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第一章智能仪器的发展概述1

第一节 智能仪器的特点1

一、智能仪器的定义1

二、智能仪器的特点1

第二节 微型计算机对仪器发展的影响2

一、提高了仪器的测量精度3

二、能够自动校准3

三、具有修正误差的能力4

四、能够进行间接测量4

七、允许灵活地改变仪器的功能5

六、能实现复杂的控制功能5

五、具有自检自校正能力5

八、便于通过标准总线组成一个多仪器的复杂控制系统6

九、智能仪器可实现专家系统技术6

第三节 智能仪器的新发展6

一、智能化的自动检测系统6

二、增加人工智能能力的装置7

第二章微型计算机11

第一节 单片微型计算机11

一、单片机简介11

二、MCS-51系列单片机12

一、MCS-51单片机的片脚配置及内部结构13

第二节 MCS-51单片机的硬件结构和指令系统13

二、单片机的存储空间16

三、MCS-51单片机的指令系统20

四、MCS-51单片机的低功耗操作方式26

第三节 MCS-51单片机的初始化设定27

一、并行口输入输出方向的设定27

二、定时器／计数器的设定29

三、串行接口的设定33

四、中断控制的设定37

一、程序存储器的扩展41

第四节 MCS-51单片机的扩展技术41

二、数据存储器的扩展42

三、扩展接口电路设计44

四、中断功能的扩展46

第五节 应用程序设计46

一、智能仪器的典型软件结构46

二、MCS-51系统中的典型程序设计48

第三章输入输出通道58

第一节 概述58

第二节 数字量输入／输出通道59

一、数字量输入／输出通道59

二、数字信号调理电路60

一、信号放大61

第三节 模拟信号调理电路61

二、信号变换64

三、信号滤波65

第四节 D/A转换器及其接口66

一、D/A转换器66

二、D/A转换器与CPU的接口69

第五节 A/D转换器及其接口71

一、A/D转换器71

二、A/D转换器与CPU的接口75

一、采样／保持器78

第六节 采样／保持器和多路切换器78

二、模拟多路切换器79

第七节 模拟量输入／输出通道81

一、模拟量输入／输出通道基本结构81

二、模拟量输入／输出通道举例83

第四章智能仪器输入输出接口技术87

第一节 键盘接口输入87

一、键盘输入的特点87

二、键盘输入的处理88

三、非编码键盘89

四、编码键盘92

一、七段LED显示器94

第二节 发光二极管（LED）显示器94

二、点阵式LED显示器97

第三节 CRT显示器99

一、荧光屏上显示字符的过程99

二、字符和图形显示格式100

第四节 点阵针式打印机接口103

一、点阵针式打印原理103

二、点阵针式打印控制104

三、微型打印机应用实例105

一、键盘显示器与MCS-51接口实例111

第五节 键盘显示器与MCS-51接口举例111

二、Intel8279接口芯片及其与MCS-51的接口实例113

第六节 语音输入／输出117

一、语音输入118

二、语音输出120

三、语音接口举例120

第五章智能仪器的典型功能123

第一节 智能仪器量程的自动选择123

一、量程自动选择的原理123

二、量程自动选择的基本方法124

二、数字通道增益的自动转换129

第二节 增益的自动转换129

一、模拟通道增益的自动转换129

第三节 零点漂移和增益的自校正131

一、智能仪器的自调零132

二、增益的自校正133

第四节 被测信号的检测、监测与报警135

一、叠加平均原理136

二、Boxcar平均器137

三、时域的多点平均138

四、参数上、下限监视与报警140

一、数字信号处理概述142

第五节 测量数据的处理与分析142

二、线性化处理143

三、动态处理147

四、随机信号处理151

第六节 智能仪器的自诊断和容错技术155

一、可靠性的定义与定量表示155

二、容错技术158

三、自检和故障诊断164

第七节 测量过程自动化和实时控制167

一、测量过程自动化167

二、实时控制169

第一节 干扰的产生与耦合171

一、干扰源171

二、干扰窜入的途径171

第六章智能仪器的抗干扰技术171

第二节 抗干扰措施173

一、共模干扰与串模干扰173

二、干扰的抑制174

第三节 硬件电路及软件的抗干扰设计179

一、印刷电路板及电路的抗干扰设计179

二、软件的抗干扰设计181

第二节 转移表法185

一、单转移表法185

第七章监控主程序的设计185

第一节 概述185

二、多转移表法188

第三节 状态变量法190

一、状态与状态矩阵190

二、状态变量法设计步骤191

三、状态变量法监控主程序设计简例195

三、总线的作用198

一、内总线与外总线198

二、并行总线与串行总线198

第一节 概述198

第八章总线标准及实现方法198

第二节 八位微机STD总线199

一、STD总线规范199

二、STD总线中断系统设计204

三、STD总线I/O地址选择设计205

四、STD总线靠挂的微处理器206

第三节 EIA-RS-232C串行接口总线206

一、串行通信的基本概念与技术207

二、总线描述210

三、RS-232C标准接口的系统连接212

四、RS-232C接口实现方法213

五、RS-422A、RS-423A及RS-449接口215

六、20mA电流环路串行接口217

第四节 IEC-625通用接口总线218

一、IEC-625总线产生及其发展218

二、接口功能要素218

三、总线描述219

四、接口信号线功能221

五、数据传送的三线互锁联络222

六、接口基本功能223

八、命令和数据226

七、设备地址与听、讲地址226

九、设备信息的代码与格式228

十、IEC-625总线接口芯片231

十一、用软件实现总线控制231

第九章智能仪器的设计与调试233

第一节 智能仪器设计前的准备233

一、编写设计任务书233

二、微型计算机机型的选择233

第二节 智能仪器的研制步骤235

一、硬件和软件的划分235

三、软件设计236

二、硬件设计236

第三节 软件和硬件的综合调试238

一、概述238

二、在ICE-5100/252上的软件开发及硬件、软件综合调试239

三、在DSG-51上的软件开发和软、硬件综合调试241

第四节 智能仪器的设计实例243

一、概述243

二、颜色识别装置的结构设计244

三、系统的功能设计251

四、系统软件设计254

参考文献257