智能仪器工程设计PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

智能仪器工程设计PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 仪器仪表及智能仪器概述1

1.1.1 仪器仪表概述1

1.1.2 从传统仪器到智能仪器3

1.1.3 智能仪器的组成3

1.1.4 智能仪器的主要特点和发展趋势5

1.2 本课程的主要内容和学习方法7

习题8

第2章 智能仪器总体设计9

2.1 智能仪器总体设计概述9

2.1.1 智能仪器设计过程的划分9

2.1.2 总体设计及其内容10

2.2 设计任务的来源和分析11

2.2.1 设计任务的来源11

2.2.2 设计任务分析12

2.3 功能规划和指标确定14

2.4 设计原则与原理18

2.4.1 阿贝原则及其扩展19

2.4.2 平均读数与误差分离原理21

2.4.3 比较测量原理22

2.4.4 补偿原理24

2.4.5 标准量及其细分原理26

2.4.6 其它设计原则27

2.5 布局与结构设计29

2.6 数据采集系统设计30

2.7 智能仪器通信设计30

2.8 人机接口设计31

2.9 电源及功耗设计32

2.9.1 智能仪器的电源设计32

2.9.2 智能仪器低功耗设计33

2.10 总体设计的验证和评审33

2.10.1 总体设计的验证33

2.10.2 总体设计的评审34

习题34

第3章 信号测取和放大35

3.1 信号调理概述35

3.2 传感器35

3.2.1 传感器的类型35

3.2.2 传感器的选择38

3.3 信号放大器40

3.3.1 前置放大器40

3.3.2 信号放大器常见的形式41

3.3.3 常用的放大器及其应用44

习题53

第4章 信号转换技术54

4.1 A/D转换器的技术指标54

4.2 比较型A/D转换器56

4.2.1 ADC0809的工作原理及应用56

4.2.2 AD574A的工作原理及应用57

4.3 双积分型A/D转换器61

4.3.1 双积分型A/D转换器的特点61

4.3.2 5G14433的工作原理及应用61

4.3.3 ICL7135的工作原理及应用64

4.4 U/F型A/D转换器66

4.4.1 U/F型A/D转换器的特点66

4.4.2 LM331的工作原理及应用66

4.5 ∑-△型A/D转换器68

4.5.1 ∑-△型A/D转换器的工作原理68

4.5.2 AD7703的工作原理及应用68

4.5.3 CS5360的工作原理及应用73

4.6 A/D转换器的选用77

4.7 信号输出与D/A转换器79

4.7.1 输出通道的信号种类79

4.7.2 D/A转换器的性能指标与选择要点80

4.7.3 常用的D/A转换器81

习题86

第5章 数据采集系统设计87

5.1 数据采集系统的组成87

5.2 数据采集系统的结构87

5.2.1 集中采集式88

5.2.2 分散采集式88

5.3 数据采集系统的误差分析90

5.3.1 采样误差90

5.3.2 模拟电路的误差91

5.3.3 A/D转换器的误差92

5.3.4 数据采集系统误差的计算93

5.3.5 数据采集系统的误差分配实例93

习题97

第6章 可编程器件98

6.1 微处理器98

6.2 单片机100

6.2.1 单片机的特点和选择100

6.2.2 MCS-51系列单片机101

6.2.3 PIC系列单片机104

6.2.4 68系列单片机105

6.2.5 MCS-296系列单片机106

6.2.6 MSP-430系列单片机107

6.2.7 ARM单片机109

6.3 DSP的结构及应用112

6.3.1 DSP的主要结构113

6.3.2 DSP的选择和应用113

6.4 多微处理器系统115

6.4.1 多微处理器系统概述115

6.4.2 多单片机系统的结构115

6.5 可编程逻辑器件120

6.5.1 可编程逻辑器件概述120

6.5.2 CPLD简介122

6.5.3 FPGA简介125

习题127

第7章 智能仪器的软件设计128

7.1 软件设计概述128

7.2 软件开发环境与编程语言128

7.2.1 软件开发环境128

7.2.2 编程语言129

7.3 结构化程序设计和软件系统结构分析130

7.3.1 层次结构130

7.3.2 功能结构130

7.3.3 进程结构131

7.4 软件系统的规划和设计步骤132

7.4.1 软件系统的规划132

7.4.2 软件系统的设计步骤135

7.5 数据处理算法137

7.5.1 数据处理算法概述137

7.5.2 常用的数据处理算法138

7.6 软件设计实例145

7.6.1 系统功能145

7.6.2 硬件电路145

7.6.3 软件系统规划146

7.6.4 软件系统框架147

习题148

第8章 人机界面设计149

8.1 人机界面149

8.1.1 人机界面设计概述149

8.1.2 可用性设计149

8.2 人机界面的设计原则150

8.3 人因工程学及其应用153

8.3.1 人因工程学153

8.3.2 视觉154

8.3.3 听觉155

8.3.4 触觉156

8.3.5 多感觉156

8.3.6 人体尺寸及肢体的能力157

8.3.7 人体对环境的要求157

8.4 人机界面硬件设计158

8.4.1 面板的构成与布置158

8.4.2 键盘及其分类159

8.4.3 显示器160

8.4.4 显示设计161

8.4.5 微型打印机164

8.5 人机界面的软件设计166

8.5.1 人机界面软件设计概述166

8.5.2 直接编程法166

8.5.3 状态变量法171

8.5.4 图形用户界面法178

8.6 人机界面设计的评价181

习题181

第9章 智能仪器中的总线技术182

9.1 数据通信182

9.1.1 数据通信的基本概念182

9.1.2 接口总线183

9.2 串行标准总线185

9.2.1 RS-232C串行接口标准总线185

9.2.2 RS-422、RS-423、RS-485接口标准总线187

9.2.3 USB接口总线189

9.3 并行标准总线192

9.3.1 GPIB并行接口总线192

9.3.2 VXI总线196

9.3.3 CompactPCI和PXI总线204

9.4 现场总线210

9.4.1 现场总线概述210

9.4.2 现场总线通信技术211

9.5 智能仪器上网与TCP/IP协议212

9.5.1 TCP/IP协议概述212

9.5.2 协议与标准212

9.5.3 以太网接口模块214

习题215

第10章 智能仪器结构设计216

10.1 智能仪器结构设计概述216

10.2 智能仪器结构设计常用材料218

10.2.1 金属材料218

10.2.2 非金属材料218

10.3 造型设计219

10.4 常见机箱类型及机箱结构方案选择220

10.4.1 常见机箱类型220

10.4.2 机箱结构方案选择223

10.5 智能仪器热设计227

10.5.1 智能仪器的热环境227

10.5.2 智能仪器热控制的目的227

10.5.3 热控制的基本要求228

10.5.4 热控制系统设计的基本原则228

10.5.5 热控制的方法229

10.6 振动与冲击的隔离233

10.7 电磁兼容性结构设计233

10.8 结构的其它设计234

习题236

第11章 电磁兼容技术237

11.1 电磁兼容技术概述237

11.2 硬件抗干扰技术242

11.2.1 屏蔽技术与传输技术242

11.2.2 接地技术247

11.2.3 隔离技术249

11.2.4 布线与配线250

11.2.5 滤波器253

11.2.6 灭弧技术254

11.2.7 电源干扰的抑制255

11.3 软件干扰抑制技术258

11.3.1 软件抗干扰的前提条件258

11.3.2 数据采集误差的软件对策258

11.3.3 控制状态失常的软件对策259

11.3.4 程序运行失常的软件对策260

习题260

第12章 智能仪器可测性设计261

12.1 故障诊断261

12.1.1 故障模型261

12.1.2 故障测试261

12.1.3 模拟电路故障检测262

12.1.4 数字电路故障检测265

12.1.5 自检安排270

12.2 智能仪器的调试271

12.2.1 可测性设计271

12.2.2 智能仪器调试过程271

12.2.3 模拟电路的调试273

12.2.4 数字电路的调试273

12.2.5 软件程序的调试274

12.2.6 开发系统275

12.2.7 JTAG调试277

12.2.8 远程更新软件279

12.3 智能仪器的标定280

12.3.1 智能仪器标定概述280

12.3.2 测控系统的静态标定280

12.3.3 测控系统的动态标定281

12.3.4 力测量装置的标定281

12.3.5 温度测量装置的标定281

12.4 智能仪器设计文件282

习题282

参考文献284