智能仪器原理及设计

第1章绪论

1.1智能仪器的诞生

1.2智能仪器的结构及特点

1.2.1智能仪器的结构

1.2.2智能仪器的特点

1.3智能仪器的发展

1.3.1独立式智能仪器及GP-IB自动测试系统

1.3.2个人仪器系统

1.3.3 VXI总线仪器系统

1.3.4虚拟仪器

1.3.5网络化仪器

思考题与习题

第2章智能仪器的主机电路

2.1单片机概述

2.1.1单片机的总线结构

2.1.2指令系统及CPU架构

2.1.3几类应用广泛的单片机

2.2基于80C51内核的单片机

2.3基于ARM内核的单片机

2.3.1 ARM简介

2.3.2 ARM内核的单片机

2.4 DSP型单片机

2.5带有不同专用接口的单片机

2.5.1具有USB接口的单片机

2.5.2具有以太网接口的单片机

2.5.3具有CAN接口的单片机

10.3.2LabVIEw的数学分析与信号处理

10.3.3虚拟仪器设计实例

10.4网络化仪器

10.4.1网络化仪器的诞生

10.4.2网络化仪器的体系结构

10.4.3网络化仪器的两种组建模式

10.4.4网络化虚拟仪器的开发实例

思考题与习题

参考文献

2.6 80C51单片机构成的主机电路

2.6.1主机电路概述

2.6.2 80C51系列单片机构成的主机电路

思考题与习题

第3章智能仪器的信号输入输出通道

3.1测量放大器

3.1.1测量放大器原理

3.1.2测量放大器的使用

3.1.3集成测量放大器

3.2程控增益放大器

3.2.1基本程控增益放大器

3.2.2应用测量放大器实现的程控增益放大器

3.2.3集成程控增益放大器

3.3模拟量输入通道

3.3.1模拟量输入通道的结构

3.3.2 A／D转换器的性能指标

3.3.3逐次比较型ADC与微机的接口

3.3.4积分式ADC与微机的接口

3.3.5∑-△型ADC及其与微机的接口

3.3.6模拟量输入通道的其他器件

3.3.7模拟量输入通道设计

3.4模拟量输出通道

3.4.1模拟量输出通道的结构

3.4.2 D／A转换器的特性

3.4.3 D／A转换器与微机的接口

3.4.4数字波形合成技术

3.5数据采集系统

3.5.1数据采集系统集成电路

3.5.2高速数据缓存技术

3.6开关量输入通道

3.6.1开关量输入通道的结构

3.6.2开关量输入信号的调理

3.7开关量输出通道

3.7.1开关量输出通道的基本组成

3.7.2开关量输出驱动电路

思考题与习题

第4章智能仪器人一机接口技术

4.1键盘接口技术

4.1.1键抖动、键连击及串键的处理

4.1.2键盘的结构及控制方式

4.1.3非编码式键盘接口

4.1.4编码式键盘接口

4.2LED显示器接口技术

4.2.1七段LED显示器及接口

4.2.2点阵式LED显示器及接口

4.3可编程键盘／显示器接口电路

4.3.1可编程键盘／显示器接口电路8279

4.3.2串行接口LED驱动器MAX7219

4.4LCD显示器接口技术

4.4.1液晶显示器的原理及驱动方式

4.4.2段式LCD显示器接口

4.4.3点阵式LCD显示器接口

4.5微型打印机接口技术

4.5.1TPP-40B的性能及接口信号

4.5.2TPP-40B字符代码及打印命令代码

4.5.3TPP-40B接口方法及管理程序

4.6触摸屏技术

4.6.1触摸屏的结构及特点

4.6.2触摸屏控制器ADs7843及其与微机的接口

思考题与习题

第5章智能仪器的标准数据通信接口

5.1GP IB通用并行接口总线

5.1.1GP-IB接口总线概述

5.1.2总线结构

5.1.3三线联络过程

5.1.4基本接口功能

5.1.5接口消息及其编码

5.2GP-IB接口设计

5.2.1可编程GP-IB接口芯片TMS-9914A

5.2.2应用TMS-9914A进行接口设计

5.3 PXI总线技术

5.3.1 PXI总线概述

5.3.2 PXI总线系统的规范

7.2.2利用校准数据表校正系统误差

7.2.3利用校正函数校正系统误差

7.2.4利用代数插值法校正系统误差

7.2.5利用最小二乘法校正系统误差

7.3量程自动转换技术

7.3.1量程自动转换原理

7.3.2量程上、下限的确定

7.3.3量程自动转换性能的提高

7.4测量数据的标度变换

7.4.1线性标度变换

7.4.2非线性标度变换

7.5故障自检技术

7.5.1故障自检方式

7.5.2自检项目

7.5.3自检软件

思考题与习题

第8章智能仪器的设计

8.1智能仪器的设计原则

8.1.1智能仪器设计的基本要求

8.1.2智能仪器的设计原则

8.2智能仪器的研制步骤

8.2.1确定设计任务、拟定设计方案

8.2.2硬件和软件的设计

8.2.3系统调试和性能测试

8.3智能仪器的软件设计

8.3.1智能仪器的软件设计方法

8.3.2智能仪器的软件结构

8.3.3监控主程序

8.3.4键盘管理程序

8.4智能仪器的调试

8.4.1调试过程

8.4.2硬件静态调试

8.4.3软件调试

8.4.4动态在线调试

8.5智能仪器设计实例

8.5.1检测系统总体设计

8.5.2硬件电路设计

8.5.3软件设计

思考题与习题

第9章基于电压和频率测量的智能仪器

9.1智能数字电压表的结构及实例

9.1.1智能数字电压表的结构及技术指标

9.1.2智能数字电压表实例

9.2智能数字多用表原理

9.2.1智能数字多用表的结构

9.2.2交流／直流转换器

9.2.3欧姆转换器及电流转换器

9.3智能数字多用表设计

9.3.1智能数字多用表组成结构

9.3.2电压、电流、电阻量程转换电路

9.3.3软件流程

9.4智能RLC测量仪原理及实例

9.4.1自由轴法测量原理

9.4.2正弦信号源与相敏检波器

9.4.3智能RLC测量仪实例

9.5通用电子计数器测量原理及组成

9.5.1通用电子计数器测量原理

9.5.2通用电子计数器的基本组成

9.6提高频率测量精度的方法

9.6.1多周期同步测量技术

9.6.2内插扩展技术

9.7智能电子计数器的设计

9.7.1 ICM7226芯片介绍

9.7.2应用ICM7226设计智能频率计

思考题与习题

第10章虚拟仪器及网络化仪器

10.1虚拟仪器概述

10.1.1虚拟仪器的基本概念

10.1.2虚拟仪器的发展过程

10.1.3虚拟仪器的特点

10.2虚拟仪器的组成

10.2.1虚拟仪器的硬件

10.2.2虚拟仪器的软件

10.3应用LabVIEW进行虚拟仪表设计

10.3.1LabVIEW基本概念

本书系统地阐述了智能仪器的体系结构、原理及设计方法。全书共分10章。第1章为绪论，介绍智能仪器的结构、特点及发展状况；第2章介绍智能仪器主机电路；第3章介绍信号输入输出通道的结构、特性及设计；第4章介绍智能仪器人一机接口技术；第5章介绍智能仪器的标准数据通信接口；第6章介绍智能仪器抗干扰技术；第7章介绍智能仪器数据处理及自动化技术；第8章介绍智能仪器设计方法；第9章介绍基于电压及频率测量的智能仪器；第10章介绍虚拟仪器及网络化仪器的结构及设计实例。
本书在着重基本原理和方法的基础上，突出智能仪器的新方法、新技术、新器件。增加了ARM内核、DSP型单片机。∑-△型ADC、触摸屏、高速数据缓存、通信总线(如PXI、CAN、USB、以太网、蓝牙)、虚拟仪器及网络化仪器等内容。本书加大了应用篇幅，各章节侧重智能仪器功能部件的具体设计方法与技巧，给出了相关设计实例。
本书可作为高等院校电子类、仪器仪表类、控制类等专业的教材或教学参考书，也可供广大从事智能仪器、仪表开发设计的工程技术人员参考。

以智能仪器的体系结构为主线，突出智能仪器的新技术、新方法和新器件。
讨论了ARM内核、DSP型单片机、∑-△型ADC、触摸屏、高速数据缓存、新型总线（PXI、CAN、USB、以太网、蓝牙）、虚拟仪器及网络化仪器等内容。
注重理论与实际的结合，以基本理论为指导，侧重介绍智能仪器设计、开发的实际方法与技巧，相关章节均给出设计实例，许多实例以作者的教学和科研实践为背景，具有工程参考价值。
内容系统、新颖、翔实，各章节内容相对独立、完整，可根据专业、领域的不同进行组合学习。