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第一章概述1

§1.1 引言1

§1.2 智能系统的结构特征2

§1.3 智能系统的基本功能及发展趋势10

一、基本功能10

二、发展趋势10

三、个人（专家）系统12

§1.4 智能系统的设计开发过程17

二、GP-IB的结构特点18

习题21

第二章智能系统的信号获取方法22

§2.1 获取信号敏感器件的物理特性22

一、直线位移信号获取方法27

（一）差动变压器式27

§2.2 位移信号获取方法27

（二）差动电容器式28

（三）霍尔效应式29

（四）超声波式30

（五）感应同步器式30

二、角位移信号获取方法31

（一）自整角机式31

（一）电磁式32

（二）光电式32

（二）光学编码式32

一、线速度信号获取方法32

§2.3 速度和加速度信号获取方法32

（三）多普勒效应式33

二、转速信号获取方法33

（一）测速发电机式33

（二）电磁式33

（三）光电式34

（二）电阻应变片式34

三、加速度信号获取方法34

（一）压电式34

三、压电晶体器式35

§2.4 压力信号获取方法35

二、半导体应变片式35

一、金属电阻应变片式35

§2.5 流量信号获取方法36

一、涡轮式36

二、电磁式36

三、半导体式37

一、热电阻式37

§2.6 温度信号获取方法37

二、热电偶式38

三、PN结式38

四、红外线式39

§2.7 光敏信号获取方法39

一、光敏电阻式39

二、光电二极管式40

三、光电三极管式40

四、光电倍增管式41

五、光电池式41

六、光电耦合式42

七、光纤式43

§2.8 CCD图像信号获取方法44

一、CCD线性图像变换式45

二、CCD面积图像变换式46

三、通用型CCD图像变换式48

四、CCD应用举例49

（一）CCD图像扫描49

（二）CCD工件尺寸检测50

（三）CCD物体缺陷检查51

（四）CCD安全监测51

§2.9 气敏信号获取方法53

一、二氧化锡（SnO2）类54

三、三氧化二铁（Fe2O3）55

二、氧化锌（ZnO）类55

习题57

第三章智能系统的键盘58

§3.1 键盘输入的特点及键盘输入的处理58

一、键盘输入的特点58

二、键盘输入的处理59

§3.2 键盘的组织60

一、独立联接式无编码键盘60

二、独立联接式编码键盘61

三、矩阵联接式无编码键盘62

四、矩阵联接式编码键盘67

五、CRT屏幕键盘68

§3.3 键合跳动和叠键的防止70

§3.4 键语分析72

一、键语73

二、键语状态图74

三、键语状态表76

四、键语分析程序79

五、其它键语分析方法80

习题82

一、显示的主要方式83

二、发光二级管显示83

§4.1 智能系统的显示83

第四章智能系统的显示和语音合成83

三、七段显示器84

四、七段显示器的驱动方式86

五、点阵字符显示器90

六、矢量式CRT显示93

七、点阵式CRT显示93

§4.2 集成6845型CRT控制器的功能特点及应用96

一、集成6845型CRT的功能特点96

二、集成6845型CRTC的应用举例99

（一）初始化99

（二）写入显示字符102

（三）CRTC命令内容的更新102

（四）控制符的处理103

（五）回车控制104

（六）换行控制104

（七）上下展卷105

（八）上下翻页106

§4.3人工语音合成106

一、人工语音合成方法106

二、人工语音程序的编制方法109

习题115

（一）GP-IB接口的来历116

（二）总线描述116

一、概述116

§5.1 国际标准通用GP-IB接口116

第五章智能系统的接口116

（三）GP-IB总线标准117

（一）GP-IB系统的联结方式及插头结构118

（二）GP-IB系统的信号线及其功能119

（三）GP-IB接口的基本特性121

三、实施CP-IB的基本方法121

四、GP-IB总线接口芯片122

（一）MC-68488接口片122

（二）Intel-8291A接口片135

（三）TMS9914A接口片151

（四）用软件实现GP-IB接口的方法162

一、VXI的由来与特点168

§5.2 国际标准通用VXI接口168

二、VXI系统的组成结构169

三、VXI系统的总线结构172

四、VXI总线器件及其通信协议183

（一）VXI总线器件分类183

（二）VXI总线器件通信协议185

五、VXI总线器件的实现188

§5.3 国际通用STD接口194

一、总线信号的定义和排列194

二、总线信号的功能194

三、总线的实现197

习题198

§6.1 DAC与微系统的联用方法199

第六章智能系统的DAC转换技术199

§6.2 利用DAC产生波形的方法201

一、斜坡电压的产生方法201

二、三角波的产生方法203

三、矩形脉冲的产生方法204

四、任意波形的产生方法205

§6.3 利用DAC绘图的方法205

一、一维输出方法206

二、二维输出方法208

§6.48 比特以上的DAC的连接方法210

§6.5 专为微处理器配用的DAC使用方法213

一、AD558的使用方法213

二、AD7524的使用方法215

三、AD7542的使用方法218

四、AD7543的使用方法219

习题223

第七章智能系统的ADC转换技术224

§7.1 ADC与微系统的联用方法224

§7.2 比较式ADC变换技术224

一、斜坡比较法225

二、逐次副近法226

§7.3 ADC集成电路的使用方法229

一、8255接口使用方法229

二、6820接口使用方法231

三、不使用可程控接口方法232

§7.4 数字面板表集成电路的利用方法232

一、单量程双极性DPM的利用方法233

二、多量程双极性DPM的利用方法236

§7.5 利用DPM构成数据采集系统的方法237

§7.6 数据采集系统及其定时方法240

一、利用软件计数延时来定时的方法241

二、利用实时钟作查询定时的方法242

三、利用定时钟来中断的方法243

§7.7采集到的数据的利用方法244

§7.8数据采集集成电路的使用方法249

习题252

第八章智能系统的基本算法253

§8.1 算法的基本概念253

一、无符号二进整数255

§8.2 二进制整数的表示法255

二、有符号二进整数的表示257

三、字节的扩充和压缩259

§8.3二进整数加法260

一、单字节数相加260

二、多字节数相加261

§8.4 二进整数减法263

§8.5 二进整数乘法263

一、无符号数相乘263

二、有符号数相乘266

三、Wallace树算法268

四、Booth算法269

五、近似值的简化算法270

§8.6 二进整数除法271

一、无符号数相除271

二、有符号数相除272

三、除法中的若干特殊问题272

四、简化的除法算法276

§8.7 二进制定点数的计算277

一、定点数的加和减277

二、定点数的乘加除278

三、截尾舍入法278

§8.8 二进制浮点数的计算280

一、采用浮点数的原因280

二、二进浮点数的表示法和惯例281

四、浮点数的计算283

三、浮点数的归一化283

§8.9 十进数的计算284

§8.10 常用函数的近似计算285

一、开方根的计算285

二、利用幂级数计算常用函数287

三、利用曲线拟合法计算函数的近似值289

§8.11 检索和查表291

一、无序清单的检索292

二、寻找极值292

三、排序293

四、有序清单的检索299

五、表格的组织与查表法301

习题304

第九章智能系统的测量算法305

§9.1 主序算法和内务算法305

§9.2 定时算法310

§9.3 随机误差的处理314

§9.4 利用误差模型修正误差315

§9.5 利用校准数据表修正误差321

§9.6 通过曲线拟合来求得校准方程325

§9.7 误差修正技术应用举例328

§9.8 利用算法来提高设备硬件性能336

一、四相三斜型积分式A/D变换337

二、多斜Ⅰ型A/D变换340

三、多斜Ⅱ型A/D变换342

四、余数再循环式A/D变换345

五、提高测时分辨力的双游标法347

六、频率计数器中的自动变频法349

§9.9 多处理器系统中的算法问题353

一、主从通信353

二、ADC的控制353

三、多个仆从μC的系统355

四、按预定计划调度任务的调度程序361

§9.10 自检与告警显示362

一、硬件自检363

二、自检算法366

（一）开机自检366

（二）周期性自检367

习题370

第十章智能系统设计开发的几项关键技术372

§10.1 非线性补偿技术372

一、开环式非线性补尝法372

二、线性插值法实现线性化375

三、二次抛物线插值法376

四、查表法377

§10.2 标度变换（工程变换）技术380

一、标度变换原理380

二、线性信号获取法特性的标度变换381

三、非线性信号获取法特性的标度变换382

§10.3 数字滤波技术383

一、算术平均值法383

四、一阶惯性滤波法384

二、加权平均值法384

三、中位值法384

五、抑制脉冲算术平均法385

§10.4 分布参数抑制技术386

一、分布参数的影响386

二、分布参数抑制技术387

（一）印制电路板正确布线抑制法387

（二）正确接地抑制法388

（三）电源干挠去耦法391

§10.5 自动零位校准和自动精密校准技术391

一、自动零与零位编移补偿391

二、替代法自校准392

§10.6 自诊断技术395

习题396

一、信号获取法通道断线自诊断396

二、信号获取法检测回路短路保护和自检396

第十一章智能系统的监控程序设计397

§11.1 直接分析法设计监控程序397

§11.2 状态变量法设计监控程序400

一、状态与状态矩阵400

二、设计步骤401

三、状态图和状态表的设计405

四、监控主程序设计举例407

习题410

第十二章智能系统的软件（大系统软件）设计411

§12.1 结构化设计411

§12.2 由顶向下设计415

§12.3 模块化编程417

一、模块的大小418

二、模块的独立性418

三、模块的具体定义419

§12.4 结构化编码420

一、过程匣420

二、二中选一421

三、广义循环421

四、另一形式的循环421

五、多种情况转移422

七、有限制地使用无条件转移423

§12.5 非结构化程序变换为结构化423

六、调用子程序423

一、重复编大法424

二、状态变量法425

三、布尔标志法426

§12.6 伪编码427

§12.7 文件的编制与文件429

一、总框图和概述429

二、使用说明429

三、变量和定义清单429

四、存贮器映射430

五、程序清单430

二、软件指标432

一、结构化分析432

§12.8 结构化分析432

六、检验方法432

三、系统结构分析433

四、结构图分解434

五、小指标436

六、检阅436

七、编制文件437

§12.9 结构化设计举例437

一、模块分解437

二、伪编码437

三、检阅439

§12.10 编码439

三、考虑软、硬件检验440

四、具体编码440

一、预防性措施440

二、留有更改余地440

§12.11 操作系统442

一、操作系统的作用443

二、描述拜特443

三、结构化分析443

四、模块分解443

五、伪编码445

六、编码446

习题448

§13.1 智能化数字多用表449

第十三章智能系统设计举例449

§13.2 智能化血气酸碱分析系统457

§13.3 智能化纸张定量系统463

§13.4 智能化测温系统469

§13.5 智能化电感电容电阻测量系统474

§13.6 智能动态线径测量系统478

§13.7 智能化定时控制系统484

§13.8 智能化8520A型表软件设计486

§13.9 智能化系统人机接口设计492

习题495

第十四章智能虚拟仪器系统及设计496

一、虚拟仪器的结构497

§14.1 虚拟仪器的结构特点497

二、虚拟仪器的特点499

§14.2 虚拟仪器（软件程序）驱动器500

一、虚拟仪器驱动器的组成500

二、虚拟仪器驱动器的开发环境（几种软件包）503

三、虚拟仪器驱动器（软件）的设计举例505

§14.3 虚拟仪器设计举例506

一、总线仪器公用硬件接口506

（一）消息基接口507

（二）寄存器基接口510

二、可程控仪器标准命令511

三、总线虚拟仪器的编程513

（一）消息基仪器的编程514

（三）编程举例515

（二）寄存器基仪器的编程515

四、虚拟仪器工具软件的功能517

习题518

第十五章智能工业控制系统及设计519

§15.1 顺序控制与PC系统519

§15.2 PC的结构及工作原理520

一、PC的基本结构520

二、PC的工作原理522

二、梯形图与指令字的编程方法524

（一）分析设计继电器梯形图524

一、编程语言524

§15.3 PC系统的编程方法524

（二）描绘PC运行的梯形图525

（三）指令字程序编写方法及举例529

§15.4 PC控制应用举例537

一、直流电机送科小车控制系统537

二、流水线产品计件装箱控制系统539

三、产品质量分选检验控制系统540

习题541

第十六章智能系统的开发调试设备与调试542

§16.1 微处理器测试设备542

§16.2 微处理器开发设备543

§16.3 A型开发系统544

二、与外部计算机交换程序545

三、执行样机程序545

一、与外国设备交换信息545

四、修改程序546

五、编制存贮执行测试短程序546

六、电路内部分仿真546

七、电路内总体仿真546

八、反汇编546

九、符号化调试547

§16.4 调试仪547

一、调试仪的结构特点548

二、调试仪的电气特点548

三、缓冲存贮内容的显示549

§16.5 B型开发系统550

三、B型和A型MDE的混合使用551

二、B型MDE上的软件开发551

一、B型MDE的结构551

§16.6 仿真552

§16.7 正式的调试552

一、仿真时的调试552

二、电路内部分仿真553

三、电路内总体仿真554

四、异步调试554

五、定时循环的检验555

六、中断检验555

§16.8 多重微处理器系统的调试555

习题556

附录Ⅰ：国际单位制（SI）及转换表557

附录Ⅱ：整机系统的色彩和造型比例663