智能儀器原理與設計

定　價：￥22.00

作　者：	周航慈等編
出版社：	北京航空航天大學出版社
叢編項：	高等學校通用教材
標　簽：	自動化裝置與設備

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ISBN：	9787810776493	出版時間：	2005-03-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	250	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書是工科院校電子類專業(yè)本科生的教材，是作者總結多年教學經(jīng)驗并參考國內(nèi)同類書籍編寫而成的。介紹了智能儀器的基本工作原理和各部分的設計方法，內(nèi)容有模擬信號輸入/輸出通道、開關信號輸入/輸出通道、通信部件、時鐘系統(tǒng)、人機界面、常用處理功能和可靠性設計等，并就基于電壓測量、時間測量和波形測量的3類智能儀器作了專門介紹。為突出智能儀器的特點，本書加重了軟件設計的分量，減少了與其它課程相同的硬件設計內(nèi)容。為配合教學，每章均附有一定數(shù)量的習題。本書內(nèi)容同樣適用于普通電子產(chǎn)品的設計，也可作為電子技術人員從事單片機應用系統(tǒng)研制開發(fā)的參考書。前言大學工科院校電子類專業(yè)的學生畢業(yè)后大多從事電子產(chǎn)品開發(fā)設計工作，為此，在本科教育階段開設一門“智能電子產(chǎn)品設計”課程非常必要。由于智能儀器是各種智能化電子產(chǎn)品的典型代表，其硬件結構和軟件系統(tǒng)可作為一般智能化電子產(chǎn)品的模型，故以“智能儀器原理與設計”課程作為電子類專業(yè)的“智能電子產(chǎn)品設計”課程是比較合適的。通過本課程的學習，能使學生基本掌握電子產(chǎn)品的設計方法。過去，人們認為“計算機專業(yè)是學軟件的，電子專業(yè)是學硬件的”。隨著電子產(chǎn)品的硬件集成度越來越高，軟件開發(fā)在產(chǎn)品開發(fā)中所占比重也越來越大，“電子專業(yè)是學硬件的”這種觀點顯然已經(jīng)過時。作為電子專業(yè)的學生，既要掌握硬件設計知識，也要具備軟件設計能力，只有那些硬件功底扎實，軟件設計能力很強的學生將來才能在這個領域有所作為。為了適應這種需要，軟件設計能力的培養(yǎng)在本教材中得到了加強，與其它課程內(nèi)容相同的硬件設計內(nèi)容，在篇幅上作了相應壓縮。與國內(nèi)已經(jīng)出版的同類書籍和教材相比，本書除了加重軟件設計的分量外，硬件設計中大量采用串行器件也是一個特色。隨著集成度的提高，很多情況下只要選擇一種合適的、內(nèi)嵌了所需功能部件的新型單片機就可滿足要求，無須外接其它功能芯片。即使需要外接功能部件，也采用串行接口芯片。只有在信息量非常大、速度要求非常高的場合才采用并行總線。本書第1章是“緒論”，介紹了智能儀器的一些基本知識。第2章是“微處理器的選擇”，介紹了幾種當前流行的單片機，使學生從“單片機原理”課程中學到的8051中跳出來，達到開闊視野的目的。第3章是“軟件系統(tǒng)設計概述”，使學生對一個完整的系統(tǒng)軟件有所了解。第4章和第5章介紹了開關量信號和模擬信號的輸入/輸出通道。第6章是“總線與通信系統(tǒng)”，介紹了幾種主要的通信協(xié)議。第7章是“時鐘系統(tǒng)”，它是系統(tǒng)運行的基礎。第8章是“人機接口”，介紹了顯示、打印和鍵盤的接口設計。第9章是“常用處理功能”，介紹了有關數(shù)據(jù)處理、誤差處理、標度變換和自動測量的基本知識。第10章是“可靠性設計”，介紹了抗干擾設計和容錯設計的基本知識。第11～13章分別介紹了基于電壓測量、時間測量和波形測量的智能儀器的基本知識和產(chǎn)品實例。第14章是“虛擬儀器簡介”，使學生對虛擬儀器有一個初步了解。

作者簡介

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圖書目錄

第1章緒論11.1 電子儀器的發(fā)展歷史11.2 智能儀器的特點11.3 智能儀器的結構21.3.1 硬件系統(tǒng)組成31.3.2 軟件系統(tǒng)組成41.4 智能儀器的基本設計思想41.5 智能儀器的研制過程41.5.1 確定設計任務與擬定設計方案51.5.2 硬件和軟件設計及儀器儀表結構設計61.5.3 儀器統(tǒng)調(diào)與性能測試8習題9第2章微處理器的選擇102.1 基于8051內(nèi)核的單片機112.1.1 基本型單片機112.1.2 精簡型單片機122.1.3 精簡增強型單片機132.1.4 高檔型單片機152.2 基于ARM內(nèi)核的單片機162.2.1 AT91系列ARM芯片162.2.2 LPC2100/LPC2200系列ARM芯片172.2.3 EP系列ARM芯片182.3 其它類型的微處理器182.3.1 Atmel公司的AVR系列單片機182.3.2 TI公司的MSP430系列單片機192.3.3 Motorola公司的68系列單片機202.3.4 Microchip公司的PIC系列單片機212.4 DSP數(shù)字處理器242.4.1 DSP技術概念及其發(fā)展242.4.2 DSP處理器的主要結構特點242.4.3 DSP處理器的選擇252.4.4 DSP技術的應用26習題27第3章軟件系統(tǒng)設計概述283.1 軟件開發(fā)環(huán)境與編程語言283.1.1 開發(fā)環(huán)境的選擇283.1.2 編程語言的選擇293.2 軟件系統(tǒng)的結構分析293.2.1 層次結構293.2.2 功能結構303.3 軟件系統(tǒng)的規(guī)劃313.4 軟件系統(tǒng)的設計步驟323.4.1 設計和調(diào)試硬件接口模塊323.4.2 建立軟件系統(tǒng)的框架333.4.3 設計和調(diào)試各功能模塊343.4.4 整機測試343.5 實例分析353.5.1 系統(tǒng)功能概述353.5.2 硬件系統(tǒng)概述353.5.3 軟件系統(tǒng)的規(guī)劃363.5.4 軟件系統(tǒng)的框架37習題39第4章開關量信號的輸入/輸出404.1 開關量信號的輸入404.1.1 開關量信號輸入通道結構404.1.2 開關量輸入接口414.2 開關量信號的輸出454.2.1 輸出驅(qū)動接口的隔離464.2.2 小功率直流負載驅(qū)動接口電路464.2.3 中功率直流負載驅(qū)動接口電路474.2.4 固體繼電器輸出接口電路47習題48第5章模擬信號的輸入/輸出495.1 模擬信號的輸入495.1.1 A/D轉(zhuǎn)換器件的選擇495.1.2 模擬輸入通道的設計505.1.3 其它A/D轉(zhuǎn)換模式介紹565.2 模擬信號的輸出595.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器件的選擇605.2.2 模擬輸出通道的設計605.2.3 PWM型D/A轉(zhuǎn)換器64習題67第6章總線與通信系統(tǒng)686.1 通用接口總線GPIB686.1.1 GPIB標準接口概述686.1.2 GPIB接口芯片716.2 串行通信標準RS232與RS485726.2.1 RS232標準及接口芯片726.2.2 RS485標準及接口芯片736.2.3 串行通信程序設計746.3 其它總線與通信技術簡介796.3.1 通用串行總線USB796.3.2 現(xiàn)場總線CAN816.3.3 工業(yè)以太網(wǎng)826.3.4 藍牙技術836.3.5 電力載波通信83習題85第7章時鐘系統(tǒng)877.1 硬件時鐘877.1.1 概述877.1.2 時鐘數(shù)據(jù)的寫入897.1.3 時鐘數(shù)據(jù)的讀取917.2 軟件時鐘937.2.1 概述937.2.2 軟件時鐘的運行937.3 時鐘的使用967.3.1 定時任務的管理967.3.2 時間間隔的測量977.3.3 時間長度的控制98習題99第8章人機接口1008.1 顯示部件1008.1.1 發(fā)光二極管1008.1.2 數(shù)碼管1018.1.3 液晶顯示屏1058.2 微型打印機1148.2.1 GP16微型打印機的接口電路1148.2.2 GP16微型打印機的使用1158.3 鍵盤1198.3.1 鍵盤的類型及接口電路1198.3.2 鍵盤信號的可靠采集1238.4 監(jiān)控程序設計1278.4.1 監(jiān)控程序的基本概念1278.4.2 系統(tǒng)狀態(tài)分析1298.4.3 基于順序編碼的監(jiān)控程序設計1358.4.4 基于特征編碼的監(jiān)控程序設計1378.4.5 基于菜單操作的監(jiān)控程序設計142習題146第9章常用處理功能1479.1 數(shù)據(jù)處理1479.1.1 數(shù)據(jù)類型的選擇1479.1.2 定點運算子程序庫的使用1489.1.3 浮點運算子程序庫的使用1499.2 誤差處理1519.2.1 隨機誤差的處理1519.2.2 系統(tǒng)誤差的處理1519.2.3 粗大誤差的處理1529.3 標度變換1549.3.1 線性標度變換1549.3.2 非線性標度變換1559.4 常用自動測量功能1589.4.1 自動量程轉(zhuǎn)換1589.4.2 自動校正1619.4.3 自動補償164習題166第10章可靠性設計16710.1 抗干擾設計16710.1.1 硬件抗干擾設計16810.1.2 軟件抗干擾設計16910.2 容錯設計17410.2.1 硬件容錯設計17510.2.2 軟件容錯設計178習題188第11章基于電壓測量的智能儀器18911.1 智能數(shù)字電壓表18911.1.1 智能數(shù)字電壓表的結構18911.1.2 智能數(shù)字電壓表主要技術指標19011.1.3 智能數(shù)字電壓表的功能特點19111.1.4 智能數(shù)字電壓表的輸入電路19311.1.5 智能數(shù)字電壓表的應用19411.2 智能數(shù)字萬用表19811.2.1 概述19811.2.2 交流電壓的測量19811.2.3 電流的測量20011.2.4 電阻的測量20011.2.5 智能數(shù)字萬用表的設計20111.3 智能數(shù)字RLC測量儀20611.3.1 概述20611.3.2 RLC測量電路設計與分析208習題211第12章基于時間測量的智能儀器21212.1 智能電子計數(shù)器基本原理21212.1.1 概述21212.1.2 通用電子計數(shù)器組成原理21312.2 電子計數(shù)器分析設計21712.2.1 數(shù)字頻率計的設計21712.2.2 智能頻率計電路分析22012.3 智能相位測量儀22312.3.1 原理分析22312.3.2 電路工作原理與設計224習題227第13章基于波形測量的智能儀器22813.1 智能數(shù)字示波器基本原理22813.1.1 概述22813.1.2 智能數(shù)字示波器工作原理22913.1.3 智能數(shù)字示波器測量技術23013.2 智能數(shù)字示波器的通信接口23513.3 智能數(shù)字示波器的特點23613.4 智能數(shù)字示波器的使用238習題241第14章虛擬儀器簡介24214.1 概述24214.1.1 虛擬儀器的基本概念24214.1.2 虛擬儀器的特點24314.1.3 虛擬儀器的發(fā)展24314.2 虛擬儀器的組成結構24414.2.1 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)24414.2.2 虛擬儀器的軟件系統(tǒng)24514.3 虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺24614.3.1 LabVIEW簡介24614.3.2 LabVIEW軟件包內(nèi)容簡介24714.3.3 虛擬儀器典型單元模塊248習題250參考文獻251