智能技術(shù)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

第1章 概述
1.1 引言1
1.2 智能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征2
1.2.1 智能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2
1.2.2 智能系統(tǒng)的特征3
1.3 智能系統(tǒng)的基本功能及發(fā)展趨勢(shì)6
1.3.1 基本功能6
1.3.2 發(fā)展趨勢(shì)6
1.3.3 個(gè)人(專(zhuān)家)系統(tǒng)8
1.4 智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程12
1.4.1 明確設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及要求12
1.4.2 制定方案的主要工作13
1.4.3 方案實(shí)施過(guò)程13
習(xí)題16
第2章 智能系統(tǒng)的信號(hào)獲取方法
2.1 獲取信號(hào)敏感器件的物理特性17
2.1.1 信號(hào)獲取方法的對(duì)象17
2.1.2 信號(hào)獲取方法的變換原理17
2.1.3 信號(hào)獲取方法的組成18
2.1.4 傳感器的應(yīng)用舉例18
2.1.5 傳感器的參數(shù)19
2.1.6 選擇傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)21
2.2 位移信號(hào)獲取方法22
2.2.1 直線(xiàn)位移信號(hào)獲取方法22
2.2.2 角位移信號(hào)獲取方法25
2.3 速度和加速度信號(hào)獲取方法26
2.3.1 線(xiàn)速度信號(hào)獲取方法26
2.3.2 轉(zhuǎn)速信號(hào)獲取方法27
2.3.3 加速度信號(hào)獲取方法27
2.4 壓力信號(hào)獲取方法28
2.4.1 金屬電阻應(yīng)變片式28
2.4.2 半導(dǎo)體應(yīng)變片式29
2.4.3 壓電晶體式29
2.5 流量信號(hào)獲取方法29
2.5.1 渦輪式29
2.5.2 電磁式29
2.5.3 半導(dǎo)體式30
2.6 溫度信號(hào)獲取方法30
2.6.1 熱電阻式30
2.6.2 熱電偶式31
2.6.3 PN結(jié)式31
2.6.4 紅外線(xiàn)式32
2.7 光敏信號(hào)獲取方法32
2.7.1 光敏電阻式32
2.7.2 光電二極管式33
2.7.3 光電三極管式33
2.7.4 光電倍增管式33
2.7.5 光電池式34
2.7.6 光電耦合式34
2.7.7 光纖式35
2.8 CCD圖像信號(hào)獲取方法37
2.8.1 CCD線(xiàn)性圖像變換式38
2.8.2 CCD面積圖像變換式39
2.8.3 通用型CCD圖像變換式40
2.8.4 CCD應(yīng)用舉例41
2.9 氣敏信號(hào)獲取方法45
2.9.1 二氧化錫(SnO2)類(lèi)45
2.9.2 氧化鋅(ZnO)類(lèi)46
2.9.3 三氧化二鐵(Fe2O3)類(lèi)46
習(xí)題48
第3章 智能系統(tǒng)的鍵盤(pán)
3.1 鍵盤(pán)輸入的特點(diǎn)及鍵盤(pán)的處理49
3.1.1 鍵盤(pán)輸入的特點(diǎn)49
3.1.2  鍵盤(pán)輸入的處理50
3.2 鍵盤(pán)的組織50
3.2.1 獨(dú)立連接式無(wú)編碼鍵盤(pán)51
3.2.2 獨(dú)立連接式編碼鍵盤(pán)52
3.2.3 矩陣連接式無(wú)編碼鍵盤(pán)52
3.2.4 矩陣連接式編碼鍵盤(pán)57
3.2.5 CRT屏幕鍵盤(pán)58
3.3 鍵合跳動(dòng)和疊鍵的防止60
3.4 鍵語(yǔ)分析62
3.4.1 鍵語(yǔ)62
3.4.2 鍵語(yǔ)狀態(tài)圖63
3.4.3 鍵語(yǔ)狀態(tài)表64
3.4.4 鍵語(yǔ)分析程序67
3.4.5 其他鍵語(yǔ)分析方法68
習(xí)題69
第4章 智能系統(tǒng)的顯示和語(yǔ)音合成
4.1 智能系統(tǒng)的顯示70
4.1.1 顯示的主要方式70
4.1.2 發(fā)光二極管顯示71
4.1.3 七段顯示器71
4.1.4 七段顯示器的驅(qū)動(dòng)方式74
4.1.5 點(diǎn)陣字符顯示器76
4.1.6 矢量式CRT顯示78
4.1.7 點(diǎn)陣式CRT顯示79
4.2 集成6845型CRT控制器的功能特點(diǎn)及應(yīng)用81
4.2.1 集成6845型CRT的功能特點(diǎn)81
4.2.2 集成6845型CRTC的應(yīng)用舉例84
4.3 人工語(yǔ)音合成90
4.3.1 人工語(yǔ)音合成方法90
4.3.2 人工語(yǔ)音程序的編制方法94
習(xí)題97
第5章 智能系統(tǒng)的接口
5.1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通用VXI接口98
5.1.1 VXI的由來(lái)與特點(diǎn)98
5.1.2 VXI系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)99
5.1.3 VXI系統(tǒng)的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)103
5.1.4 VXI總線(xiàn)器件及其通信協(xié)議112
5.1.5 VXI總線(xiàn)器件的實(shí)現(xiàn)116
5.2 國(guó)際通用STD接口121
5.2.1 總線(xiàn)信號(hào)的定義和排列121
5.2.2 總線(xiàn)信號(hào)的功能122
5.2.3 總線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)125
習(xí)題125
第6章 智能系統(tǒng)的DAC轉(zhuǎn)換技術(shù)
6.1 DAC與微系統(tǒng)的聯(lián)用方法126
6.2 利用DAC產(chǎn)生波形的方法127
6.2.1 斜坡電壓的產(chǎn)生方法128
6.2.2 三角波的產(chǎn)生方法130
6.2.3 矩形脈沖的產(chǎn)生方法131
6.2.4 任意波形的產(chǎn)生方法132
6.3 利用DAC繪圖的方法132
6.3.1 一維輸出方法133
6.3.2 二維輸出方法135
6.4 8位以上的DAC的連接方法138
6.5 專(zhuān)為微處理器配用的DAC使用方法141
6.5.1 AD558的使用方法141
6.5.2 AD7542的使用方法142
6.5.3 AD7542的應(yīng)用144
6.5.4 AD7543的使用方法146
習(xí)題148
第7章 智能系統(tǒng)的ADC轉(zhuǎn)換技術(shù)
7.1 ADC與微系統(tǒng)的聯(lián)用方法149
7.2 比較式ADC轉(zhuǎn)換技術(shù)149
7.2.1 斜坡式比較法150
7.2.2 逐次逼近法151
7.3 ADC集成電路的使用方法155
7.3.1 8255接口使用方法156
7.3.2 6820接口使用方法157
7.3.3 不使用可程控接口方法158
7.4 數(shù)字面板表集成電路的利用方法158
7.4.1 單量程雙極性DPM的使用方法158
7.4.2 多量程雙極性DPM的使用方法162
7.5 利用DPM構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法163
7.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其定時(shí)方法168
7.6.1 利用軟件計(jì)數(shù)延時(shí)來(lái)定時(shí)的方法169
7.6.2 利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘作查詢(xún)定時(shí)的方法170
7.6.3 利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘來(lái)中斷的方法171
7.7 采集到的數(shù)據(jù)的利用方法172
7.8 數(shù)據(jù)采集集成電路的使用方法178
習(xí)題181
第8章 智能系統(tǒng)的基本算法
8.1 算法的基本概念182
8.2 二進(jìn)制整數(shù)的表示法184
8.2.1 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)184
8.2.2 有符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)的表示185
8.2.3 字節(jié)的擴(kuò)充和壓縮187
8.3 二進(jìn)制整數(shù)加法188
8.3.1 單字節(jié)數(shù)相加188
8.3.2 多字節(jié)數(shù)相加189
8.4 二進(jìn)制整數(shù)減法191
8.5 二進(jìn)制整數(shù)乘法191
8.5.1 無(wú)符號(hào)數(shù)相乘191
8.5.2 有符號(hào)數(shù)相乘194
8.5.3 Wallace樹(shù)算法196
8.5.4 Booth算法198
8.5.5 近似值的簡(jiǎn)化算法198
8.6 二進(jìn)制整數(shù)除法199
8.6.1 無(wú)符號(hào)數(shù)相除199
8.6.2 有符號(hào)數(shù)相除200
8.6.3 除法中的若干特殊問(wèn)題201
8.6.4 簡(jiǎn)化的除法算法203
8.7 二進(jìn)制定點(diǎn)數(shù)的計(jì)算204
8.7.1 定點(diǎn)數(shù)的加和減205
8.7.2 定點(diǎn)數(shù)的乘和除205
8.7.3 截尾舍入法205
8.8 二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)的計(jì)算208
8.8.1 采用浮點(diǎn)數(shù)的原因208
8.8.2 二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)的表示法和慣例209
8.8.3 浮點(diǎn)數(shù)的歸一化211
8.8.4 浮點(diǎn)數(shù)的計(jì)算211
8.9 十進(jìn)制數(shù)的計(jì)算212
8.10 常用函數(shù)的近似計(jì)算213
8.10.1 開(kāi)方根的計(jì)算213
8.10.2 利用冪級(jí)數(shù)計(jì)算常用函數(shù)214
8.10.3 利用曲線(xiàn)擬合法計(jì)算函數(shù)的近似值215
8.11  檢索和查表217
8.11.1 無(wú)序清單的檢索217
8.11.2 尋找極值218
8.11.3 排序219
8.11.4 有序清單的檢索225
8.11.5 表格的組織與查表法227
習(xí)題229
第9章 智能系統(tǒng)的測(cè)量算法
9.1 主序算法和內(nèi)務(wù)算法230
9.2 定時(shí)算法233
9.3 隨機(jī)誤差的處理237
9.4 利用誤差模型修正誤差238
9.5 利用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表修正誤差242
9.6 通過(guò)曲線(xiàn)擬合來(lái)求得校準(zhǔn)方程245
9.7 誤差修正技術(shù)應(yīng)用舉例247
9.8 利用算法來(lái)提高設(shè)備硬件性能257
9.8.1 四相三斜型積分式A/D轉(zhuǎn)換257
9.8.2 多斜I型A/D轉(zhuǎn)換259
9.8.3 多斜II型A/D轉(zhuǎn)換261
9.8.4 余數(shù)再循環(huán)式A/D轉(zhuǎn)換263
9.8.5 提高測(cè)時(shí)分辨力的雙游標(biāo)法265
9.8.6 頻率計(jì)數(shù)器中的自動(dòng)變頻法267
9.9 多處理器系統(tǒng)中的算法問(wèn)題269
9.9.1 主從通信270
9.9.2 ADC的控制272
9.9.3 多個(gè)仆從μC的系統(tǒng)273
9.9.4 按預(yù)定計(jì)劃調(diào)度任務(wù)的調(diào)度程序274
9.10 自檢與告警顯示277
9.10.1 硬件自檢277
9.10.2 自檢算法281
習(xí)題283
第10章 智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
10.1 非線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)284
10.1.1 開(kāi)環(huán)式非線(xiàn)性補(bǔ)償法284
10.1.2 線(xiàn)性插值法實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性化287
10.1.3 二次拋物線(xiàn)插值法288
10.1.4 查表法289
10.2 標(biāo)度變換（工程變換）技術(shù)291
10.2.1 標(biāo)度變換原理291
10.2.2 線(xiàn)性信號(hào)獲取法特性的標(biāo)度變換292
10.2.3 非線(xiàn)性信號(hào)獲取法特性的標(biāo)度變換292
10.3 數(shù)字濾波技術(shù)293
10.3.1 算術(shù)平均值法294
10.3.2 加權(quán)平均值法294
10.3.3 中位值法294
10.3.4 一階慣性濾波法295
10.3.5 抑制脈沖算術(shù)平均法296
10.4 分布參數(shù)抑制技術(shù)297
10.4.1 分布參數(shù)的影響297
10.4.2 分布參數(shù)抑制技術(shù)298
10.5 自動(dòng)零位校準(zhǔn)和自動(dòng)精密校準(zhǔn)技術(shù)301
10.5.1 自校零與零位偏移補(bǔ)償301
10.5.2 替代法自校準(zhǔn)303
10.6 自診斷技術(shù)304
10.6.1 信號(hào)獲取法通道斷線(xiàn)自診斷304
10.6.2 信號(hào)獲取法檢測(cè)回路短路保護(hù)和自檢 305
習(xí)題305
第11章 智能系統(tǒng)的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)
11.1 直接分析法設(shè)計(jì)監(jiān)控程序306
11.2 狀態(tài)變量法設(shè)計(jì)監(jiān)控程序309
11.2.1 狀態(tài)與狀態(tài)矩陣309
11.2.2 設(shè)計(jì)步驟310
11.2.3 狀態(tài)圖和狀態(tài)表的設(shè)計(jì)313
11.2.4 監(jiān)控主程序設(shè)計(jì)舉例315
習(xí)題318
第12章 智能系統(tǒng)的軟件(大系統(tǒng)軟件)設(shè)計(jì)
12.1 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)319
12.2 由頂向下設(shè)計(jì)322
12.3 模塊化編程324
12.3.1 模塊的大小324
12.3.2 模塊的獨(dú)立性325
12.3.3 模塊的具體定義325
12.4 結(jié)構(gòu)化編碼327
12.4.1 過(guò)程匣327
12.4.2 二中選一327
12.4.3 廣義循環(huán)327
12.4.4 另一形式的循環(huán)328
12.4.5 多種情況轉(zhuǎn)移328
12.4.6 調(diào)用子程序329
12.4.7 有限制地使用無(wú)條件轉(zhuǎn)移329
12.5 非結(jié)構(gòu)化程序變換為結(jié)構(gòu)化330
12.5.1 重復(fù)編碼法330
12.5.2 狀態(tài)變量法331
12.5.3 布爾標(biāo)志法332
12.6 偽編碼333
12.7 文件的編制與文體334
12.7.1 總框圖和概述335
12.7.2 軟件使用說(shuō)明335
12.7.3 變量和定義清單335
12.7.4 存儲(chǔ)器映射圖表335
12.7.5 程序清單335
12.7.6 檢驗(yàn)方法337
12.8 結(jié)構(gòu)化原則337
12.8.1 結(jié)構(gòu)化分析337
12.8.2 軟件指標(biāo)338
12.8.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析339
12.8.4 結(jié)構(gòu)圖分解339
12.8.5 小指標(biāo)341
12.8.6 檢閱341
12.8.7 編制文件341
12.9 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)舉例342
12.9.1 模塊分解342
12.9.2 偽編碼343
12.9.3 檢閱344
12.10 編碼344
12.10.1 預(yù)防性措施344
12.10.2 留有更改余地344
12.10.3 考慮軟硬件檢驗(yàn)345
12.10.4 具體編碼345
12.11 操作系統(tǒng)347
12.11.1 操作系統(tǒng)的作用347
12.11.2 描述字節(jié)347
12.11.3 結(jié)構(gòu)化分析348
12.11.4 模塊分解348
12.11.5 偽編碼349
12.11.6 編碼350
習(xí)題351
第13章 智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例
13.1 智能化數(shù)字多用表352
13.1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)352
13.1.2 總體結(jié)構(gòu)352
13.1.3 關(guān)鍵邏輯電路的設(shè)計(jì)353
13.1.4 運(yùn)算功能354
13.1.5 IEEE488標(biāo)準(zhǔn)356
13.1.6 軟件結(jié)構(gòu)357
13.1.7 儀器的可靠性設(shè)計(jì)358
13.2 智能化測(cè)溫系統(tǒng)358
13.2.1 硬件結(jié)構(gòu)359
13.2.2 軟件設(shè)計(jì)360
13.2.3 主要功能環(huán)節(jié)的程序原理360
13.3 智能化電感電容電阻測(cè)量系統(tǒng)362
13.3.1 主要技術(shù)指標(biāo)及功能362
13.3.2 工作原理及特點(diǎn)363
13.3.3 程序結(jié)構(gòu)365
13.4 智能動(dòng)態(tài)線(xiàn)徑測(cè)量系統(tǒng)366
13.4.1 測(cè)量原理366
13.4.2 主要部件366
13.4.3 系統(tǒng)電路367
13.4.4 系統(tǒng)程序369
13.5 智能化表軟件設(shè)計(jì)370
13.6 智能化系統(tǒng)人機(jī)接口設(shè)計(jì)376
13.6.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)376
13.6.2 設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)題377
習(xí)題378
第14章 智能虛擬儀器系統(tǒng)及設(shè)計(jì)
14.1 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)380
14.1.1 虛擬儀器的結(jié)構(gòu)380
14.1.2 虛擬儀器的特點(diǎn)382
14.2 虛擬儀器(軟件程序)驅(qū)動(dòng)器383
14.2.1 虛擬儀器驅(qū)動(dòng)器的組成384
14.2.2 虛擬儀器驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)環(huán)境(幾種軟件包)386
14.2.3 虛擬儀器驅(qū)動(dòng)器(軟件)的設(shè)計(jì)舉例387
14.3 虛擬儀器設(shè)計(jì)舉例388
14.3.1 總線(xiàn)儀器公用硬件接口388
14.3.2 可程控儀器標(biāo)準(zhǔn)命令392
14.3.3 總線(xiàn)虛擬儀器的編程395
14.3.4 虛擬儀器工具軟件的功能398
習(xí)題399
第15章 智能工業(yè)控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)
15.1 順序控制與PC系統(tǒng)400
15.2 PC的結(jié)構(gòu)及工作原理401
15.2.1 PC的基本結(jié)構(gòu)401
15.2.2 PC的工作原理403
15.3 PC系統(tǒng)的編程方法404
15.3.1 編程語(yǔ)言404
15.3.2 梯形圖與指令字的編程方法405
15.4 PC控制應(yīng)用舉例417
15.4.1 直流電機(jī)送料小車(chē)控制系統(tǒng)417
15.4.2 流水線(xiàn)產(chǎn)品計(jì)件裝箱控制系統(tǒng)419
15.4.3 產(chǎn)品質(zhì)量分選檢驗(yàn)控制系統(tǒng)420
習(xí)題421
第16章 智能系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)調(diào)試設(shè)備與調(diào)試
16.1 微處理器測(cè)試設(shè)備422
16.2 微處理器開(kāi)發(fā)設(shè)備423
16.3 A型開(kāi)發(fā)系統(tǒng)424
16.4 調(diào)試儀426
16.4.1 調(diào)試儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)427
16.4.2 調(diào)試儀的電氣特點(diǎn)427
16.4.3 緩沖存儲(chǔ)內(nèi)容的顯示428
16.5 B型開(kāi)發(fā)系統(tǒng)429
16.5.1 B型MDE的結(jié)構(gòu)429
16.5.2 B型MDE上的軟件開(kāi)發(fā)429
16.5.3 B型和A型MDE的混合使用430
16.6 仿真430
16.7 正式的調(diào)試431
16.7.1 仿真時(shí)的調(diào)試431
16.7.2 電路內(nèi)部分仿真431
16.7.3 電路內(nèi)總體仿真432
16.7.4 異步調(diào)試433
16.7.5 定時(shí)循環(huán)的檢驗(yàn)433
16.7.6 中斷的檢驗(yàn)434
16.8 多重微處理器系統(tǒng)的調(diào)試434
習(xí)題435
附錄A 國(guó)際單位制（SI）及轉(zhuǎn)換表
附錄B 整機(jī)系統(tǒng)的色彩和造型比例
B.1 整機(jī)系統(tǒng)色彩442
B.2 整機(jī)系統(tǒng)造型比例與尺度444