本書主要介紹“智慧型儀器”的基本原理、硬體結構與電路設計、軟體規劃和各功能模組設計方法，是作者編寫的《單片機原理與套用》的升級版，是編著者總結多年教學經驗，並參考國內同類書籍精心編寫而成。 全書共14章，內容包括微處理器的選擇，軟體系統設計概述，數位訊號輸入/輸出通道、模擬信號輸入/輸出通道，匯流排與通信系統，時鐘系統，人機接口，常用數據處理功能，可靠性設計，基於電壓測量、時間測量、波形測量的智慧型儀器和C51編程與實驗指導等。
基本介紹
- 書名：智慧型儀器原理與設計——基於STC15系列可線上仿真8051單片機
- ISBN：9787121290473
- 定價：￥45.00元
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2016-07-01
內容簡介,本書目錄,
內容簡介
智慧型儀器是以微型計算機或者微處理器為核心的測量儀器，具有對數據存儲、運算、邏輯判斷及自動補償、校正、自動化操作等功能。智慧型儀器憑藉其體積小、功能強、功耗低等優勢，在電子測量、科研單位和工業企業中得到了廣泛的套用。智慧型儀器的出現，極大地擴充了儀器的套用範圍。
為突出智慧型儀器的特點，本書加重了軟體設計的份量，減少了與其他課程雷同的硬體設計內容。為配合教學，每章均附有一定數量的練習與思考題。 本書可作為高等院校工科電子類本科專業教材或培訓教材，也可作為電子技術人員從事單片機套用系統研製開發的參考書。
本書目錄
第1章 緒論 1
1.1 智慧型儀器的結構特點 1
1.1.1 什麼叫智慧型儀器 1
1.1.2 智慧型儀器的特點 1
1.1.3 智慧型儀器的硬體系統組成 2
1.1.4 智慧型儀器的軟體系統組成 2
1.2 智慧型儀器的設計思路 3
1.2.1 智慧型儀器的基本設計方法 3
1.2.2 智慧型儀器的設計過程 3
1.2.3 智慧型儀器的統調測試方法 5
1.3 智慧型儀器的發展 6
1.4 虛擬儀器 7
習題 8
第2章 微處理器的選擇 9
2.1 基於8051核心的單片機 9
2.1.1 STC89系列單片機 10
2.1.2 STC15Fxx系列單片機 11
2.1.3 STC15Wxx系列單片機 12
2.1.4 其他系列單片機 13
2.2 基於ARM核心的單片機 14
2.2.1 ARM概念及其發展 14
2.2.2 ARM選型與套用 15
2.3 DSP數字處理器 16
2.3.1 DSP技術概念及其發展 16
2.3.2 DSP處理器的主要結構特點 16
2.3.3 DSP的選擇與套用 17
習題 18
第3章 軟體系統設計概述 20
3.1 軟體開發環境與程式語言 20
3.1.1 開發環境的選擇 20
3.1.2 程式語言的選擇 20
3.2 軟體系統的結構分析 21
3.2.1 層次結構 21
3.2.2 功能結構 21
3.3 軟體系統的規劃 22
3.4 軟體系統的設計步驟 23
3.4.1 設計和調試硬體接口模組 23
3.4.2 建立軟體系統的框架 24
3.4.3 設計和調試各個功能模組 25
3.4.4 整機測試 25
3.5 實例分析 25
3.5.1 系統功能概述 25
3.5.2 硬體系統概述 26
3.5.3 軟體系統的規劃 26
3.5.4 軟體系統的框架 27
習題 29
第4章 開關量數位訊號的輸入/輸出 30
4.1 開關量信號的輸入 30
4.1.1 開關量信號輸入通道結構 30
4.1.2 開關量輸入接口 30
4.2 開關量信號的輸出 36
4.2.1 輸出驅動接口的隔離 36
4.2.2 小功率直流負載驅動接口電路 36
4.2.3 中功率直流負載驅動接口電路 37
4.2.4 固體繼電器輸出接口電路 38
4.3 電動機驅動電路 40
4.3.1 直流電動機調速驅動原理 40
4.3.2 直流電動機調速驅動電路 41
4.3.3 步進電動機驅動原理 41
4.4 鍵盤與顯示接口 46
4.4.1 矩陣鍵盤 46
4.4.2 ADC採樣鍵盤 48
4.4.3 觸摸鍵盤 49
4.4.4 數碼靜態顯示接口 52
4.4.5 數碼動態顯示接口 55
4.4.6 液晶顯示（字元式、點陣式） 59
習題 60
第5章 模擬信號的輸入/輸出 62
5.1 模擬信號的輸入 62
5.1.1 A/D轉換器件的選擇 62
5.1.2 模擬輸入通道的設計 63
5.1.3 其他A/D轉換模式介紹 68
5.2 模擬信號的輸出 70
5.2.1 D/A轉換器件的選擇 70
5.2.2 模擬輸出通道的設計 70
5.2.3 PWM型D/A轉換器 74
習題 76
第6章 匯流排與通信系統 77
6.1 通用接口匯流排GP-IB 77
6.1.1 GP-IB標準接口概述 77
6.1.2 GP-IB接口晶片 80
6.2 串列通信標準RS-232與RS-485 80
6.2.1 RS-232標準及接口晶片 80
6.2.2 RS-485標準及接口晶片 81
6.2.3 串列通信程式設計 82
6.3 其他匯流排與通信技術簡介 86
6.3.1 通用串列匯流排USB 86
6.3.2 現場匯流排CAN 87
6.3.3 工業乙太網 88
6.3.4 藍牙技術 89
6.3.5 電力線載波通信 89
習題 91
第7章 時鐘系統 92
7.1 硬體時鐘 92
7.1.1 概述 92
7.1.2 時鐘數據的寫入 94
7.1.3 時鐘數據的讀取 95
7.2 軟體時鐘 96
7.2.1 概述 96
7.2.2 軟體時鐘的運行 97
7.3 時鐘的使用 98
7.3.1 定時任務的管理 98
7.3.2 時間間隔的測量 100
7.3.3 時間長度的控制 100
習題 101
第8章 人機接口 102
8.1 顯示部件 102
8.1.1 發光二極體 102
8.1.2 數碼管 103
8.1.3 液晶顯示屏 106
8.2 微型印表機 114
8.2.1 GP-16微型印表機的接口
電路 114
8.2.2 GP-16微型印表機的使用 115
8.3 鍵盤 118
8.3.1 鍵盤的類型及接口電路 118
8.3.2 鍵盤信號的可靠採集 120
8.4 監控程式設計 124
8.4.1 監控程式的基本概念 124
8.4.2 系統狀態分析 126
8.4.3 基於順序編碼的監控程式
設計 130
8.4.4 基於特徵編碼的監控程式
設計 132
8.4.5 基於選單操作的監控程式
設計 137
習題 140
第9章 常用數據處理功能 141
9.1 數據處理 141
9.1.1 數據類型的選擇 141
9.1.2 定點運運算元程式庫的使用 141
9.1.3 浮點運運算元程式庫的使用 142
9.2 誤差處理 144
9.2.1 隨機誤差的處理 144
9.2.2 系統誤差的處理 145
9.2.3 粗大誤差的處理 146
9.3 標度變換 148
9.3.1 線性標度變換 148
9.3.2 非線性標度變換 149
9.4 常用自動測量功能 152
9.4.1 自動量程轉換 152
9.4.2 自動校正 153
9.4.3 自動補償 156
習題 158
第10章 可靠性設計 159
10.1 抗干擾設計 159
10.1.1 硬體抗干擾設計 159
10.1.2 軟體抗干擾設計 160
10.2 容錯設計 167
10.2.1 硬體容錯設計 167
10.2.2 軟體容錯設計 171
習題 178
第11章 基於電壓測量的智慧型儀器 180
11.1 數字電壓表 180
11.1.1 數字電壓表的結構 180
11.1.2 數字電壓表主要技術指標 181
11.1.3 數字電壓表的功能特點 183
11.1.4 數字電壓表的輸入電路 184
11.1.5 數字電壓表設計 185
11.2 數字萬用表 189
11.2.1 概述 189
11.2.2 交直流信號變換器 190
11.2.3 有效值轉換模組套用 194
11.2.4 電流測量方法 195
11.2.5 電阻測量原理 197
11.2.6 數字萬用表的設計 198
11.3 智慧型RLC測量儀 203
11.3.1 概述 203
11.3.2 電容/電感的數位化測量 211
11.3.3 RLC測量設計 212
習題 217
第12章 基於時間測量的智慧型儀器 219
12.1 時頻基本概念 219
12.1.1 時間與頻率關係 219
12.1.2 計時標準 219
12.1.3 頻率測量方法 220
12.2 電子計數器基本原理 220
12.2.1 概述 220
12.2.2 通用電子計數器 221
12.2.3 測量誤差分析計算 225
12.3 電子計數器設計 226
12.3.1 數字頻率計電路設計 226
12.3.2 智慧型頻率計電路設計 228
12.4 智慧型相位測量儀 232
12.4.1 相位測量原理 232
12.4.2 簡易相位測量電路設計 233
12.4.3 智慧型相位測量儀設計 235
習題 241
第13章 基於波形測量的智慧型儀器 243
13.1 示波器基本原理 243
13.1.1 概述 243
13.1.2 波形顯示器 244
13.1.3 液晶顯示原理 245
13.2 通用示波器 247
13.2.1 示波器的垂直（Y）通道 247
13.2.2 示波器的水平（X）通道 250
13.2.3 示波器的主要技術指標 252
13.3 數字示波器 253
13.3.1 數字示波器組成原理 253
13.3.2 信號採集處理技術 254
13.3.3 波形顯示技術 259
13.4 數字示波器的通信接口 261
13.5 數字示波器的特點 261
13.6 數字示波器的使用 264
13.7 簡易數字存儲示波器設計 266
13.7.1 主要性能分析設計 266
13.7.2 設計方案與分析 267
13.7.3 系統電路設計 270
13.7.4 系統軟體設計 272
習題 273
第14章 C51編程與實驗指導 275
14.1 C51概述 275
14.2 C51語法與數據結構 275
14.2.1 常量與變數 275
14.2.2 整型變數與字元型變數 276
14.2.3 關係表達式和邏輯表達式 277
14.3 C51流程控制語句 278
14.3.1 if語句 278
14.3.2 switch語句 279
14.3.3 for語句 279
14.3.4 while和do-while語句 280
14.3.5 其他語句 280
14.4 C51構造數據類型 281
14.4.1 結構體 281
14.4.2 共用體 282
14.4.3 指針 283
14.4.4 typedef類型定義 284
14.5 C51和標準C語言的異同 284
14.5.1 Keil C51數據類型 284
14.5.2 8051的特殊功能暫存器 284
14.5.3 8051的存儲類型 285
14.5.4 Keil C51的指針 287
14.5.5 “檔案包含”處理 288
14.5.6 Keil C51的使用 288
14.5.7 C51關鍵字 289
14.6 智慧型儀器實驗指導 291
14.6.1 低頻信號發生器 291
14.6.2 直流電動機PWM控制 295
14.6.3 流動LED燈控制器設計 297
14.6.4 簡易頻率計數器 298
14.6.5 簡易有害氣體檢測儀 302
14.6.6 簡易數字萬用表設計 303
14.6.7 簡易數字存儲示波器 304
14.6.8 簡易 g?輻射儀 307
14.6.9 汽車測速與倒車提示器 307
參考文獻 310
