智能儀器設計基礎（第2版）

本書是在第1版的基礎上修訂而成的，主要介紹智慧型儀器器的工作原理及其設計方法。內容包括：智慧型儀器器的輸入輸出通道、外設及其控制技術、通信介面等。本書以培養學生的智慧型儀器器設計能力為目標，深入講述智慧型儀器器總體設計、電路設計、軟體設計及實現，介紹抗干擾措施及減少測量誤差的方法。第2版對第1版中的程式和電路設計進行了修訂，採用C51程式設計，電路設計均採用目前比較新、比較常用的晶片。內容編排注重理論聯繫實際，實用性強。

本書可作為測控技術與儀器、自動化、電氣工程及相關專業的本科生教材，也可作為測控技術、自動化、電氣工程、電子資訊、電力工程、電腦應用等領域工程技術人員的參考書。

第1章 緒論
1.1 智慧型儀器器的結構及特點
1.1.1 智慧型儀器器概述
1.1.2 智慧型儀器器的特點
1.1.3 智慧型儀器器的結構
1.2 智慧測試技術的發展
1.2.1 智慧型儀器器的發展趨勢
1.2.2 虛擬儀器
1.2.3 網路化儀器
1.2.4 儀器匯流排技術
1.2.5 基於智慧理論的高級智慧型儀器器
思考題與習題

第2章 智慧型儀器器中的微處理器
2.1 微處理器
2.2 MCS-51系列單片機
2.2.1 基本型單片機
2.2.2 精簡型單片機
2.2.3 精簡增強型單片機
2.2.4 高檔型單片機
2.3 ARM單片機
2.3.1 AT91系列ARM單片機
2.3.2 LPC2100/LPC2200系列ARM單片機
2.3.3 EP系列ARM單片機
2.3.4 STM32系列單片機
2.3.5 ARM單片機的選擇
2.3.6 ARM單片機的應用
2.4 數位訊號處理器（DSP）
2.4.1 DSP的特點
2.4.2 TI公司TMS320系列DSP
2.4.3 TMS320C2000系列DSP
2.4.4 TI公司TMS320F28335型DSP
2.4.5 TI公司TMS320F28377型DSP
2.4.6 DSP在儀器中的應用
2.5 現場可程式設計閘陣列（FPGA）
2.5.1 FPGA器件簡介
2.5.2 Spartan-3系列FPGA
2.5.3 Cyclone IV系列FPGA
思考題與習題

第3章 資料獲取技術
3.1 概述
3.2 測量放大器
3.2.1 基本要求
3.2.2 通用測量放大器
3.2.3 可程式設計測量放大器
3.2.4 隔離放大器
3.2.5 斬波穩零運算放大器
3.2.6 運用前置放大器的依據
3.3 類比多路開關（MUX）
3.3.1 類比多路開關的功能
3.3.2 類比多路開關的配置
3.3.3 常用的半導體多路開關晶片
3.3.4 多路測量通道的串音問題
3.4 採樣保持電路
3.4.1 採樣保持器設置原則
3.4.2 採樣保持器工作原理
3.4.3 採樣保持器的主要參數
3.4.4 常用的採樣保持器晶片
3.4.5 保持電容器的選擇
3.4.6 基於採樣保持器實現的峰值保持電路
3.5 A/D轉換器及其介面設計
3.5.1 A/D轉換器的主要技術指標
3.5.2 A/D轉換器類型及比較
3.5.3 ADC與微處理器的介面
3.5.4 A/D轉換器的選擇
3.6 逐次逼近型A/D轉換器及其介面
3.6.1 逐次逼近型A/D轉換器的原理
3.6.2 TLC2543及其與微處理器的介面
3.7 雙積分A/D轉換器及其介面
3.7.1 雙積分A/D轉換器的原理
3.7.2 ICL7135簡介
3.7.3 ICL7135與MCS-51單片機I/O介面
3.8 ∑-Δ型A/D轉換器及其介面
3.8.1 ∑-Δ型A/D轉換器工作原理
3.8.2 AD7703簡介
3.8.3 AD7703與單片機的介面
3.9 資料獲取系統設計
3.9.1 資料獲取系統的特性
3.9.2 資料獲取系統誤差分析
3.9.3 資料獲取系統的誤差分配舉例
思考題與習題

第4章 類比量與開關量信號輸出系統
4.1 概述
4.1.1 輸出通道的結構
4.1.2 輸出通道的特點
4.2 類比量輸出與介面
4.2.1 D/A轉換器原理
4.2.2 D/A轉換器的技術特性
4.3 集成DAC及其應用
4.3.1 DAC的分類
4.3.2 單片集成DAC舉例
4.3.3 DAC的應用
4.4 數位量輸出與介面
4.4.1 光電耦合器及其介面
4.4.2 繼電器及其介面
4.5 脈衝寬度調製（PWM）輸出
思考題與習題

第5章 智慧型儀器器外設處理技術
5.1 鍵盤處理技術
5.1.1 按鍵類型
5.1.2 鍵抖動、鍵連擊及串鍵的處理
5.1.3 鍵盤處理步驟
5.1.4 鍵盤的組織形式和工作方式
5.1.5 非編碼鍵盤的處理
5.1.6 編碼鍵盤的處理
5.2 LED顯示處理技術
5.2.1 LED數碼顯示器的結構與原理
5.2.2 硬體解碼與軟體解碼
5.2.3 靜態顯示與動態顯示
5.3 LCD顯示處理技術
5.3.1 LCD顯示器的結構與原理
5.3.2 LCD顯示器驅動方式
5.3.3 段碼式LCD顯示器的靜態和動態驅動介面
5.3.4 字元點陣式LCD顯示器介面
5.4 觸控式螢幕處理技術
5.4.1 觸控式螢幕的結構及特點
5.4.2 觸控式螢幕控制器ADS
5.4.3 電容觸控式螢幕控制器ST
5.5 智慧型儀器器監控程序
5.5.1 監控程序
5.5.2 鍵盤管理
5.5.3 中斷管理及處理
5.5.4 副程式模組
思考題與習題

第6章 智慧型儀器器通信介面技術
6.1 資料通信基礎
6.1.1 資料通信系統的組成
6.1.2 差錯控制技術
6.2 串列通信介面
6.2.1 串列通信的基本概念
6.2.2 RS-232C標準序列介面
6.2.3 RS-422A與RS-423A標準序列介面
6.2.4 RS-485標準序列介面
6.3 GP-IB並行通信介面
6.4 USB通用序列匯流排
6.4.1 USB的特點
6.4.2 USB的系統描述
6.4.3 USB匯流排協定
6.4.4 USB資料流程
6.4.5 USB的容錯性能
6.4.6 USB設備
6.4.7 USB系統設置
6.4.8 USB系統中的主機