《智能仪器原理及设计》

第一章绪论1

1-1智能仪器的发展概况1

1-2智能仪器的特点4

1-3智能仪器的基本结构6

第二章智能仪器中的数据转换及控制11

2-1DAC（数-模转换器）芯片及其与微计算机的接口11

一、一般接口方法11

二、常用DAC芯片与Z80 CPU的接口13

2-2微机控制的波形发生器17

一、简单波形发生器17

二、正弦波发生器21

三、任意波形发生器24

2-3由微计算机控制组成的ADC（模-数转换器）25

一、微机控制的斜坡式ADC25

二、微机控制的逐次逼近式ADC27

三、微机控制的双积分式ADC29

2-4ADC芯片与微计算机的接口35

一、8位ADC的接口35

二、高于8位ADC的接口37

2-5微计算机对ADC的控制方式42

一、查询式43

二、中断式44

三、DMA（直接存储器存取）式45

2-6数据采集系统（DAS）47

一、概述47

二、采样-保持放大器（SHA）的动态特性52

三、数据采集芯片54

四、多点巡回检测系统55

第三章智能仪器常用外设的软件控制61

3-1按键开关的软件控制61

一、开关防颤动措施62

二、单次键入判断62

3-2 旋钮开关的软件控制65

3-3键盘的软件控制66

一、非编码键盘67

二、编码键盘76

3-4LED显示器的软件控制78

一、七段LED显示器78

二、点阵式LED显示器83

3-58279可编程键盘／显示器85

一、8279的工作原理85

二、8279的应用实例91

3-6CRT的软件控制98

一、显示原理99

二、8275可编程CRT控制器101

三、8275与CPU的接口106

3-7微型打印机的软件控制109

一、打印机机芯的原理结构110

二、接口电路111

三、打印机的软件控制112

第四章智能仪器中的数据处理及算法119

4-1常用算术运算程序119

一、二进制算术运算程序119

二、十进制算术运算程序140

4-2仪器中常用函数的算法150

一、台劳公式150

二、三角函数的计算150

三、指数函数ex的计算152

四、自然对数的计算152

五、平方根的计算153

六、智能仪器中常用的几种数值计算155

4-3测量数据的非数值处理156

一、查找156

二、排序161

4-4测量结果的数据处理164

一、随机误差的处理164

二、系统误差的处理169

第五章智能化数字多用表整机分析176

5-1HG1963型自动校准数字多用表总体设计176

一、概述176

二、HG 1963型自动校准数字多用表整机方框图177

三、模拟部分179

四、数字部分181

五、程序流程图184

5-2HG 1963型自动校准数字多用表的A/D转换原理185

一、两次采样A/D转换原理185

二、两次采样A/D转换的误差分析188

三、脉冲宽度调制D/A转换器190

四、Intel 8253可编程计时器构成的脉冲宽度调制D/A转换器191

五、HG 1963型自动校准数字多用表的A/D转换技术194

六、A/D转换子程序流程图197

5-3HG 1963的自动量程转换198

一、自动量程转换的一般要求198

二、HG 1963的自动量程转换子程序199

5-4HG 1963的自动校准技术201

一、传统的校准技术201

二、自动校准技术的基本观点和特点204

三、两次采样A/D转换的数学模型205

四、HG 1963输入单元的数学模型210

五、HG 1963的自动校准技术215

六、自动校准程序流程图218

七、HG 1963的高频“自校准”220

第六章智能仪器的设计224

6-1概述224

一、设计流程224

二、智能仪器设计中的软件与硬件折衷226

三、微机开发系统（MDS）226

6-2标准总线228

一、S-100总线229

二、STD总线232

6-3软件设计241

一、模块化的总体结构242

二、结构化的程序设计243

三、内存分配图245

四、汇编语言与高级语言的连接及应用247

第七章单片计算机的原理及应用251

7-1 概述251

7-2MCS-51系列单片机的内部结构252

一、微处理器单元253

二、存储器255

三、I/O端口255

7-3存储器的结构258

一、存储器的地址空间258

二、寻址方式262

三、存储器的存取262

四、低功耗操作方式265

7-4定时器／计数器266

一、定时器／计数器的内部结构266

二、定时器控制与状态寄存器267

三、定时器的工作方式268

四、定时器／计数器的应用269

7-5串行口272

一、串行口控制寄存器SCON273

二、波特率选择寄存器PCON274

三、串行口的工作方式274

四、串行口的应用275

7-6中断系统277

一、中断请求源278

二、中断控制279

三、中断的响应过程280

四、CPU的单步运行控制281

7-78031单片机与DAC和ADC的接口281

一、8031与8位DAC的接口281

二、8031与8位ADC的接口283

三、8031与5G14433ADC的接口285

7-8单片计算机8031的应用287

一、高精确度双斜型A/D转换电路287

二、8031用于频率测量290

参考文献292