第2版）》按照智能仪器的构成进行介绍，内容包括智能仪器中的微机系统，信号的输入与处理，信号的输出与处理，智能仪器的人机界面，智能测控技术，智能仪器中的通信技术以及智能仪器的设计与实例。教材设计了填空题、选择题和简答题，帮助学生复习和掌握主要的内容，并给出了大部分参考答案供广大师生参考。

《工业和信息产业职业教育教学指导委员会“十二五”规划教材：智能仪器基础（第2版）》可作为高职高专院校、成人学校及本科院校开办的二级职业技术学院自动化、仪器仪表、应用电子技术、机电一体化和计算机控制技术等相关专业的教材，也可供在企业生产一线从事技术、管理和运行等工作的相关技术人员参考使用。