智能儀器設計

目錄
第1章緒論

1.1概述

1.1.1儀器儀表

1.1.2從傳統(tǒng)儀器到智能儀器

1.1.3智能儀器的組成和結構

1.1.4智能儀器的主要特點和發(fā)展趨勢

1.2課程的主要內容和學習方法

思考題與習題


第2章總體設計

2.1概述

2.1.1智能儀器設計過程

2.1.2總體設計及其內容

2.2設計任務來源和分析

2.2.1設計任務來源

2.2.2設計任務分析

2.3功能規(guī)劃和指標確定

2.4設計原則與原理

2.4.1阿貝原則及其擴展

2.4.2平均讀數(shù)與誤差分離原理

2.4.3比較測量原理

2.4.4補償原理

2.4.5標準量細分原理

2.4.6其他設計原則

2.5布局與結構設計

2.6數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計

2.7智能儀器通信設計

2.8人機接口設計

2.9電源及功耗設計

2.9.1智能儀器的電源設計

2.9.2智能儀器低功耗設計

2.10總體設計的驗證和評審

2.10.1總體設計的驗證

2.10.2總體設計的評審

思考題與習題


第3章傳感器與放大器設計

3.1概述

3.2傳感器

3.2.1傳感器組成

3.2.2傳感器分類

3.2.3傳感器的選擇

3.2.4傳感器的應用技術

3.3信號放大器

3.3.1前置放大器

3.3.2信號放大器的常見形式

3.3.3常用放大器器件及應用

思考題與習題


第4章模數(shù)轉換電路設計

4.1A/D轉換器

4.2比較型A/D轉換器

4.2.1逐次比較型A/D轉換器的工作原理

4.2.2ADC0809的工作原理及應用

4.2.3AD574A的工作原理及應用

4.3雙積分型A/D轉換器

4.3.1雙積分型A/D轉換器的工作原理

4.3.2雙積分型A/D轉換器的特點

4.3.35G14433的工作原理及應用

4.3.4ICL7135的工作原理及應用

4.4V/F型A/D轉換器

4.4.1V/F型A/D轉換器的特點

4.4.2LM331的工作原理及應用

4.5∑Δ型A/D轉換器

4.5.1工作原理

4.5.2AD7703的工作原理及應用

4.5.3CS5360的工作原理及應用

4.6A/D轉換器的選用

4.7信號輸出與D/A轉換器

4.7.1輸出通道的信號種類

4.7.2D/A轉換器的性能指標與選用

4.7.3常用D/A轉換器

思考題與習題


第5章數(shù)據(jù)采集通道設計

5.1概述

5.1.1數(shù)據(jù)采集通道基本組成

5.1.2數(shù)據(jù)采集通道的特性

5.2數(shù)據(jù)采集通道的結構

5.2.1集中采集式

5.2.2分散采集式

5.2.3應用實例

5.3數(shù)據(jù)采集通道的誤差分析

5.3.1采樣誤差

5.3.2模擬電路的誤差

5.3.3A/D轉換器的誤差

5.3.4數(shù)據(jù)采集通道誤差的計算

5.3.5數(shù)據(jù)采集通道的誤差分配實例

思考題與習題


第6章微處理器與可編程器件設計

6.1微處理器

6.2單片機

6.2.1單片機的特點和選擇

6.2.2MCS51系列單片機

6.2.3PIC系列單片機

6.2.468系列單片機

6.2.5MCS296系列單片機

6.2.6MSP430單片機

6.2.7ARM單片機

6.3DSP

6.3.1DSP的主要結構

6.3.2DSP的選擇和應用

6.4多微處理器系統(tǒng)

6.4.1概述

6.4.2多單片機系統(tǒng)的結構

6.5可編程邏輯器件

6.5.1概述

6.5.2CPLD簡介

6.5.3FPGA簡介

思考題與習題


第7章軟件設計

7.1概述

7.2軟件開發(fā)環(huán)境與編程語言

7.2.1軟件開發(fā)環(huán)境

7.2.2編程語言

7.3結構化程序設計和軟件系統(tǒng)結構分析

7.3.1層次結構

7.3.2功能結構

7.3.3進程結構

7.4軟件系統(tǒng)的規(guī)劃和設計步驟

7.4.1軟件系統(tǒng)的規(guī)劃

7.4.2軟件系統(tǒng)的設計步驟

7.5數(shù)據(jù)處理算法

7.5.1概述

7.5.2常用數(shù)據(jù)處理算法

7.6軟件設計實例

7.6.1系統(tǒng)功能

7.6.2硬件電路

7.6.3軟件系統(tǒng)規(guī)劃

7.6.4軟件系統(tǒng)框架

思考題與習題


第8章人機界面設計

8.1人機界面

8.1.1人機界面設計概述

8.1.2可用性設計

8.2人機界面的設計原則

8.3人因工程學及其應用

8.3.1人因工程學

8.3.2視覺

8.3.3聽覺

8.3.4觸覺

8.3.5多感覺

8.3.6人體尺寸及肢體的能力

8.3.7人體對環(huán)境的要求

8.4人機界面硬件設計

8.4.1面板構成與布置

8.4.2鍵盤及其分類

8.4.3顯示器

8.4.4顯示設計

8.4.5微型打印機

8.5人機界面的軟件設計

8.5.1概述

8.5.2直接編程法

8.5.3狀態(tài)變量法

8.5.4圖形用戶界面法

8.6人機界面設計的評價

思考題與習題


第9章通信總線與接口設計

9.1數(shù)據(jù)通信

9.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

9.1.2接口總線

9.2串行標準總線

9.2.1RS232C串行接口總線標準

9.2.2RS422、RS423、RS485接口總線標準

9.2.3USB接口總線

9.3并行標準總線

9.3.1GPIB并行接口總線

9.3.2VXI總線

9.3.3CompactPCI和PXI總線

9.4現(xiàn)場總線

9.4.1概述

9.4.2現(xiàn)場總線通信技術

9.5智能儀器上網(wǎng)與TCP/IP協(xié)議

9.5.1概述

9.5.2協(xié)議與標準

9.5.3以太網(wǎng)接口模塊

思考題與習題


第10章結構設計

10.1概述

10.2智能儀器結構設計常用材料

10.2.1金屬材料

10.2.2非金屬材料

10.3造型設計

10.4常見機箱機柜類型

10.4.1機殼類

10.4.2機箱類

10.4.3機柜類

10.4.4機箱結構方案選擇

10.5智能儀器熱設計

10.5.1智能儀器的熱環(huán)境

10.5.2智能儀器熱控制的目的

10.5.3熱控制的基本要求

10.5.4熱控制的基本原則

10.5.5熱控制的方法

10.6振動與沖擊的隔離

10.7電磁兼容性結構設計

10.8結構的其他設計

思考題與習題


第11章電磁兼容設計

11.1電磁兼容

11.2硬件抗干擾技術

11.2.1屏蔽技術與傳輸技術

11.2.2接地技術

11.2.3隔離技術

11.2.4布線與配線

11.2.5濾波器

11.2.6滅弧技術

11.2.7電源干擾的抑制

11.3軟件干擾抑制技術

11.3.1軟件抗干擾的前提條件

11.3.2數(shù)據(jù)采集誤差的軟件對策

11.3.3控制狀態(tài)失常的軟件對策

11.3.4程序運行失常的軟件對策

思考題與習題


第12章可測性設計

12.1故障診斷

12.1.1故障模型

12.1.2故障測試

12.1.3模擬電路故障檢測

12.1.4數(shù)字電路的故障檢測

12.1.5自檢安排

12.2智能儀器的調試

12.2.1可測性設計

12.2.2智能儀器調試過程

12.2.3模擬電路的調試

12.2.4數(shù)字電路的調試

12.2.5軟件程序的調試

12.2.6開發(fā)系統(tǒng)

12.2.7JTAG調試

12.2.8遠程更新軟件

12.3智能儀器的標定

12.3.1概述

12.3.2測控系統(tǒng)的靜態(tài)標定

12.3.3測控系統(tǒng)的動態(tài)標定

12.3.4力測量裝置的標定

12.3.5溫度測量裝置的標定

12.4智能儀器設計文件

思考題與習題


參考文獻