智能儀表原理與設計技術（第二版）（簡體書）

本書是在前一版的基礎上修訂而成的，它在保持第一版原有內容、特色和風格的基礎上，緊密結合現代科技發展和業內熱點，力求將一些最新技術和實用技術融入第二版教材之中，并把握教材內容的新穎性和學以致用的實用性。內容包括智能儀表的基本構成和設計思想，嵌入式系統、新穎A/D和D/A轉換器、液晶驅動芯片、點陣顯示裝置、傳統串行接口和USB接口、現場總線、虛擬儀表、電力線通信技術、藍牙技術和短程無線通信技術ZigBeC等對智能儀表的支持，智能儀表的硬件電路設計和軟件設計等，力求在前版教材風格的基礎上，既能詳細闡述智能儀表的工作原理和設計技術，又能體現出對智能儀表設計和實現提供的最新技術支持。該書可供各大專院校作為教材使用，也可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。

1 概述
1.1 儀器儀表的技術發展
1.1.1 現代儀器儀表的分類
1.1.2 現代儀器儀表的發展趨勢
1.1.3 現代儀器儀表發展的關鍵技術
1.2 智能儀表的功能和組成
1.2.1 智能儀表的主要功能
1.2.2 智能儀表的基本組成
1.3 智能儀表的設計思想和研制步驟
1.3.1 智能儀表的基本設計思想
1.3.2 智能儀表的設計研制步驟
1.4 智能儀表的開發工具
1.4.1 開發系統的功能
1.4.2 嵌入式系統的軟件技術和開發工具平臺
習題與思考題一
2 儀表主機電路設計
2.1 由MCS-51單片微機構成的主機電路
2.1.1 MCS-51/52單片微型計算機
2.1.2 主機電路
2.2 帶ARM核的處理器芯片
2.2.1 ARM處理器概述
2.2.2 帶ARM核的處理器芯片S3C4480X
習題與思考題二
3 過程輸入/輸出通道設計
3.1 模擬量輸入通道
3.1.1 模擬輸入通道的結構
3.1.2 A/D轉換芯片及其與單片機的接口
3.1.3 模擬量輸入通道的其他器件
3.1.4 模擬量輸入通道設計舉例
3.2 模擬量輸出通道
3.2.1 模擬量輸出通道的結構
3.2.2 D/A轉換芯片及其與單片機的接口
3.2.3 模擬量輸出通道設計實例
3.3 開關量輸入/輸出通道
3.3.1 開關量輸入/輸出通道的結構
3.3.2 開關量輸入/輸出通道設計舉例
習題與思考題三
4 人-機接口電路設計
4.1 顯示器接口
4.1.1 LED顯示器
4.1.2 點陣式LED顯示器
4.1.3 LCD顯示器
4.1.4 點陣式LCD顯示器
4.1.5 液晶驅動芯片
4.2 鍵盤接口
4.2.1 鍵盤結構和類型
4.2.2 抖動與串鍵
4.2.3 非編碼式鍵盤接口電路
4.2.4 編碼式鍵盤接口電路
4.3 打印機接口
4.3.1 打印原理
4.3.2 GP-16微型打印機接口
4.3.3 PP-40彩色描繪器接口
習題與思考題四
5 智能儀表通信原理與接口設計
5.1 引言
5.2 串行總線通信
5.2.1 RS-232C
5.2.2 RS-422與RS-485串行接口標準
5.2.3 串行通信參數
5.2.4 串行通信工作模式及流量控制
5.2.5 基于單片機的智能儀表與PC機數據通信
5.2.6 應用實例
5.3 通用串行總線USB
5.3.1 USB的特點
5.3.2 USB的物理接口和電氣特性
5.3.3 USB的系統的組成
5.3.4 USB通信流
5.3.5 USB的傳輸方式
5.3.6 USB交換的包格式
5.3.7 USB接口芯片
5.3.8 基于USB2.0的高速數據采集系統設計
5.4 現場總線技術及現場總線智能儀表
5.4.1 現場總線的體系結構與特點
5.4.2 幾種有影響的現場總線
5.4.3 現場總線智能儀表
5.5 工業以太網及其通信程序設計
5.5.1 概述
5.5.2 以太網在SCADA系統中的應用
5.5.3 以太網控制裝置的通信程序設計
5.5.4 Socket基本技術介紹
5.5.5 基于PC-104嵌入式控制器的SCADA系統中以太網通信程序的設計
5.6 電力線載波通信技術及其在自動抄表系統中的應用
5.6.1 電力線載波通信概述
5.6.2 電力線載波通信原理與方法
5.6.3 常用電力線載波通信芯片
5.6.4 基于電力線載波通信的自動抄表系統結構和功能
5.6.5 基于PL2000A芯片的電力線載波通信系統設計
5.7 短程無線通信與藍牙技術
5.7.1 短程無線通信技術概述
5.7.2 藍牙通信技術
5.7.3 藍牙芯片組及其實用連接技術
5.7.4 基于藍牙技術的便攜式數據采集裝置
5.8 ZigBee短程無線通信技術
5.8.1 ZigBee協議標準
5.8.2 ZigBee的特點和組網方式
5.8.3 ZigBee的技術支持
5.8.4 ZigBee技術在無線水表中的應用
習題與思考題五
6 智能儀表的抗干擾技術
6.1 干擾分析
6.1.1 電磁干擾分析
6.1.2 干擾進入的渠道
6.2 智能儀表的硬件抗干擾技術
6.2.1 串模干擾的抑制
6.2.2 共模干擾的抑制
6.2.3 隔離技術
6.2.4 接地技術
6.2.5 屏蔽技術
6.2.6 電源抗干擾設計
6.3 軟件抗干擾技術
6.3.1 干擾對智能儀表造成的后果
6.3.2 軟件抗干擾的前提條件
6.3.3 冗余技術
6.3.4 軟件陷阱技術
習題與思考題六
7 監控程序
7.1 軟件設計方法
7.1.1 結構化設計和編程
7.1.2 軟件功能測試
7.1.3 軟件的運行、維護和改進
7.2 監控程序設計
7.2.1 概述
7.2.2 監控主程序
7.2.3 初始化管理
7.2.4 鍵盤管理
7.2.5 顯示管理
7.2.6 中斷管理
7.2.7 時鐘管理
7.2.8 手-自動控制
7.2.9 自診斷處理
習題與思考題七
8 智能儀表的測量與控制算法
8.1 測量算法
8.1.1 克服隨機誤差的軟件算法（數字濾波）
8.1.2 克服系統誤差的軟件算法
8.1.3 量程自動切換與工程量變換
8.2 控制算法
8.2.1 PID控制算法
8.2.2 智能控制算法
8.3 多傳感器信息融合技術
8.3.1 多傳感器信息融合的基本概念
8.3.2 多傳感器信息融合的基本原理
8.3.3 多傳感器信息融合系統的模型及結構
8.3.4 多傳感器信息融合的分類
8.3.5 多傳感器信息融合的主要數學工具
8.3.6 多傳感器信息融合的應用
習題與思考題八
9 智能儀表設計實例
9.1 設計準則
9.2 設計實例
9.2.1 溫度程序控制儀
9.2.2 變頻調速控制器
9.2.3 多通道pH控制器
9.2.4 水表智能抄表系統
9.2.5 以太網控制器
9.3 儀表調試
9.3.1 常見故障
9.3.2 調試方法
習題與思考題九
10 虛擬儀器技術及應用
10.1 引言
10.1.1 什么是虛擬儀器
10.1.2 虛擬儀器與傳統儀器的比較
10.1.3 虛擬儀器的分類
10.1.4 虛擬儀器產品的國內外發展和應用狀況
10.1.5 虛擬儀器系統與SCADA系統
10.1.6 虛擬儀器技術的發展前景與展望
10.2 虛擬儀器系統組成與硬件結構
10.2.1 虛擬儀器系統組成
10.2.2 虛擬儀器系統硬件構成
10.3 虛擬儀器軟件體系結構
10.3.1 虛擬儀器軟件架構的發展
10.3.2 虛擬儀器軟件架構VISA
10.3.3 虛擬儀器設備的互換性和互操作性
10.4 儀器驅動程序開發
10.4.1 VPP儀器驅動程序模型
10.4.2 VISA函數的應用
10.5 虛擬儀器軟件開發平臺
10.5.1 LabWindows/CVI的組成、功能及特點
10.5.2 LabWindows/CVI開發環境介紹
10.5.3 LabVIEW簡介
10.6 虛擬儀器系統的設計及應用實例
10.6.1 虛擬儀器系統的設計
10.6.2 虛擬儀器系統開發應用實例
習題與思考題十
參考文獻