智能儀表設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)及實(shí)例

內(nèi)容概要

本書介紹了基于微控制器（Micro Control Unit，MCU）的智能儀表設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)及實(shí)例，主要涉及了各主流微控制器（包括8位和16位單片機(jī)、嵌入式微控制器ARM以及數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Singnal Processor，DSP）的特點(diǎn)及性能參數(shù)。本書還介紹了智能化測(cè)量控制儀表的輸入輸出通道設(shè)計(jì)、人機(jī)接口、通信接口設(shè)計(jì)、電源的選用等，并給出了若干系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例。    本書內(nèi)容豐富，深入淺出，可以幫助讀者解決在設(shè)計(jì)和應(yīng)用智能儀表時(shí)所遇到的實(shí)際問題，具有很高的實(shí)用價(jià)值。本書可作為科研人員、工程技術(shù)人員、大學(xué)高年級(jí)本科生、研究生及智能儀器儀表設(shè)計(jì)開發(fā)者的自學(xué)用書和參考用書。

書籍目錄

前言第1章  智能儀表設(shè)計(jì)概述  1.1　智能儀表行業(yè)的現(xiàn)狀  1.2　智能儀表的功能和組成    1.2.1　智能儀表的功能    1.2.2　智能儀表的基本組成  1.3　智能儀表的研制步驟    1.3.1　制定設(shè)計(jì)方案    1.3.2　硬件、軟件研制及儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    1.3.3　儀表總調(diào)試和性能測(cè)定第2章　微控制器的選擇　2.1　微控制器概述    2.1.1　微控制器的概念和組成    2.1.2　當(dāng)前微控制器的主要特點(diǎn)    2.1.3　微控制器的分類  2.2　常用的8位單片機(jī)    2.2.1　Intel公司的MCS-51單片機(jī)    2.2.2　Winbond公司的8位單片機(jī)    2.2.3  SST公司的SST89系列單片機(jī)    2.2.4  NXP半導(dǎo)體公司的8位單片機(jī)    2.2.5  Cygnal公司的C805lF單片機(jī)    2.2.6  Atmel公司的AT89單片機(jī)    2.2.7  Atmel公司的AVR單片機(jī)_    2.2.8  Microchip公司的PIC單片機(jī)    2.2.9  Freescale公司的8位單片機(jī)　2.3　常用的16位單片機(jī)    2.3.1  MsP430系列單片機(jī)    2.3.2  Freescale公司的16位單片機(jī)    2.3.3  PIC24系列單片機(jī)    2.3.4  MCSl96系列單片機(jī)    2.3.5  SPMC75系列單片機(jī)  2.4  ARM      2.4.1  ARM簡(jiǎn)介    2.4 2  NXP半導(dǎo)體公司的ARM    2.4.3  Atmel公司的ARM    2.4.4  ST公司的ARM    2.4.5  Samsun9公司的ARM    2.5  DSP    2.5.1  DSP簡(jiǎn)介    2.5.2  DSP選型　2.6　微控制器的選擇第3章　輸入輸出接口  3.1　概述  3.2　常用A／D轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用    3.2.1  ADC0832芯片    3.2.2  TLC2543芯片    3.2.3  AD7705芯片　3.3 常用D／A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用　  3.3.1　 MAX518芯片　  3.3.2 　TLC5618芯片　3.4 　開關(guān)量通道設(shè)計(jì)    3.4.1　光隔離    3.4.2　繼電器輸入接口    3.4.3　LED及蜂鳴器輸出    3.4.4　繼電器輸出接口    3.4.5　晶閘管輸出接口    3.4.6　固態(tài)繼電器輸出接口　3.5　信號(hào)調(diào)理電路    3.5.1　I／V變換電路    3.5.2　調(diào)零調(diào)滿    3.5.3　限幅電路第4章　人機(jī)接口  4.1  鍵盤 　 4.1.1　鍵盤的分類　  4.1.2　鍵盤接口　  4.1.3　鍵盤電路結(jié)構(gòu)  4.2　顯示接口    4.2.1　LED接口電路    4.2.2　LCD接口電路第5章　通信接口與總線  5.1  概述    5.1.1　通信接口與總線    5.1.2　通信和總線的相關(guān)概念    5.1.3　總線的作用……第6章　智能化儀表電源第7章　常用的傳感器第8章　智能儀表設(shè)計(jì)實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章　智能儀表設(shè)計(jì)概述智能儀表是指儀表中配有微控制器，使其具有對(duì)數(shù)據(jù)、命令等進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)算、邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能。隨著微控制器(包括單片機(jī)、DSP、ARM等)技術(shù)的不斷進(jìn)步和普及，智能儀表得到了迅猛的發(fā)展。新型智能儀表在測(cè)量過程自動(dòng)化、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。目前，在研制高精度、高性能、多功能的測(cè)量控制儀表時(shí)，幾乎都會(huì)考慮采用微控制器，使之成為智能儀表。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，這類儀表的應(yīng)用將會(huì)越來越廣。本章在簡(jiǎn)要回顧智能儀表發(fā)展過程的基礎(chǔ)上，對(duì)智能儀表的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)作了分析，同時(shí)介紹了智能儀表的主要功能和基本組成，并提出了智能儀表的研制步驟。1．1 智能儀表行業(yè)的現(xiàn)狀當(dāng)今世界正面臨一場(chǎng)以應(yīng)用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息革命，它涉及的范圍非常廣泛。儀器儀表行業(yè)率先受到了深刻的影響，極大地改變了產(chǎn)品的面貌，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上以微控制器為核心，并具有信息采集、顯示、處理和優(yōu)化控制功能的智能儀表。我國(guó)的智能儀表工業(yè)經(jīng)過30多年的努力，已經(jīng)形成了一個(gè)門類比較齊全、布局比較合理、具有一定技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)規(guī)模的工業(yè)體系。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)目前儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)中，年產(chǎn)值高于500萬的有近4000多家，智能儀表設(shè)計(jì)人員近l50萬人，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到300萬人。近幾年來，我國(guó)儀器儀表行業(yè)發(fā)展很快，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)儀器儀表生產(chǎn)企業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值超過2000億元。通過攻關(guān)和研究開發(fā)，一批技術(shù)先進(jìn)的、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。儀器儀表產(chǎn)品出口創(chuàng)匯也迅速增長(zhǎng)，2006年出口總額達(dá)65億美元。出口產(chǎn)品中已經(jīng)包含有技術(shù)含量較高的工業(yè)控制系統(tǒng)和精密科學(xué)儀器。智能儀表行業(yè)是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d行業(yè)，智能儀表已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)。雖然我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)有了較大的發(fā)展，但由于起步晚、水平低，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大。我國(guó)的儀器儀表企業(yè)規(guī)模小，絕大多數(shù)是中小企業(yè)，因此在人力、財(cái)力上都不能在市場(chǎng)上與外國(guó)跨國(guó)集團(tuán)抗衡。截止2006年，全行業(yè)年銷售收入超過l000萬元的企業(yè)不足1000家。國(guó)產(chǎn)儀器儀表產(chǎn)品大部分屬于中低端產(chǎn)品，技術(shù)水平相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初中期的國(guó)際水平，高端大型儀器幾乎全部依賴進(jìn)口。首先國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性較差，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品的壽命大致要相差1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；產(chǎn)品的性能、功能落后，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在測(cè)量精度上要與外國(guó)產(chǎn)品相差l個(gè)數(shù)量級(jí)。其次在功能上，目前外國(guó)產(chǎn)品智能化程度相當(dāng)高，通過對(duì)原始信息的數(shù)字處理，更好地排除了外部干擾對(duì)信息的影響，提高了產(chǎn)品的耐環(huán)境性和測(cè)量真實(shí)性，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品普遍智能化程度較低。另外，產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段，而我國(guó)基本上處在摸索階段。產(chǎn)品技術(shù)更新的周期慢。當(dāng)今國(guó)外儀器儀表產(chǎn)品的更新周期大約在2～3年，新技術(shù)的儲(chǔ)備往往可以提前10年。

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