图书介绍
普通高等学校仪器科学与技术专业系列教材 智能仪器设计pdf电子书版本下载
- 蔡海潮，徐回忆，尚振东，张登攀，牛群峰 著
- 出版社： 北京：清华大学出版社
- ISBN：9787302527442
- 出版时间：2019
- 标注页数：284页
- 文件大小：116MB
- 文件页数：297页
- 主题词：智能仪器－设计－高等学校－教材
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图书目录
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 仪器仪表 1
1.1.2 从传统仪器到智能仪器 3
1.1.3 智能仪器的组成和结构 3
1.1.4 智能仪器的主要特点和发展趋势 5
1.2 课程的主要内容和学习方法 7
思考题与习题 8
第2章 总体设计 9
2.1 概述 9
2.1.1 智能仪器设计过程 9
2.1.2 总体设计及其内容 10
2.2 设计任务来源和分析 11
2.2.1 设计任务来源 11
2.2.2 设计任务分析 12
2.3 功能规划和指标确定 14
2.4 设计原则与原理 18
2.4.1 阿贝原则及其扩展 19
2.4.2 平均读数与误差分离原理 21
2.4.3 比较测量原理 22
2.4.4 补偿原理 24
2.4.5 标准量细分原理 25
2.4.6 其他设计原则 26
2.5 布局与结构设计 29
2.6 数据采集系统设计 29
2.7 智能仪器通信设计 29
2.8 人机接口设计 30
2.9 电源及功耗设计 32
2.9.1 智能仪器的电源设计 32
2.9.2 智能仪器低功耗设计 32
2.10 总体设计的验证和评审 32
2.10.1 总体设计的验证 32
2.10.2 总体设计的评审 33
思考题与习题 33
第3章 传感器与放大器设计 34
3.1 概述 34
3.2 传感器 34
3.2.1 传感器组成 35
3.2.2 传感器分类 35
3.2.3 传感器的选择 41
3.2.4 传感器的应用技术 42
3.3 信号放大器 44
3.3.1 前置放大器 44
3.3.2 信号放大器的常见形式 45
3.3.3 常用放大器器件及应用 48
思考题与习题 56
第4章 模数转换电路设计 57
4.1 A巭D转换器 57
4.2 比较型A巭D转换器 59
4.2.1 逐次比较型A巭D转换器的工作原理 59
4.2.2 ADC0809的工作原理及应用 60
4.2.3 AD574A的工作原理及应用 64
4.3 双积分型A巭D转换器 66
4.3.1 双积分型A巭D转换器的工作原理 66
4.3.2 双积分型A巭D转换器的特点 68
4.3.3 5G14433的工作原理及应用 68
4.3.4 ICL7135的工作原理及应用 70
4.4 V巭F型A巭D转换器 71
4.4.1 V巭F型A巭D转换器的特点 71
4.4.2 LM331的工作原理及应用 71
4.5 ∑-△型A巭D转换器 73
4.5.1 工作原理 73
4.5.2 AD7703的工作原理及应用 74
4.5.3 CS5360的工作原理及应用 77
4.6 A巭D转换器的选用 81
4.7 信号输出与D巭A转换器 84
4.7.1 输出通道的信号种类 84
4.7.2 D巭A转换器的性能指标与选用 85
4.7.3 常用D巭A转换器 86
思考题与习题 92
第5章 数据采集通道设计 93
5.1 概述 93
5.1.1 数据采集通道基本组成 93
5.1.2 数据采集通道的特性 94
5.2 数据采集通道的结构 94
5.2.1 集中采集式 94
5.2.2 分散采集式 95
5.2.3 应用实例 96
5.3 数据采集通道的误差分析 97
5.3.1 采样误差 97
5.3.2 模拟电路的误差 99
5.3.3 A巭D转换器的误差 100
5.3.4 数据采集通道误差的计算 100
5.3.5 数据采集通道的误差分配实例 101
思考题与习题 104
第6章 微处理器与可编程器件设计 105
6.1 微处理器 105
6.2 单片机 107
6.2.1 单片机的特点和选择 107
6.2.2 MCS-51系列单片机 109
6.2.3 PIC系列单片机 111
6.2.4 68系列单片机 113
6.2.5 MCS-296系列单片机 113
6.2.6 MSP430单片机 114
6.2.7 ARM单片机 116
6.3 DSP 119
6.3.1 DSP的主要结构 120
6.3.2 DSP的选择和应用 120
6.4 多微处理器系统 122
6.4.1 概述 122
6.4.2 多单片机系统的结构 122
6.5 可编程逻辑器件 127
6.5.1 概述 127
6.5.2 CPLD简介 128
6.5.3 FPGA简介 131
思考题与习题 133
第7章 软件设计 134
7.1 概述 134
7.2 软件开发环境与编程语言 135
7.2.1 软件开发环境 135
7.2.2 编程语言 135
7.3 结构化程序设计和软件系统结构分析 136
7.3.1 层次结构 136
7.3.2 功能结构 137
7.3.3 进程结构 138
7.4 软件系统的规划和设计步骤 139
7.4.1 软件系统的规划 139
7.4.2 软件系统的设计步骤 141
7.5 数据处理算法 143
7.5.1 概述 143
7.5.2 常用数据处理算法 144
7.6 软件设计实例 150
7.6.1 系统功能 150
7.6.2 硬件电路 151
7.6.3 软件系统规划 152
7.6.4 软件系统框架 152
思考题与习题 154
第8章 人机界面设计 155
8.1 人机界面 155
8.1.1 人机界面设计概述 155
8.1.2 可用性设计 156
8.2 人机界面的设计原则 157
8.3 人因工程学及其应用 159
8.3.1 人因工程学 159
8.3.2 视觉 160
8.3.3 听觉 161
8.3.4 触觉 162
8.3.5 多感觉 162
8.3.6 人体尺寸及肢体的能力 163
8.3.7 人体对环境的要求 163
8.4 人机界面硬件设计 164
8.4.1 面板构成与布置 164
8.4.2 键盘及其分类 164
8.4.3 显示器 166
8.4.4 显示设计 167
8.4.5 微型打印机 169
8.5 人机界面的软件设计 171
8.5.1 概述 171
8.5.2 直接编程法 172
8.5.3 状态变量法 175
8.5.4 图形用户界面法 183
8.6 人机界面设计的评价 185
思考题与习题 185
第9章 通信总线与接口设计 186
9.1 数据通信 186
9.1.1 数据通信的基本概念 186
9.1.2 接口总线 187
9.2 串行标准总线 189
9.2.1 RS-232C串行接口总线标准 189
9.2.2 RS-422、RS-423、RS-485接口总线标准 191
9.2.3 USB接口总线 193
9.3 并行标准总线 195
9.3.1 GPIB并行接口总线 195
9.3.2 VXI总线 199
9.3.3 CompactPCI和PXI总线 205
9.4 现场总线 211
9.4.1 概述 211
9.4.2 现场总线通信技术 212
9.5 智能仪器上网与TCP巭IP协议 213
9.5.1 概述 213
9.5.2 协议与标准 213
9.5.3 以太网接口模块 215
思考题与习题 216
第10章 结构设计 217
10.1 概述 217
10.2 智能仪器结构设计常用材料 219
10.2.1 金属材料 219
10.2.2 非金属材料 220
10.3 造型设计 220
10.4 常见机箱机柜类型 222
10.4.1 机壳类 222
10.4.2 机箱类 222
10.4.3 机柜类 223
10.4.4 机箱结构方案选择 225
10.5 智能仪器热设计 228
10.5.1 智能仪器的热环境 228
10.5.2 智能仪器热控制的目的 229
10.5.3 热控制的基本要求 230
10.5.4 热控制的基本原则 230
10.5.5 热控制的方法 230
10.6 振动与冲击的隔离 234
10.7 电磁兼容性结构设计 234
10.8 结构的其他设计 235
思考题与习题 237
第11章 电磁兼容设计 238
11.1 电磁兼容 238
11.2 硬件抗干扰技术 243
11.2.1 屏蔽技术与传输技术 243
11.2.2 接地技术 247
11.2.3 隔离技术 249
11.2.4 布线与配线 250
11.2.5 滤波器 252
11.2.6 灭弧技术 253
11.2.7 电源干扰的抑制 254
11.3 软件干扰抑制技术 257
11.3.1 软件抗干扰的前提条件 257
11.3.2 数据采集误差的软件对策 257
11.3.3 控制状态失常的软件对策 258
11.3.4 程序运行失常的软件对策 259
思考题与习题 259
第12章 可测性设计 261
12.1 故障诊断 261
12.1.1 故障模型 261
12.1.2 故障测试 261
12.1.3 模拟电路故障检测 263
12.1.4 数字电路的故障检测 265
12.1.5 自检安排 270
12.2 智能仪器的调试 270
12.2.1 可测性设计 270
12.2.2 智能仪器调试过程 271
12.2.3 模拟电路的调试 272
12.2.4 数字电路的调试 273
12.2.5 软件程序的调试 273
12.2.6 开发系统 275
12.2.7 JTAG调试 276
12.2.8 远程更新软件 278
12.3 智能仪器的标定 279
12.3.1 概述 279
12.3.2 测控系统的静态标定 280
12.3.3 测控系统的动态标定 280
12.3.4 力测量装置的标定 280
12.3.5 温度测量装置的标定 281
12.4 智能仪器设计文件 282
思考题与习题 282
参考文献 283