計算機測控技術(shù)

前言

計算機技術(shù)的發(fā)展速度，令計算機領(lǐng)域的所有開發(fā)人員既興奮，又頭痛。興奮的是給我們帶來了大量新產(chǎn)品、新技術(shù)、新信息，使產(chǎn)品開發(fā)效率倍增，技術(shù)含量不斷提高，產(chǎn)品性能大幅度增強，產(chǎn)品質(zhì)量越來越高。頭痛的是大量的信息需要我們?nèi)フ莆眨罅康男录夹g(shù)需要我們?nèi)W(xué)習(xí)，使我們沒有喘息的時間，使我們不敢有抱著已學(xué)知識用一輩子的念頭。作為計算機測控領(lǐng)域的教師，還為找不到新教材而煩惱?，F(xiàn)有教材大多是幾年前出版的其最新的內(nèi)容也已有許多是過時的。給學(xué)生講授過時的技術(shù)，無疑是浪費學(xué)生的寶貴時間，而在大學(xué)不能學(xué)到最新的技術(shù)，也可以說是學(xué)校的失責(zé)，是教師的失責(zé)。因此，決定根據(jù)本人多年的工作經(jīng)驗，編寫本書作為課程的教材。對大多數(shù)教材，討論一樣?xùn)|西的應(yīng)用，必先討論其原理。似乎不了解其原理，就必定不能用好該東西。其實這種觀念應(yīng)該變一變了。由于科技的發(fā)展，我們使用的元器件越來越復(fù)雜，以至于我們無法了解我們所使用的每一個元件的結(jié)構(gòu)及原理。為了使一般工程設(shè)計人員可以使用這些新器件、新技術(shù)，需要對器件、接口技術(shù)等進行“傻瓜化”處理，這就是技術(shù)的封裝，即將復(fù)雜的技術(shù)封裝起來。設(shè)計人員只需知道該器件的功能、輸入信號、輸出信號、使用方法及注意事項，就可正確使用該器件，而對于器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理及實現(xiàn)方法有一個大概了解即可，甚至可以不必知道。事實上，國內(nèi)外許多企業(yè)都在做技術(shù)封裝工作，從硬件的技術(shù)封裝到軟件的技術(shù)封裝；從簡單產(chǎn)品的技術(shù)封裝到高科技產(chǎn)品的技術(shù)封裝。有不少企業(yè)因此從不起眼的小企業(yè)成長為有一定規(guī)模的大中型企業(yè)。如國內(nèi)的許多固態(tài)繼電器企業(yè)即是在做基本的技術(shù)封裝，而像南京恒沁電子這樣的企業(yè)則是在做IT產(chǎn)品的元件級封裝（USB接口芯片、PCI接口芯片），包括硬件及軟件兩方面的技術(shù)封裝。國內(nèi)不少驅(qū)動模塊的生產(chǎn)企業(yè)，用相對簡單的技術(shù)，成就了它們的事業(yè)；而液晶顯示器件的生產(chǎn)，也有不少企業(yè)用技術(shù)封裝來拓展它們的市場，使工程設(shè)計人員可以快速而高效地開發(fā)新產(chǎn)品。

內(nèi)容概要

針對目前國內(nèi)大學(xué)生動手能力差的弱點，本書編寫時注重實用性。不是光講原理，對于實際如何在系統(tǒng)中應(yīng)用避而不談，而是將重點放在如何用的問題。對學(xué)生的目標(biāo)是：對于基本內(nèi)容，學(xué)過必須會用，而不是遇到實際問題不知所措。    由于電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前多數(shù)教材內(nèi)容陳舊，有許多內(nèi)容已經(jīng)淘汰，因此本書編寫時，力求反映當(dāng)前的最新菝術(shù)。由于歷史原因，讀者通帑已經(jīng)接觸過一些以前常用的技術(shù)和產(chǎn)品，從系統(tǒng)性考慮，這些技術(shù)和產(chǎn)品也有一定的介紹和對比。    系統(tǒng)性是本書作為教材編寫必須考慮的問題。本書是作為工業(yè)測控系統(tǒng)編寫的，對高頻電子技術(shù)的測控并未涉及。本書力求能系統(tǒng)地講解工業(yè)測控系統(tǒng)中所需的常用技術(shù)，使讀者能對測控系統(tǒng)有一個全面的了解。測控系統(tǒng)的許多技術(shù)都有相當(dāng)難度。本書力求由淺入深，使讀者更容易掌握。    本書可作為測控技術(shù)及儀器、自動控制、機電一體化等專業(yè)的大學(xué)本科生或研究生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)學(xué)生或技術(shù)工作者的參考書。

書籍目錄

第1章 計算機串行通信接口技術(shù)  1.1 異步串行通信    1.1.1 異步串行通信硬件    1.1.2 異步串行通信的直接連接    1.1.3 RS-232C    1.1.4 RS-422和RS-485    1.1.5 硬件接線連接方式    1.1.6 數(shù)據(jù)包組成及數(shù)據(jù)包的同步    1.1.7 數(shù)據(jù)的主動發(fā)送與主從通信方式  1.2 SPl接口    1.2.1 使用SPl接口的芯片實例    1.2.2 軟件SPl接口的實例    1.2.3 硬件SPl接口  1.3 12C總線與2線接口    1.3.1 標(biāo)準的I2C總線    1.3.2 符合l2C總線硬件規(guī)范的2線接口    1.3.3 不符合I2c總線硬件規(guī)范的2線接口  1.4 USB總線    1.4.1 USB接口概述    1.4.2 USB硬件接口設(shè)計實例  1.5 CAN總線    1.5.1 CAN總線規(guī)范    1.5.2 CAN控制器    1.5.3 CAN的連接方式和總線收發(fā)器    1.5.4 CAN總線的電磁兼容和保護    1.5.5 CAN報文格式    1.5.6 CAN數(shù)據(jù)接收過濾器    1.5.7 應(yīng)用層通信協(xié)議  1.6 長距離通信問題    1.6.1 用電流環(huán)實現(xiàn)隔離的長線通信    1.6.2 使用RS-422／485的長線通信    1.6.3 使用光纖傳輸RS-422／485信號  1.7 開機握手與波特率自動同步    1.7.1 標(biāo)準波特率時的同步    1.7.2 微控制器的波特率自動同步  1.8 實例：數(shù)字溫度計電路設(shè)計    1.8.1 數(shù)字測溫電路DSl626／DSl726    1.8.2 電路設(shè)計  1.9 實例：RS-232C與電流環(huán)、RS-422／RS-485轉(zhuǎn)換電路設(shè)計    1.9.1 RS-232C與電流環(huán)轉(zhuǎn)換及光電隔離    1.9.2 RS-232C與RS-422轉(zhuǎn)換及光電隔離  習(xí)題第2章 發(fā)光二極管顯示器件的接口技術(shù)  2.1 靜態(tài)顯示    2.1.1 發(fā)光二極管的類型及特點    2.1.2 使用串行芯片的靜態(tài)顯示    2.1.3 發(fā)光二極管的限流  ……第3章 繼電器及電機的驅(qū)動技術(shù)第4章 開關(guān)量輸入輸出的隔離技術(shù)第5章 液晶點陣屏接口及存儲器擴展技術(shù)第6章 傳感器及小信號放大技術(shù)第7章 數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換技術(shù)第8章 片上系統(tǒng)及在系統(tǒng)可編程技術(shù)第9章 ARM技術(shù)第10章 計算機虛擬儀器技術(shù)附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：為可靠區(qū)分數(shù)據(jù)包，應(yīng)使用特殊的數(shù)據(jù)包起始字節(jié)。通常使用兩種方式構(gòu)成數(shù)據(jù)包起始字節(jié)：使用ASCII碼的控制區(qū)字符（1FH以下的字符），或使用字符串構(gòu)成數(shù)據(jù)包起始字節(jié)。使用ASCII碼的控制區(qū)字符構(gòu)成起始字節(jié)時，常使用SOH（Start of Heading，OlH）或STX（Startof Text，02H）作為起始字節(jié)（也可使用其他控制區(qū)字符）。為保證起始字節(jié)的唯一性，數(shù)據(jù)塊中的其他部分不可包含相同字節(jié)（包括校驗字節(jié)部分），所以數(shù)據(jù)塊部分通常使用十六進制的ASCII字符傳送，如欲發(fā)送數(shù)據(jù)塊部分的0lH字節(jié)（不是起始字節(jié)），則實際發(fā)送30H和31H兩個字節(jié)。顯然，這種方式效率較低，譬如要發(fā)送10個字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，實際發(fā)送的字節(jié)數(shù)將達25字節(jié)以上。發(fā)送較大數(shù)據(jù)包時，常使用數(shù)據(jù)字串作為起始字節(jié)，譬如常發(fā)送“AA55”4個字節(jié)作為數(shù)據(jù)包的起始字節(jié)。這種方式允許數(shù)據(jù)塊內(nèi)容為任何字符，而不必以十六進制方式發(fā)送數(shù)據(jù)塊。但這種方式有可能引起數(shù)據(jù)塊誤同步，不過概率很低。用這種同步方式，發(fā)送512個字節(jié)的數(shù)據(jù)塊僅需實際發(fā)送520個字節(jié)左右即可。

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