1 绪论

1.1 智能仪器的基本组成

1.2 智能仪器的功能特点

1.3 智能仪器的传统仪表的比较

2 MCS-51单片机简介

2.1 MCS-51单片机的内部机构

2.2 MCS-51单片机的端子及其功能

2.3 MCS-51单片机的存储器结构

2.4 MCS-51单片机的CPU结构

2.5 MCS-51单片机的并口

2.6 MCS-51单片机的串行接口

2.7 MCS-51单片机的定时器/计数器

2.8 MCS-51单片机的指令系统

2.9 MCS-51单片机的指令系统

291 MCS-5l单片机的指令格式29

292 MCS-5l单片机的寻址方式29

293 MCS-5l单片机的指令32

习题39

3 智能仪器的硬件设计41

31 键盘接口技术41

311 键盘接口要解决的问题41

312 非编码键盘42

313 编码键盘43

32 显示器接口技术44

321 七段LED显示器45

322 点阵式LED显示器48

33 8279可编程键盘/显示器芯片接口技术48

331 8279的数据输入、显示输出及命令格式49

332 8031与8279构成编码键盘系统51

34 LCD液晶数码显示接口技术55

341 LCD工作原理和驱动方式55

342 LCD显示器的驱动接口56

343 点阵式LCD液晶显示接口59

35 打印输出接口技术62

351 点阵打印记录62

352 绘图打印记录64

36 模拟信号放大电路68

361 模拟信号放大及集成运放简介69

362 放大电路实例71

37 DAC接口73

38 ADC接口76

381 ADC芯片与微机接口的一般方法76

382 ADC0809与MCS-51单片机的接口78

383 AD574(逐次逼近型)与8031单片机的接口81

39 数据采集83

习题88

4 智能仪器的软件设计90

41 软件设计过程90

411 系统定义90

412 绘制流程图91

413 编写程序92

414 软件测试92

415 文件编制93

416 软件维护93

42 软件设计方法94

421 模块化设计94

422 “自顶向下”设计94

423 结构化设计95

43 监控程序结构96

431 监控程序组成96

432 监控主程序96

44 键盘管理97

441 键值获取方法97

442 一键一义的键盘管理98

443 一键多义的键盘管理99

45 显示管理106

46 中断、时钟管理107

461 中断管理107

462 时钟管理109

47 初始化、自诊断管理110

471 初始化管理110

472 故障自诊断管理111

习题120

5 智能仪器的通信接口技术122

51 串行通信接口122

511 RS-232标准122

512 RS-422标准126

513 RS-485标准127

52 并行通信接口131

521 IEEE-488接口系统的基本特性131

522 IEEE-488总线结构131

523 IEEE-488基本接口功能要素132

524 消息及其编码133

525 接口功能134

526 IEEE-488接口芯片135

53 USB接口135

531 USB的物理接口和电气特性136

532 USB系统组成136

533 USB通信流137

534 USB的传输方式139

535 USB交换的包格式139

536 USB典型器件141

54 现场总线接口146

541 HART协议147

542 PROFIBUS DP协议150

543 PROFIBUS通信接口开发152

544 MODBUS协议156

55 以太网接口162

551 传输通信协议162

552 嵌入式以太网的解决方案163

553 以太网控制器简介164

554 基于RTL8019AS的嵌入式设备网络互联设计方案168

习题169

6 智能控制器及其算法170

61 数字PID控制器170

611 PID算法的程序流程170

612 应用实例172

62 基于复杂算法的控制器174

621 大纯滞后的Smith补偿控制器174

622 前馈控制算法177

623 解耦控制器179

624 差拍控制与Dahlin算法180

63 模糊控制器184

631 模糊控制系统的基本组成186

632 模糊控制器的实现186

64 神经网络控制器187

641 神经网络的特征和能力187

642 神经网络控制系统的结构187

习题190

7 智能仪器的抗干扰技术191

71 干扰的产生及分类191

711 干扰来源191

712 干扰的耦合方式191

713 干扰的分类192

72 电源抗干扰技术193

721 电源抗干扰的基本方法193

722 电源滤波器的构造及抗干扰特性194

723 电源滤波器的装配布线195

73 接地与隔离技术195

731 接地技术195

732 隔离技术198

74 数字电路的抗干扰技术203

741 TTL电路输出中产生振荡原因及抑制203

742 CMOS电路输出中产生振荡原因及抑制204

75 微处理器的抗干扰技术206

751 系统受到干扰后软件处理方法206

752 系统中各部分的安排及相互连接209

753 电源瞬时变动对系统干扰的抑制211

754 存储器部分产生噪声的抑制212

76 信号在长传输中的抗干扰措施213

761 信号在长传输中共模噪声的抑制213

762 信号在长传输中常模干扰的抑制214

763 传输中的平衡措施215

764 长线传输的反射干扰及其抑制215

77 仪器的防雷技术218

771 雷电的特性218

772 装置内仪器遭受雷击的可能性219

773 雷击防护器的原理219

774 避雷器的选用及设置221

775 防雷接地措施222

78 防辐射技术224

习题225

8 智能仪器中的数据处理及算法226

81 常用算术运算程序226

811 数值之间的转换226

812 二进制算术运算程序230

813 十进制算术运算程序235

82 仪器中常用函数的算法240

821 泰勒公式240

822 三角函数的计算240

823 指数函数的计算241

824 自然对数的计算241

825 平方根的计算242

826 其他几种常用数值计算243

83 测量结果的非数值处理245

831 查找245

832 排序248

84 测量结果的数值处理249

841 克服系统误差的方法250

842 克服随机误差的方法254

843 克服疏忽误差的方法256

85 常用数字滤波处理257

851 算术平均滤波258

852 去极值平均滤波259

853 中位值滤波261

854 递推平均滤波262

855 加权递推平均滤波262

856 一阶惯性滤波263

857 程序判断滤波264

习题265

9 智能仪器设计实例267

91 数字记录仪267

911 系统结构267

912 硬件系统268

913 软件系统268

92 温度测控仪272

921 温度采集智能从站的硬件系统272

922 温度采集智能从站的软件系统276

93 智能IC卡控制阀279

931 系统工作原理279

932 硬件电路原理及功能279

933 软件系统281

94 程控扫频仪284

941 显示器键盘控制电路285

942 幅值控制电路286

943 跟踪滤波器286

944 D/A输出电路287

95 交流电量综合测试仪289

951 算法实现290

952 硬件设计291

953 系统软件296

954 软件设计297

参考文献299 2100433B