全書(shū)共分十二章,內容包括:智能儀器的總體設計、信號測取與放大、信號的轉換、數據采集系統、界面設計、測試總線(xiàn)技術(shù)、儀器結構設計、電磁兼容設計和智能儀器可測性設計等,每章均附有一定數量的習題與思考題。
尚振東,男,1968年11月生,副教授,工學(xué)碩士,畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué),研究方向:智能儀器設計、控制理論及系統、個(gè)人服務(wù)機器人技術(shù)及應用、現代測試技術(shù)及應用。主持或參加完成國家和省部級科研項目9項,橫向課題10項。獲河南省科技進(jìn)步二等獎兩項,河南省教育廳科技進(jìn)步二等獎三項,洛陽(yáng)是科技進(jìn)步一等獎一項,在該領(lǐng)域發(fā)表論文30余篇,其中5篇EI收錄,獲得授權專(zhuān)利7項,出版著(zhù)作5部。目前承擔國家863項目一項,其他項目多項。
目錄
第1章緒論
1.1概述
1.1.1儀器儀表
1.1.2從傳統儀器到智能儀器
1.1.3智能儀器的組成和結構
1.1.4智能儀器的主要特點(diǎn)和發(fā)展趨勢
1.2課程的主要內容和學(xué)習方法
思考題與習題
第2章總體設計
2.1概述
2.1.1智能儀器設計過(guò)程
2.1.2總體設計及其內容
2.2設計任務(wù)來(lái)源和分析
2.2.1設計任務(wù)來(lái)源
2.2.2設計任務(wù)分析
2.3功能規劃和指標確定
2.4設計原則與原理
2.4.1阿貝原則及其擴展
2.4.2平均讀數與誤差分離原理
2.4.3比較測量原理
2.4.4補償原理
2.4.5標準量細分原理
2.4.6其他設計原則
2.5布局與結構設計
2.6數據采集系統設計
2.7智能儀器通信設計
2.8人機接口設計
2.9電源及功耗設計
2.9.1智能儀器的電源設計
2.9.2智能儀器低功耗設計
2.10總體設計的驗證和評審
2.10.1總體設計的驗證
2.10.2總體設計的評審
思考題與習題
第3章傳感器與放大器設計
3.1概述
3.2傳感器
3.2.1傳感器組成
3.2.2傳感器分類(lèi)
3.2.3傳感器的選擇
3.2.4傳感器的應用技術(shù)
3.3信號放大器
3.3.1前置放大器
3.3.2信號放大器的常見(jiàn)形式
3.3.3常用放大器器件及應用
思考題與習題
第4章模數轉換電路設計
4.1A/D轉換器
4.2比較型A/D轉換器
4.2.1逐次比較型A/D轉換器的工作原理
4.2.2ADC0809的工作原理及應用
4.2.3AD574A的工作原理及應用
4.3雙積分型A/D轉換器
4.3.1雙積分型A/D轉換器的工作原理
4.3.2雙積分型A/D轉換器的特點(diǎn)
4.3.35G14433的工作原理及應用
4.3.4ICL7135的工作原理及應用
4.4V/F型A/D轉換器
4.4.1V/F型A/D轉換器的特點(diǎn)
4.4.2LM331的工作原理及應用
4.5∑Δ型A/D轉換器
4.5.1工作原理
4.5.2AD7703的工作原理及應用
4.5.3CS5360的工作原理及應用
4.6A/D轉換器的選用
4.7信號輸出與D/A轉換器
4.7.1輸出通道的信號種類(lèi)
4.7.2D/A轉換器的性能指標與選用
4.7.3常用D/A轉換器
思考題與習題
第5章數據采集通道設計
5.1概述
5.1.1數據采集通道基本組成
5.1.2數據采集通道的特性
5.2數據采集通道的結構
5.2.1集中采集式
5.2.2分散采集式
5.2.3應用實(shí)例
5.3數據采集通道的誤差分析
5.3.1采樣誤差
5.3.2模擬電路的誤差
5.3.3A/D轉換器的誤差
5.3.4數據采集通道誤差的計算
5.3.5數據采集通道的誤差分配實(shí)例
思考題與習題
第6章微處理器與可編程器件設計
6.1微處理器
6.2單片機
6.2.1單片機的特點(diǎn)和選擇
6.2.2MCS51系列單片機
6.2.3PIC系列單片機
6.2.468系列單片機
6.2.5MCS296系列單片機
6.2.6MSP430單片機
6.2.7ARM單片機
6.3DSP
6.3.1DSP的主要結構
6.3.2DSP的選擇和應用
6.4多微處理器系統
6.4.1概述
6.4.2多單片機系統的結構
6.5可編程邏輯器件
6.5.1概述
6.5.2CPLD簡(jiǎn)介
6.5.3FPGA簡(jiǎn)介
思考題與習題
第7章軟件設計
7.1概述
7.2軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境與編程語(yǔ)言
7.2.1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境
7.2.2編程語(yǔ)言
7.3結構化程序設計和軟件系統結構分析
7.3.1層次結構
7.3.2功能結構
7.3.3進(jìn)程結構
7.4軟件系統的規劃和設計步驟
7.4.1軟件系統的規劃
7.4.2軟件系統的設計步驟
7.5數據處理算法
7.5.1概述
7.5.2常用數據處理算法
7.6軟件設計實(shí)例
7.6.1系統功能
7.6.2硬件電路
7.6.3軟件系統規劃
7.6.4軟件系統框架
思考題與習題
第8章人機界面設計
8.1人機界面
8.1.1人機界面設計概述
8.1.2可用性設計
8.2人機界面的設計原則
8.3人因工程學(xué)及其應用
8.3.1人因工程學(xué)
8.3.2視覺(jué)
8.3.3聽(tīng)覺(jué)
8.3.4觸覺(jué)
8.3.5多感覺(jué)
8.3.6人體尺寸及肢體的能力
8.3.7人體對環(huán)境的要求
8.4人機界面硬件設計
8.4.1面板構成與布置
8.4.2鍵盤(pán)及其分類(lèi)
8.4.3顯示器
8.4.4顯示設計
8.4.5微型打印機
8.5人機界面的軟件設計
8.5.1概述
8.5.2直接編程法
8.5.3狀態(tài)變量法
8.5.4圖形用戶(hù)界面法
8.6人機界面設計的評價(jià)
思考題與習題
第9章通信總線(xiàn)與接口設計
9.1數據通信
9.1.1數據通信的基本概念
9.1.2接口總線(xiàn)
9.2串行標準總線(xiàn)
9.2.1RS232C串行接口總線(xiàn)標準
9.2.2RS422、RS423、RS485接口總線(xiàn)標準
9.2.3USB接口總線(xiàn)
9.3并行標準總線(xiàn)
9.3.1GPIB并行接口總線(xiàn)
9.3.2VXI總線(xiàn)
9.3.3CompactPCI和PXI總線(xiàn)
9.4現場(chǎng)總線(xiàn)
9.4.1概述
9.4.2現場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù)
9.5智能儀器上網(wǎng)與TCP/IP協(xié)議
9.5.1概述
9.5.2協(xié)議與標準
9.5.3以太網(wǎng)接口模塊
思考題與習題
第10章結構設計
10.1概述
10.2智能儀器結構設計常用材料
10.2.1金屬材料
10.2.2非金屬材料
10.3造型設計
10.4常見(jiàn)機箱機柜類(lèi)型
10.4.1機殼類(lèi)
10.4.2機箱類(lèi)
10.4.3機柜類(lèi)
10.4.4機箱結構方案選擇
10.5智能儀器熱設計
10.5.1智能儀器的熱環(huán)境
10.5.2智能儀器熱控制的目的
10.5.3熱控制的基本要求
10.5.4熱控制的基本原則
10.5.5熱控制的方法
10.6振動(dòng)與沖擊的隔離
10.7電磁兼容性結構設計
10.8結構的其他設計
思考題與習題
第11章電磁兼容設計
11.1電磁兼容
11.2硬件抗干擾技術(shù)
11.2.1屏蔽技術(shù)與傳輸技術(shù)
11.2.2接地技術(shù)
11.2.3隔離技術(shù)
11.2.4布線(xiàn)與配線(xiàn)
11.2.5濾波器
11.2.6滅弧技術(shù)
11.2.7電源干擾的抑制
11.3軟件干擾抑制技術(shù)
11.3.1軟件抗干擾的前提條件
11.3.2數據采集誤差的軟件對策
11.3.3控制狀態(tài)失常的軟件對策
11.3.4程序運行失常的軟件對策
思考題與習題
第12章可測性設計
12.1故障診斷
12.1.1故障模型
12.1.2故障測試
12.1.3模擬電路故障檢測
12.1.4數字電路的故障檢測
12.1.5自檢安排
12.2智能儀器的調試
12.2.1可測性設計
12.2.2智能儀器調試過(guò)程
12.2.3模擬電路的調試
12.2.4數字電路的調試
12.2.5軟件程序的調試
12.2.6開(kāi)發(fā)系統
12.2.7JTAG調試
12.2.8遠程更新軟件
12.3智能儀器的標定
12.3.1概述
12.3.2測控系統的靜態(tài)標定
12.3.3測控系統的動(dòng)態(tài)標定
12.3.4力測量裝置的標定
12.3.5溫度測量裝置的標定
12.4智能儀器設計文件
思考題與習題
參考文獻