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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.1.1 智能仪器及其特点1

1.1.2 智能仪器的组成4

1.1.3 智能仪器的工作原理5

1.1.4 智能仪器的新发展7

1.2 智能仪器设计简介10

1.2.1 设计要点10

1.2.2 监控程序的结构11

1.2.3 程序设计技术11

1.2.4 智能仪器的研制步骤13

1.2.5 智能仪器设计中应注意的问题16

习题与思考题19

第2章 智能仪器的标准数据通信接口20

2.1 RS-232标准串行接口总线20

2.2 SPI总线标准26

2.2.1 SPI总线标准介绍26

2.2.2 利用模拟SPI扩展串行E2PROM28

2.3 I2C标准总线37

2.3.1 I2C标准总线介绍37

2.3.2 80C51单片机模拟I2C总线应用实例40

2.4 USB总线标准46

2.4.1 USB总线标准介绍46

2.4.2 应用实例49

2.5 CAN总线55

2.5.1 CAN通信总线原理56

2.5.2 常用的CAN通信总线芯片60

2.5.3 CAN通信总线硬件设计61

2.6 GP-IB接口总线62

2.6.1 接口功能要素62

2.6.2 接口的基本特性63

2.6.3 总线结构63

2.6.4 消息及其编码64

2.6.5 三线挂钩过程65

2.6.6 接口功能设置66

2.7 无线数据传输和PTR2000的应用66

2.7.1 调制解调器技术简介67

2.7.2 PTR2000无线收发MODEM的应用68

习题与思考题71

第3章 预处理电路及数据采集72

3.1 概述72

3.2 传感器及其应用73

3.2.1 传感器基础知识73

3.2.2 几种常用或新型传感器简介75

3.2.3 传感器应用实例79

3.3 模拟信号放大电路83

3.3.1 模拟信号放大及集成运放简介83

3.3.2 放大电路实例85

3.4 DAC接口89

3.4.1 DAC芯片与微机接口的一般方法90

3.4.2 DAC芯片与80C51单片机接口举例93

3.5 ADC接口97

3.5.1 ADC芯片与微机接口的一般方法97

3.5.2 常用的ADC芯片与80C51单片机接口举例101

3.6 数据采集系统125

3.6.1 数据采集系统结构125

3.6.2 模拟开关126

3.6.3 采样保持电路128

3.6.4 单片数据采集系统130

习题与思考题133

第4章 人机接口技术134

4.1 键盘接口134

4.1.1 键盘简介134

4.1.2 非编码键盘136

4.1.3 编码键盘143

4.1.4 触摸屏技术145

4.2 LED显示器接口147

4.2.1 七段LED显示器147

4.2.2 点阵式LED显示器151

4.3 键盘／显示器接口实例153

4.3.1 用8155H芯片实现键盘／显示器接口153

4.3.2 用51单片机的串行口实现键盘／显示器接口156

4.3.3 利用8279专用接口芯片实现键盘／显示器接口158

4.3.4 利用7289串行接口芯片实现键盘／显示器接口169

4.4 LCD显示器接口179

4.4.1 LCD显示器的基本结构及工作原理179

4.4.2 LCD显示器与单片机接口181

4.4.3 液晶显示模块的应用187

4.5 CRT显示器接口200

4.5.1 CRT显示原理200

4.5.2 字符显示终端203

4.6 微型打印机接口205

4.6.1 8051与GP16微型打印机的接口205

4.6.2 8051与PP40绘图打印机的接口210

习题与思考题221

第5章 测量算法与系统优化设计222

5.1 测量算法222

5.1.1 量程选择222

5.1.2 极限判断与越限报警223

5.1.3 自检算法224

5.1.4 标度变换224

5.1.5 智能仪器的软件主流程实例227

5.2 测量精确度的提高229

5.2.1 随机误差与数字滤波229

5.2.2 系统误差的处理237

5.3 智能仪器的低功耗设计246

5.3.1 低功耗设计概述246

5.3.2 51系列单片机的低功耗运行247

5.3.3 存储器的低功耗运行250

5.3.4 智能仪器的低功耗设计方案252

5.4 智能仪器的抗干扰设计253

5.4.1 主要干扰源及相应的抗干扰措施253

5.4.2 印制电路板及电路的抗干扰设计257

5.4.3 软件抗干扰设计258

习题与思考题265

第6章 监控主程序的设计266

6.1 直接分析法266

6.1.1 用选择结构设计监控主程序266

6.1.2 用转移表法设计监控主程序267

6.2 状态变量法271

6.2.1 状态变量法的实质271

6.2.2 状态变量法设计步骤273

6.2.3 设计状态图和状态表的原则与技巧276

6.2.4 用状态变量法设计监控主程序实例281

习题与思考题284

第7章 接口管理程序的设计285

7.1 MC68488接口（GPIA）原理285

7.1.1 GPIA引出线功能285

7.1.2 GPIA内部寄存器功能289

7.2 80C51单片机与MC68488接口电路设计295

7.2.1 时钟信号的产生295

7.2.2 读写控制信号296

7.2.3 芯片选通控制296

7.3 接口管理程序的设计297

7.3.1 概述297

7.3.2 接口启动程序297

7.3.3 接口管理主程序298

习题与思考题300

第8章 智能仪器设计实例301

8.1 数字频率计的设计301

8.1.1 系统组成与设计方案301

8.1.2 频率计程序设计302

8.2 超声波测距仪的设计306

8.2.1 SB5227型超声波测距专用集成电路306

8.2.2 超声波测距仪的设计308

8.2.3 超声波测距网络系统的构成312

8.3 数字多用表的设计312

8.3.1 设计任务及要求312

8.3.2 设计思路与方案313

8.3.3 系统硬件设计313

8.3.4 软件设计316

8.4 智能型出租车计价器的设计318

8.4.1 设计任务与要求318

8.4.2 设计方案319

8.4.3 系统设计320

8.4.4 硬件开发321

8.4.5 软件设计323

8.4.6 系统调试328

8.4.7 指标测试与软件固化329

习题与思考题329

参考文献330