出版時間:2009-3 出版社:趙茂泰 電子工業(yè)出版社 (2009-03出版) 作者:趙茂泰 編 頁數(shù):359
前言
隨著大規(guī)模集成電路、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,以及人工智能在測試技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)電子測量儀器在原理、功能、精度及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化,逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代測試儀器——智能儀器。目前,不僅大多數(shù)傳統(tǒng)電子儀器已有相應(yīng)換代的智能化產(chǎn)品,而且還出現(xiàn)了一些全新的儀器類型和測試系統(tǒng)體系,儀器智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代電子儀器發(fā)展的主流方向。本書第1版自1999年出版以來,得到了廣大讀者的歡迎、支持和鼓勵。同時,智能儀器技術(shù)及其設(shè)計方法在此期間又有新的發(fā)展,作者在教學(xué)實踐和科研工作中也有一些新的體會,這些正是再次修訂本書的主要動力。本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。主要闡述如何運用微型計算機系統(tǒng)實現(xiàn)電子儀器智能化的相關(guān)問題,包括實現(xiàn)原理及其硬件和軟件的設(shè)計思想、方法和技巧。全書共分10章。第1章扼要介紹智能儀器的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計要點以及現(xiàn)狀與發(fā)展。第2,3,4,5章較詳細地論述智能儀器原理及實現(xiàn)技術(shù)中帶有共性的部分,其內(nèi)容包括智能儀器模擬量輸入/輸出通道、人機接口、通信接口以及典型處理功能。為使讀者建立起智能儀器的整機概念,第6,7,8,9章分別對電壓、時間-頻率和示波器三類智能型測量儀器和合成信號發(fā)生器的原理及設(shè)計做了較詳細的論述,編者認為,只要透徹掌握這幾類最具代表性的智能儀器,其他類型的電子儀器以及電子設(shè)備的智能化設(shè)計便不會存在大的障礙。第10章簡要闡述了智能儀器的幾項新發(fā)展,內(nèi)容包括個人儀器及系統(tǒng)、VXI總線儀器系統(tǒng)以及基于軟件的虛擬儀器技術(shù)。本書每章皆有思考題與習(xí)題,以便復(fù)習(xí)。書中還含有許多具體的設(shè)計實例,以利于讀者對智能儀器設(shè)計中最關(guān)鍵的部分深入理解、牢固掌握和靈活運用。本書編寫注重理論聯(lián)系實際,在講清基本原理的基礎(chǔ)上,側(cè)重討論在智能儀器實際設(shè)計過程中所涉及的具體方法與技巧。旨在使讀者學(xué)會運用所學(xué)的微型計算機和電子技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識,解決現(xiàn)代電子儀器開發(fā)過程中的實際問題,逐步具備能夠設(shè)計以微型計算機為核心的電子系統(tǒng)的能力。使用本書教學(xué)時應(yīng)配合一定數(shù)量的課程設(shè)計或綜合實驗,為此本書在第6,7.8,9章中,提供了幾種智能儀器和個人儀器課程設(shè)計或綜合實驗的素材,供教學(xué)時選用,其中部分內(nèi)容在作者教學(xué)中使用過。編者認為,若能獨立完成這些較典型智能儀器的設(shè)計或?qū)嶒?,今后遇到實際的智能化儀器或設(shè)備設(shè)計課題時,只要再分析課題的特殊要求和某些專用電路,就能很快地進入設(shè)計狀態(tài)。為符合微型計算機發(fā)展的趨勢和目前我國高等院校計算機系列課程教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)狀,本書側(cè)重論述以MCS-51單片機和Pc為背景的智能儀器與測試系統(tǒng)。
內(nèi)容概要
智能儀器原理及應(yīng)用(第3版)》系統(tǒng)深入地論述以微型計算機為核心的智能電子儀器的結(jié)構(gòu)體系,及其硬件與軟件的設(shè)計原理和實現(xiàn)方法。全書共分10章,內(nèi)容包括智能儀器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計要點以及現(xiàn)狀與發(fā)展,智能儀器模擬量輸入/輸出通道,智能儀器人機接口,智能儀器通信接口,智能儀器典型處理功能,基于電壓測量的智能儀器,信號發(fā)生器,智能電子計數(shù)器,數(shù)字示波器,智能儀器的新發(fā)展等。為使理論聯(lián)系實際,書中含有許多設(shè)計實例,每章皆有思考題與習(xí)題。為了方便教學(xué),《智能儀器原理及應(yīng)用(第3版)》另配有電子教案,向采納《智能儀器原理及應(yīng)用(第3版)》作為教材的教師免費提供?! 吨悄軆x器原理及應(yīng)用(第3版)》可作為高等院校電子類專業(yè)教材或?qū)I(yè)培訓(xùn)教材,也可供從事電子儀器及測量技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)的科技人員學(xué)習(xí)參考。
書籍目錄
第1章 導(dǎo)論1.1 智能儀器的組成及特點1.1.1 智能儀器的典型結(jié)構(gòu)1.1.2 智能儀器的主要特點1.2 智能儀器及測試系統(tǒng)的發(fā)展1.2.1 獨立式智能儀器及自動測試系統(tǒng)1.2.2 個人儀器系統(tǒng)及VXI總線儀器系統(tǒng)1.2.3 軟件技術(shù)的高速發(fā)展及虛擬儀器1.3 智能儀器設(shè)計的要點1.3.1 設(shè)計、研制智能儀器的一般過程1.3.2 智能儀器主機電路的選擇思考題與習(xí)題第2章 智能儀器模擬量輸入/輸出通道2.1 模擬量輸入通道2.1.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述2.1.2 逐次比較式A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口2.1.3 積分式A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口2.2 高速模擬量輸入通道2.2.1 并行比較式A/D轉(zhuǎn)換器原理概述2.2.2 高速A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù)2.2.3 高速數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸2.3 模擬量輸出通道2.3.1 D/A轉(zhuǎn)換器概述2.3.2 D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口2.3.3 D/A轉(zhuǎn)換器應(yīng)用舉例2.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2.4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成2.4.2 模擬多路開關(guān)及接口2.4.3 模擬信號的采樣與保存2.4.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計舉例思考題與習(xí)題[LM]第3章 智能儀器人機接口3.1 鍵盤與接口〖HT5SS〗3.1.1 鍵盤輸入基礎(chǔ)知識3.1.2 鍵盤接口電路及控制程序3.1.3 鍵盤分析程序3.2 LED顯示及接口3.2.1 LED顯示原理3.2.2 七段LED顯示及接口3.2.3 點陣LED顯示及接口3.3 鍵盤/LED顯示器接口設(shè)計3.3.1 HD 7279A的功能及結(jié)構(gòu)特點3.3.2 鍵盤/LED顯示器接口設(shè)計舉例3.4 CRT顯示及接口3.4.1 光柵掃描字符顯示系統(tǒng)3.4.2 光柵掃描圖形顯示系統(tǒng)3.4.3 隨機掃描圖形顯示系統(tǒng)3.5 微型打印機及接口3.5.1 TPμP-40B/C 微型打印機及其接口3.5.2 漢字打印技術(shù)3.5.3 微型打印機接口管理程序思考題與習(xí)題第4章 智能儀器通信接口4.1 GPIB通用接口總線4.1.1 GP-IB標準接口系統(tǒng)概述4.1.2 接口功能與接口消息4.1.3 GP-IB標準接口系統(tǒng)的運行4.2 GPIB接口電路的設(shè)計4.2.1 GP-IB接口芯片簡介4.2.2 智能儀器的GP-IB接口設(shè)計4.2.3 控制器的GP-IB接口設(shè)計4.3 串行通信總線4.3.1 串行通信基本方式4.3.2 串行通信協(xié)議4.3.3 RS232C標準4.4 串行通信接口電路的設(shè)計4.4.1 智能儀器串行通信接口的結(jié)構(gòu)4.4.2 MCS51系統(tǒng)串行通信設(shè)計舉例4.4.3 PC系統(tǒng)與MCS-51系統(tǒng)的通信思考題與習(xí)題第5章 智能儀器典型處理功能5.1 硬件故障的自檢5.1.1 自檢方式5.1.2 自檢算法5.1.3 自檢軟件5.2 自動測量功能5.2.1 自動量程轉(zhuǎn)換5.2.2 自動觸發(fā)電平調(diào)節(jié)5.2.3 自動零點調(diào)整5.2.4 自動校準5.3 儀器測量精度的提高5.3.1 隨機誤差的處理方法5.3.2 系統(tǒng)誤差的處理方法5.3.3 粗大誤差的處理方法5.4 干擾與數(shù)字濾波5.4.1 中值濾波5.4.2 平均濾波程序5.4.3 低通數(shù)字濾波5.5 測量數(shù)據(jù)的標度變換5.5.1 線性標度變換5.5.2 非線性參數(shù)的標度變換思考題與習(xí)題第6章 基于電壓測量的智能儀器6.1 智能DVM原理6.1.1 概述6.1.2 輸入電路6.1.3 智能DVM中的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)6.1.4 典型智能DVM介紹6.2 智能DMM原理6.2.1 概述6.2.2 交直流轉(zhuǎn)換器6.2.3 其他模擬轉(zhuǎn)換技術(shù)6.2.4 典型智能DMM介紹6.3 智能化RLC測量儀原理6.3.1 概述6.3.2 自由軸法測量原理6.3.3 RLC測量儀電路分析6.3.4 典型智能RLC測量儀介紹思考題與習(xí)題第7章 信號發(fā)生器7.1 信號發(fā)生器7.1.1 信號發(fā)生器的分類及性能7.1.2 通用信號發(fā)生器的組成7.1.3 合成信號發(fā)生器的組成7.2 鎖相頻率合成信號發(fā)生器7.2.1 鎖相環(huán)的基本形式7.2.2 通用型集成鎖相環(huán)頻率合成器7.2.3 合成信號發(fā)生器頻率合成單元的組成7.2.4 典型合成信號發(fā)生器分析7.3 直接數(shù)字頻率合成信號發(fā)生器7.3.1 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)概述7.3.2 基于DDS芯片的頻率合成信號發(fā)生器的設(shè)計7.3.3 典型DDS合成信號發(fā)生器簡介思考題與習(xí)題第8章 智能電子計數(shù)器8.1 電子計數(shù)器測量原理8.1.1 概述8.1.2 多周期同步測量技術(shù)8.1.3 內(nèi)插模擬擴展技術(shù)8.2 典型部件的分析8.2.1 輸入通道8.2.2 計數(shù)器電路 8.2.3 單片通用計數(shù)器集成芯片8.3 智能電子計數(shù)器的設(shè)計 8.3.1 以ICM 7226為基礎(chǔ)的智能頻率計8.3.2 等精度頻率計的設(shè)計實例8.4 典型智能計數(shù)器產(chǎn)品介紹8.4.1 儀器的原理與組成8.4.2 儀器鍵盤操作與分析8.4.3 儀器的軟件系統(tǒng)思考題與習(xí)題第9章 數(shù)字示波器9.1 概述9.1.1 數(shù)字示波器的組成原理9.1.2 數(shù)字示波器的主要技術(shù)指標及分析9.1.3 數(shù)字示波器的特點9.2 數(shù)字示波器的采樣方式9.2.1 實時采樣方式原理及實現(xiàn)9.2.2 順序采樣方式原理及實現(xiàn)9.2.3 隨機采樣方式原理及實現(xiàn)9.3 數(shù)字示波器組成原理9.3.1 現(xiàn)代數(shù)字示波器的一般組成9.3.2 輸入通道電路9.3.3 數(shù)據(jù)采集與存儲電路9.3.4 觸發(fā)電路系統(tǒng)9.3.5 顯示系統(tǒng)9.3.6 波形參數(shù)的測量與處理9.4 數(shù)字示波器的設(shè)計9.4.1 簡易數(shù)字示波器的設(shè)計9.4.2 順序采樣方式數(shù)字示波器的設(shè)計9.4.3 智能超聲波測厚儀介紹思考題與習(xí)題第10章 智能儀器的新發(fā)展10.1 個人儀器及系統(tǒng)10.1.1 個人儀器及發(fā)展10.1.2 PC-DAQ形式個人儀器的組成原理10.1.3 DVM個人儀器的設(shè)計實例10.1.4 HP-PC 儀器系統(tǒng)介紹10.2 VXI 總線儀器系統(tǒng) 10.2.1 VXI 總線儀器系統(tǒng)概述10.2.2 VXI總線儀器系統(tǒng)軟件10.2.3 VXI總線儀器系統(tǒng)的組建10.3 虛擬儀器及系統(tǒng)10.3.1 虛擬儀器及系統(tǒng)概述10.3.2 LabVIEW 虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)介紹10.3.3 虛擬儀器系統(tǒng)設(shè)計的實例10.3.4 虛擬儀器的發(fā)展思考題與習(xí)題參考文獻
章節(jié)摘錄
插圖:第1章 導(dǎo)論1.1 智能儀器的組成及特點微電子學(xué)和計算機等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。微處理器在20世紀70年代初期問世不久,就被引進電子測量和儀器領(lǐng)域,所占比重在各項計算機應(yīng)用領(lǐng)域中名列前茅。在這之后,隨著微處理器在體積小、功能強、價格低等方面的進一步的發(fā)展,電子測量與儀器和計算機技術(shù)的結(jié)合就愈加緊密,形成了一種全新的微型計算機化儀器。由于這種含微型計算機的電子儀器擁有對數(shù)據(jù)的存儲、運算、邏輯判斷、自動化操作及與外界通信的功能,具有一定的智能作用,因而被稱為智能儀器,以區(qū)別于傳統(tǒng)的電子儀器。近年來,智能儀器已開始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識處理方面發(fā)展,并具有模糊判斷、故障判斷、容錯技術(shù)、傳感器融合、機件壽命預(yù)測等功能,使智能儀器向更高的層次發(fā)展。1.1.1 智能儀器的典型結(jié)構(gòu)智能儀器實際上是一個專用的微型計算機系統(tǒng),它由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分主要包括主機電路、模擬量輸入/輸出通道、人機接口電路、通信接口電路,其通用結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。其中主機電路用來存儲程序、數(shù)據(jù)并進行一系列的運算和處理,它通常由微處理器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器及輸入/輸出(I/O)接口電路等組成,或者它本身就是一個單片微型計算機;模擬量輸入/輸出通道用來輸入/輸出模擬信號,主要由A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和有關(guān)的模擬信號處理電路等組成;人機接口電路的作用是溝通操作者和儀器之間的聯(lián)系,主要由儀器面板中的鍵盤和顯示器組成;通信接口電路用于實現(xiàn)儀器與計算機的聯(lián)系,以便使儀器可以接受計算機的程控命令,目前生產(chǎn)的智能儀器一般都配有GP-IB等通信接口。智能儀器的軟件分為監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。監(jiān)控程序是面向儀器面板鍵盤和顯示器的管理程序,其內(nèi)容包括:通過鍵盤輸入命令和數(shù)據(jù),以對儀器的功能、操作方式與工作參數(shù)進行設(shè)置;根據(jù)儀器設(shè)置的功能和工作方式,控制I/O接口電路進行數(shù)據(jù)采集、存儲;按照儀器設(shè)置的參數(shù),對采集的數(shù)據(jù)進行相關(guān)的處理;以數(shù)字、字符、圖形等形式顯示測量結(jié)果、數(shù)據(jù)處理的結(jié)果及儀器的狀態(tài)信息。接口管理程序是面向通信接口的管理程序,其內(nèi)容是接收并分析來自通信接口總線的遠控命令,包括描述有關(guān)功能、操作方式與工作參數(shù)的代碼;進行有關(guān)的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理;通過通信接口送出儀器的測量結(jié)果、數(shù)據(jù)處理的結(jié)果及儀器的現(xiàn)行工作狀態(tài)信息。
編輯推薦
《智能儀器原理及應(yīng)用(第3版)》編寫注重理論聯(lián)系實際,在講清基本原理的基礎(chǔ)上,側(cè)重討論在智能儀器實際設(shè)計過程中所涉及的具體方法與技巧。旨在使讀者學(xué)會運用所學(xué)的微型計算機和電子技術(shù)等方面的基礎(chǔ)知識,解決現(xiàn)代電子儀器開發(fā)過程中的實際問題,逐步具備能夠設(shè)計以微型計算機為核心的電子系統(tǒng)的能力。 為符合微型計算機發(fā)展的趨勢和目前我國高等院校計算機系列課程教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)狀,《智能儀器原理及應(yīng)用(第3版)》側(cè)重論述以MCS-51單片機和PC為背景的智能儀器與測試系統(tǒng)。
圖書封面
評論、評分、閱讀與下載