智能儀器原理及設(shè)計

前言

本書在系統(tǒng)闡述智能儀器的體系結(jié)構(gòu)、工作原理、軟硬件設(shè)計方法的基礎(chǔ)上力求反映智能儀器中的新思想、新技術(shù)、新方法和新器件，同時應(yīng)用了作者多年來從事智能儀器教學(xué)和科研、開發(fā)的體會。智能儀器是一門理論性與實踐性很強的課程，在編寫過程中重視理論與實際結(jié)合，在闡述基本原理的基礎(chǔ)上，側(cè)重討論智能儀器設(shè)計、開發(fā)中的具體方法與技巧，在各章中給出了相應(yīng)的設(shè)計實例。旨在使讀者通過智能儀器的學(xué)習(xí)解決設(shè)計、開發(fā)中的實際問題。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地闡述了智能儀器的體系結(jié)構(gòu)、原理及設(shè)計方法。全書共分10章。第1章為緒論，介紹智能儀器的結(jié)構(gòu)、特點及發(fā)展狀況；第2章介紹智能儀器主機電路；第3章介紹信號輸入輸出通道的結(jié)構(gòu)、特性及設(shè)計；第4章介紹智能儀器人一機接口技術(shù)；第5章介紹智能儀器的標準數(shù)據(jù)通信接口；第6章介紹智能儀器抗干擾技術(shù)；第7章介紹智能儀器數(shù)據(jù)處理及自動化技術(shù)；第8章介紹智能儀器設(shè)計方法；第9章介紹基于電壓及頻率測量的智能儀器；第10章介紹虛擬儀器及網(wǎng)絡(luò)化儀器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計實例?！　”緯谥鼗驹砗头椒ǖ幕A(chǔ)上，突出智能儀器的新方法、新技術(shù)、新器件。增加了ARM內(nèi)核、DSP型單片機?！?△型ADC、觸摸屏、高速數(shù)據(jù)緩存、通信總線(如PXI、CAN、USB、以太網(wǎng)、藍牙)、虛擬儀器及網(wǎng)絡(luò)化儀器等內(nèi)容。本書加大了應(yīng)用篇幅，各章節(jié)側(cè)重智能儀器功能部件的具體設(shè)計方法與技巧，給出了相關(guān)設(shè)計實例。　　本書可作為高等院校電子類、儀器儀表類、控制類等專業(yè)的教材或教學(xué)參考書，也可供廣大從事智能儀器、儀表開發(fā)設(shè)計的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 智能儀器的誕生1.2 智能儀器的結(jié)構(gòu)及特點1.2.1 智能儀器的結(jié)構(gòu)1.2.2 智能儀器的特點1.3 智能儀器的發(fā)展1.3.1 獨立式智能儀器及GP-IB自動測試系統(tǒng)1.3.2 個人儀器系統(tǒng)1.3.3 VXI總線儀器系統(tǒng)1.3.4 虛擬儀器1.3.5 網(wǎng)絡(luò)化儀器思考題與習(xí)題第2章 智能儀器的主機電路2.1 單片機概述2.1.1 單片機的總線結(jié)構(gòu)2.1.2 指令系統(tǒng)及CPU架構(gòu)2.1.3 幾類應(yīng)用廣泛的單片機2.2 基于80C51內(nèi)核的單片機2.3 基于ARM內(nèi)核的單片機2.3.1 ARM簡介2.3.2 ARM內(nèi)核的單片機2.4 DSP型單片機2.5 帶有不同專用接口的單片機2.5.1 具有USB接口的單片機2.5.2 具有以太網(wǎng)接口的單片機2.5.3 具有CAN接口的單片機2.6 80C51單片機構(gòu)成的主機電路2.6.1 主機電路概述2.6.2 80C51系列單片機構(gòu)成的主機電路思考題與習(xí)題第3章 智能儀器的信號輸入輸出通道3.1 測量放大器3.1.1 測量放大器原理3.1.2 測量放大器的使用3.1.3 集成測量放大器3.2 程控增益放大器3.2.1 基本程控增益放大器3.2.2 應(yīng)用測量放大器實現(xiàn)的程控增益放大器3.2.3 集成程控增益放大器3.3 模擬量輸人通道3.3.1 模擬量輸入通道的結(jié)構(gòu)3.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器的性能指標3.3.3 逐次比較型ADC與微機的接口3.3.4 積分式ADC與微機的接口3.3.5 ∑-△型ADC及其與微機的接口3.3.6 模擬量輸入通道的其他器件3.3.7 模擬量輸入通道設(shè)計3.4 模擬量輸出通道3.4.1 模擬量輸出通道的結(jié)構(gòu)3.4.2 D/A轉(zhuǎn)換器的特性3.4.3 D/A轉(zhuǎn)換器與微機的接口3.4.4 數(shù)字波形合成技術(shù)3.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3.5.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成電路3.5.2 高速數(shù)據(jù)緩存技術(shù)3.6 開關(guān)量輸入通道3.6.1 開關(guān)量輸入通道的結(jié)構(gòu)3.6.2 開關(guān)量輸入信號的調(diào)理3.7 開關(guān)量輸出通道3.7.1 開關(guān)量輸出通道的基本組成3.7.2 開關(guān)量輸出驅(qū)動電路思考題與習(xí)題……第4章 智能儀器人-機接口技術(shù)第5章 智能儀器的標準數(shù)據(jù)通信接口第6章 智能儀器抗干擾技術(shù)第7章 智能儀器的數(shù)據(jù)處理與自動化技術(shù)第8章 智能儀器的設(shè)計第9章 基于電壓和頻率測量的智能儀器第10章　虛擬儀器及網(wǎng)絡(luò)化儀器參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章　緒論1。1 智能儀器的誕生在微處理器出現(xiàn)之前，電子儀器的發(fā)展經(jīng)歷了兩代，第一代為模擬式（又稱指針式）儀器，如指針式電壓表、電流表及功率表等，它們以電磁測量為基本原理。模擬式儀器的主要缺點是功能簡單、精度低、響應(yīng)速度慢。第二代為數(shù)字式儀器，如數(shù)字電壓表、數(shù)字功率計、數(shù)字頻率計等。它的基本特點是將被測模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進行測量，測量結(jié)果以數(shù)字形式輸出顯示。數(shù)字式儀器測量精度高、響應(yīng)速度快、讀數(shù)清晰、直觀，測量結(jié)果可打印輸出，也容易與計算機技術(shù)相結(jié)合。同時由于數(shù)字信號便于遠距離傳輸，所以數(shù)字式儀器也適于遙測遙控。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，1971年世界上出現(xiàn)了第一個微處理器芯片（美國Intel公司4004型微處理器芯片）。由微處理器芯片所構(gòu)成的微型計算機（簡稱微機），不僅具有計算機通常具有的運算、判斷、記憶、控制功能，而且還具有功耗低、體積小、可靠性高、價格低廉等優(yōu)點。因此微型計算機得到了迅速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。在儀器科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，人們將微型計算機技術(shù)與測量技術(shù)相結(jié)合出現(xiàn)了完全突破傳統(tǒng)概念的新一代儀器——智能儀器，它是電子儀器發(fā)展史上的第三代產(chǎn)品。智能儀器是含有微型計算機或微處理器的測量儀器，由于它擁有對數(shù)據(jù)的存儲、運算、邏輯判斷及自動化操作等功能，具有一定智能的作用（表現(xiàn)為智能的延伸或加強等），因而被稱為智能儀器。智能儀器的出現(xiàn)對儀器儀表的發(fā)展以及科學(xué)實驗研究產(chǎn)生了深遠影響，是儀器設(shè)計的里程碑。

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