作 者:李昌禧 編著
出 版 社:化學工業出版社
出版時間:2005-3-1
版 次:1
頁 數:272
字 數:436000
印刷時間:2005-3-1
開 本:紙 張:膠版紙印 次:
I S B N:9787502564445
包 裝:平裝
內容簡介
本書系統地闡述了基於嵌入式系統的智慧型儀表的基本原理和設計方法。闡述了智慧型儀表的概念、結構和特點,詳細介紹了智慧型儀表的設計基礎、人-機接口技術、數據採集技術、數據處理技術和儀表可靠性設計技術;同時還介紹了多單片機系統與匯流排標準、智慧型技術和智慧型儀表仿真與調試技術等最新技術及其發展方向。本書在各章節中都給出了大量實用的硬體電路和部分程式,還對實例進行了詳細分析,力圖使讀者對智慧型儀表的組成原理、結構特點和設計思路有全面的、具體的認識。為了幫助讀者複習、討論各章節的內容,各章還設有一定量的思考題和習題。
在本書的編寫過程中,參考了大量的相關書籍、論文和資料,力求論述全面系統、內容豐富新穎。
本書是高等工科院校測控技術與儀器、自動化等本科專業的教材與教學參考書,也可作為控制科學與工程學科研究生教學用書,還可供廣大從事儀器儀表、自動控制、計算機套用和電子技術工作的工程技術人員參考。
目錄
緒論
1 智慧型儀表原理與設計基礎
1.1 智慧型儀表原理
1.2 設計基礎
1.2.1 需求分析與方案論證
1.2.2 機型選擇與嵌入式系統
1.2.3 匯流排與結構
1.3 設計原則與設計內容
1.3.1 總體設計原則
1.3.2 硬體設計
1.3.3 軟體設計
1.3.4 產品設計步驟
思考題與習題
2 人機接口的設計
2.1 開關及接口
2.1.1 開關的基本形式
2.1.2 互鎖式開關
2.1.3 數字撥碼盤
2.1.4 開關接口的工作方式
2.2 按鍵、鍵盤及接口
2.2.1 按鍵及其接口
2.2.2 鍵盤及其接口
2.3 LED顯示器及接口
2.3.1 LED數碼顯示器
2.3.2 LED數碼顯示器與CPU的接口
2.4 鍵盤、顯示器接口設計
2.4.1 由I/O連線埠支持的鍵盤、顯示器接口電路
2.4.2 鍵盤顯示器專用接口晶片8279
2.4.3 鍵盤顯示器專用串列接口晶片zlg7289
2.5 液晶顯示器(LCD)及其接口
2.5.1 液晶顯示器的原理
2.5.2 段碼式液晶顯示器
2.5.3 字元點陣式液晶顯示器及其接口
2.5.4 圖形點陣式液晶顯示器
2.6 印表機及其接口
2.6.1 GP16微型印表機及其接口
2.6.2 通信與集中列印
思考題與習題
3 數據採集技術與輸入輸出接口
3.1 概述
3.2 檢測信號與數據放大器設計
3.2.1 檢測信號的形式
3.2.2 集成運算放大器選擇
3.2.3 數據放大器的設計
3.3 多路開關及其與微機的連線
3.3.1 乾、濕舌簧繼電器與半導體多路開關
3.3.2 常用半導體多路開關晶片
3.3.3 多路開關的擴展
3.3.4 多路開關晶片與微機連線
3.4 採樣保持器及其與微機的連線
3.4.1 採樣保持器工作原理
3.4.2 常用採樣保持器晶片
3.4.3 採樣保持器與微機的連線
3.4.4 保持電容器的選擇
3.5 A/D、D/A轉換器與微機的接口
3.5.1 D/A轉換器與微機的連線
3.5.2 PWM輸出(D/A)
3.5.3 A/D轉換器與微機的連線
3.5.4 A/D、D/A轉換的輸入、輸出形式與基準電壓
3.6 微機控制式A/D轉換器
3.6.1 微機控制間接比較型A/D轉換器
3.6.2 微機控制組合式高解析度A/D轉換器
3.7 頻率相位信號的採集及其接口
3.7.1 V/F轉換原理及特點
3.7.2 V/F轉換器晶片
3.7.3 頻率信號的採集方式與接口
3.7.4 相差信號的採集
3.8 數據採集快取器的設定與保護
3.8.1 雙連線埠RAM數據快取器
3.8.2 1位RAM數據快取器
3.8.3 數據快取區設定
3.8.4 快取區數據的保護
3.9 數據採集系統的結構形式
3.9.1 多晶片構成數據採集系統的幾種形式
3.9.2 單片數據採集系統
3.9.3 嵌入式系統
思考題與習題
4 數據處理技術108
41 概述108
42 標度變換等處理技術與程式設計109
421 極值判斷、分段測量技術及程式109
422 標度變換處理技術及程式110
43 數字濾波技術及其程式設計112
431 噪聲的分析方法和分類113
432 疊加平均(總體平均)濾波法114
433 幾種常用靜態濾波程式114
434 自相關法濾波116
435 低通數字濾波器模型及程式117
436 其他數字濾波器118
44 數字線性化技術與程式設計118
441 連續函式擬合法119
442 插值法(分段擬合法)120
443 查表法123
45 零點漂移與增益誤差的處理技術124
451 誤差模型124
452 自校準電路125
453 測量系統的校準127
454 環境因素綜合補償技術與程式設計128
46 控制技術及其算法130
461 閉環(反饋式)儀表與控制技術130
462 控制算法131
47 相關測量及其算法137
471 相關測量原理137
472 相關算法與相關器139
思考題與習題146
5 多單片機系統與通信匯流排147
51 概述147
52 多單片機系統的結構與通信148
521 單片機串列口直接連線式148
522 SPI匯流排連線與通信式148
523 多連線埠存儲器連線式149
524 共享匯流排式149
525 並口連線式151
526 多單片機系統的通信152
53 智慧型儀表的對外通信與標準匯流排153
531 數據通信與接口匯流排153
532 RS-232C串列接口匯流排標準155
533 RS-422、RS-423、RS-485接口匯流排標準158
534 USB接口匯流排159
535 IEEE-488並行接口匯流排標準163
536 IEEE-488接口166
54 現場匯流排與智慧型儀表168
541 現場匯流排的產生與發展168
542 現場匯流排的定義與特點169
543 現場匯流排儀表(智慧型儀表)170
544 現場匯流排通信技術173
55 TCP/IP協定與智慧型儀表上網178
551 TCP/IP協定與乙太網概述178
552 協定與標準179
553 智慧型儀表接入Internet181
思考題與習題184
6 智慧型技術185
61 概述185
611 數值處理技術與符號處理技術185
612 智慧型技術的產生與發展186
613 智慧型程式設計語言186
62 模糊控制技術187
621 模糊集合188
622 隸屬函式及其確定188
623 模糊集合中的基本定義和基本運算189
624 模糊關係190
625 模糊推理191
626 模糊控制器的設計194
627 模糊控制器設計實例197
63 軟測量技術199
631 軟測量技術的意義199
632 軟測量技術的內容200
633 軟測量技術的建模202
634 軟測量技術套用實例203
64 專家系統207
641 概述207
642 知識的表示與獲取209
643 基於知識的推理213
644 專家系統套用實例215
思考題與習題219
7 可靠性設計技術220
71 可靠性設計基礎220
711 可靠性的基本概念220
712 影響儀表可靠性的因素222
72 可靠性保障基本技術224
721 系統方案設計時的可靠性原則224
722 元器件的合理選用224
723 元器件的篩選227
724 降額設計228
725 系統可靠性保障的其他問題229
73 電磁兼容性設計231
731 電磁干擾的基本分析231
732 電源抗干擾設計233
733 禁止與接地235
734 抗串模干擾的措施236
735 抗共模干擾的措施238
736 匯流排的可靠性設計239
74 軟體抗干擾技術240
741 CPU抗干擾技術240
742 輸入輸出的抗干擾技術243
75 軟體可靠性設計244
751 軟體設計過程中的可靠性244
752 軟體可靠性設計的一些具體措施245
753 人機界面的容錯技術247
76 智慧型儀表的自診斷技術249
761 CPU的自診斷250
762 ROM的自診斷250
763 RAM的自診斷250
764 數據採集通道的診斷251
765 模擬輸出通道的診斷251
766 人機界面的診斷252
767 自診斷程式253
思考題與習題253
8 智慧型儀表的仿真與調試254
81 智慧型儀表的建模254
82 智慧型儀表的建模與仿真實例255
821 力(力矩)平衡機構式智慧型儀表255
822 內旋轉式濃度變送器簡介255
823 內旋轉式濃度變送器的模型256
824 內旋轉式濃度變送器的動態特性分析258
825 內旋轉式濃度變送器的數字仿真259
83 智慧型儀表中的CPLD套用設計260
831 CPLD概述260
832 CPLD器件及描述語言260
833 CPLD設計舉例261
84 智慧型儀表的開發調試264
841 通用MDS開發264
842 簡易MDS開發265
843 自開發266
844 JTAG調試266
參考文獻272