智能儀器設(shè)計

目錄
第1章緒論

1.1概述

1.1.1儀器儀表

1.1.2從傳統(tǒng)儀器到智能儀器

1.1.3智能儀器的組成和結(jié)構(gòu)

1.1.4智能儀器的主要特點(diǎn)和發(fā)展趨勢

1.2課程的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法

思考題與習(xí)題


第2章總體設(shè)計

2.1概述

2.1.1智能儀器設(shè)計過程

2.1.2總體設(shè)計及其內(nèi)容

2.2設(shè)計任務(wù)來源和分析

2.2.1設(shè)計任務(wù)來源

2.2.2設(shè)計任務(wù)分析

2.3功能規(guī)劃和指標(biāo)確定

2.4設(shè)計原則與原理

2.4.1阿貝原則及其擴(kuò)展

2.4.2平均讀數(shù)與誤差分離原理

2.4.3比較測量原理

2.4.4補(bǔ)償原理

2.4.5標(biāo)準(zhǔn)量細(xì)分原理

2.4.6其他設(shè)計原則

2.5布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.6數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

2.7智能儀器通信設(shè)計

2.8人機(jī)接口設(shè)計

2.9電源及功耗設(shè)計

2.9.1智能儀器的電源設(shè)計

2.9.2智能儀器低功耗設(shè)計

2.10總體設(shè)計的驗證和評審

2.10.1總體設(shè)計的驗證

2.10.2總體設(shè)計的評審

思考題與習(xí)題


第3章傳感器與放大器設(shè)計

3.1概述

3.2傳感器

3.2.1傳感器組成

3.2.2傳感器分類

3.2.3傳感器的選擇

3.2.4傳感器的應(yīng)用技術(shù)

3.3信號放大器

3.3.1前置放大器

3.3.2信號放大器的常見形式

3.3.3常用放大器器件及應(yīng)用

思考題與習(xí)題


第4章模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

4.1A/D轉(zhuǎn)換器

4.2比較型A/D轉(zhuǎn)換器

4.2.1逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理

4.2.2ADC0809的工作原理及應(yīng)用

4.2.3AD574A的工作原理及應(yīng)用

4.3雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器

4.3.1雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理

4.3.2雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)

4.3.35G14433的工作原理及應(yīng)用

4.3.4ICL7135的工作原理及應(yīng)用

4.4V/F型A/D轉(zhuǎn)換器

4.4.1V/F型A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)

4.4.2LM331的工作原理及應(yīng)用

4.5∑Δ型A/D轉(zhuǎn)換器

4.5.1工作原理

4.5.2AD7703的工作原理及應(yīng)用

4.5.3CS5360的工作原理及應(yīng)用

4.6A/D轉(zhuǎn)換器的選用

4.7信號輸出與D/A轉(zhuǎn)換器

4.7.1輸出通道的信號種類

4.7.2D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)與選用

4.7.3常用D/A轉(zhuǎn)換器

思考題與習(xí)題


第5章數(shù)據(jù)采集通道設(shè)計

5.1概述

5.1.1數(shù)據(jù)采集通道基本組成

5.1.2數(shù)據(jù)采集通道的特性

5.2數(shù)據(jù)采集通道的結(jié)構(gòu)

5.2.1集中采集式

5.2.2分散采集式

5.2.3應(yīng)用實例

5.3數(shù)據(jù)采集通道的誤差分析

5.3.1采樣誤差

5.3.2模擬電路的誤差

5.3.3A/D轉(zhuǎn)換器的誤差

5.3.4數(shù)據(jù)采集通道誤差的計算

5.3.5數(shù)據(jù)采集通道的誤差分配實例

思考題與習(xí)題


第6章微處理器與可編程器件設(shè)計

6.1微處理器

6.2單片機(jī)

6.2.1單片機(jī)的特點(diǎn)和選擇

6.2.2MCS51系列單片機(jī)

6.2.3PIC系列單片機(jī)

6.2.468系列單片機(jī)

6.2.5MCS296系列單片機(jī)

6.2.6MSP430單片機(jī)

6.2.7ARM單片機(jī)

6.3DSP

6.3.1DSP的主要結(jié)構(gòu)

6.3.2DSP的選擇和應(yīng)用

6.4多微處理器系統(tǒng)

6.4.1概述

6.4.2多單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

6.5可編程邏輯器件

6.5.1概述

6.5.2CPLD簡介

6.5.3FPGA簡介

思考題與習(xí)題


第7章軟件設(shè)計

7.1概述

7.2軟件開發(fā)環(huán)境與編程語言

7.2.1軟件開發(fā)環(huán)境

7.2.2編程語言

7.3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計和軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

7.3.1層次結(jié)構(gòu)

7.3.2功能結(jié)構(gòu)

7.3.3進(jìn)程結(jié)構(gòu)

7.4軟件系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計步驟

7.4.1軟件系統(tǒng)的規(guī)劃

7.4.2軟件系統(tǒng)的設(shè)計步驟

7.5數(shù)據(jù)處理算法

7.5.1概述

7.5.2常用數(shù)據(jù)處理算法

7.6軟件設(shè)計實例

7.6.1系統(tǒng)功能

7.6.2硬件電路

7.6.3軟件系統(tǒng)規(guī)劃

7.6.4軟件系統(tǒng)框架

思考題與習(xí)題


第8章人機(jī)界面設(shè)計

8.1人機(jī)界面

8.1.1人機(jī)界面設(shè)計概述

8.1.2可用性設(shè)計

8.2人機(jī)界面的設(shè)計原則

8.3人因工程學(xué)及其應(yīng)用

8.3.1人因工程學(xué)

8.3.2視覺

8.3.3聽覺

8.3.4觸覺

8.3.5多感覺

8.3.6人體尺寸及肢體的能力

8.3.7人體對環(huán)境的要求

8.4人機(jī)界面硬件設(shè)計

8.4.1面板構(gòu)成與布置

8.4.2鍵盤及其分類

8.4.3顯示器

8.4.4顯示設(shè)計

8.4.5微型打印機(jī)

8.5人機(jī)界面的軟件設(shè)計

8.5.1概述

8.5.2直接編程法

8.5.3狀態(tài)變量法

8.5.4圖形用戶界面法

8.6人機(jī)界面設(shè)計的評價

思考題與習(xí)題


第9章通信總線與接口設(shè)計

9.1數(shù)據(jù)通信

9.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

9.1.2接口總線

9.2串行標(biāo)準(zhǔn)總線

9.2.1RS232C串行接口總線標(biāo)準(zhǔn)

9.2.2RS422、RS423、RS485接口總線標(biāo)準(zhǔn)

9.2.3USB接口總線

9.3并行標(biāo)準(zhǔn)總線

9.3.1GPIB并行接口總線

9.3.2VXI總線

9.3.3CompactPCI和PXI總線

9.4現(xiàn)場總線

9.4.1概述

9.4.2現(xiàn)場總線通信技術(shù)

9.5智能儀器上網(wǎng)與TCP/IP協(xié)議

9.5.1概述

9.5.2協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)

9.5.3以太網(wǎng)接口模塊

思考題與習(xí)題


第10章結(jié)構(gòu)設(shè)計

10.1概述

10.2智能儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計常用材料

10.2.1金屬材料

10.2.2非金屬材料

10.3造型設(shè)計

10.4常見機(jī)箱機(jī)柜類型

10.4.1機(jī)殼類

10.4.2機(jī)箱類

10.4.3機(jī)柜類

10.4.4機(jī)箱結(jié)構(gòu)方案選擇

10.5智能儀器熱設(shè)計

10.5.1智能儀器的熱環(huán)境

10.5.2智能儀器熱控制的目的

10.5.3熱控制的基本要求

10.5.4熱控制的基本原則

10.5.5熱控制的方法

10.6振動與沖擊的隔離

10.7電磁兼容性結(jié)構(gòu)設(shè)計

10.8結(jié)構(gòu)的其他設(shè)計

思考題與習(xí)題


第11章電磁兼容設(shè)計

11.1電磁兼容

11.2硬件抗干擾技術(shù)

11.2.1屏蔽技術(shù)與傳輸技術(shù)

11.2.2接地技術(shù)

11.2.3隔離技術(shù)

11.2.4布線與配線

11.2.5濾波器

11.2.6滅弧技術(shù)

11.2.7電源干擾的抑制

11.3軟件干擾抑制技術(shù)

11.3.1軟件抗干擾的前提條件

11.3.2數(shù)據(jù)采集誤差的軟件對策

11.3.3控制狀態(tài)失常的軟件對策

11.3.4程序運(yùn)行失常的軟件對策

思考題與習(xí)題


第12章可測性設(shè)計

12.1故障診斷

12.1.1故障模型

12.1.2故障測試

12.1.3模擬電路故障檢測

12.1.4數(shù)字電路的故障檢測

12.1.5自檢安排

12.2智能儀器的調(diào)試

12.2.1可測性設(shè)計

12.2.2智能儀器調(diào)試過程

12.2.3模擬電路的調(diào)試

12.2.4數(shù)字電路的調(diào)試

12.2.5軟件程序的調(diào)試

12.2.6開發(fā)系統(tǒng)

12.2.7JTAG調(diào)試

12.2.8遠(yuǎn)程更新軟件

12.3智能儀器的標(biāo)定

12.3.1概述

12.3.2測控系統(tǒng)的靜態(tài)標(biāo)定

12.3.3測控系統(tǒng)的動態(tài)標(biāo)定

12.3.4力測量裝置的標(biāo)定

12.3.5溫度測量裝置的標(biāo)定

12.4智能儀器設(shè)計文件

思考題與習(xí)題


參考文獻(xiàn)