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目次
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《數據采集與總線技術》從數據采集理論與實際相結合的角度出發，首先介紹了數據采集系統的基本慨念、組成、主要性能指橋、模擬A/D轉換電路以及系統軟硬設計理論，然后針對汁算機總線接口技術在數據采集系統中的重要作用，對計算機系統總線、PCI總線、USB串行總線、IEEE 139高性能總線、FC總線、IEEE -188、VXI等總線進行了詳細介紹。最后給出了一些總線在數據采集系統中心用的設計實例。
目次
第1章 數據采集概論
1.1 數據采集的基本概念1
1.2 數據采集系統的基本組成2
1.3 數據采集系統的主要性能指標3
1.4 數據采集的理論知識5
1.4.1 信息論基礎知識5
1.4.2 信息的描述7
1.4.3 微弱信號檢測基礎知識10
1.4.4 采樣理論14
1.5 模擬通道電路設計22
1.5.1 集成運算放大器的種類及作用22
1.5.2 測量放大電路24
1.5.3 有源濾波器30
1.5.4 頻率合成器電路34
1.6 模擬A/D轉換電路設計39
1.6.1 模擬多路開關39
1.6.2 采樣/保持電路42
1.6.3 A/D轉換器45
1.7 數據記錄系統52
1.7.1 磁表面存儲器記錄原理52
1.7.2 磁盤存儲器53
1.7.3 數字磁帶機54
1.7.4 光盤存儲器56
1.7.5 IC集成存儲器57
1.8 數據采集系統硬件設計58
1.8.1 系統設計的基本原則58
1.8.2 數據采集系統的基本結構59
1.8.3 誤差的合成與分配61
1.8.4 總線在數據采集中的作用65
1.9 數據采集系統軟件設計71
1.9.1 程序設計方法71
1.9.2 程序設計語言72
1.9.3 程序設計的過程72
1.9.4 系統監控程序設計73
習題79
第2章 計算機總線接口概論
2.1 微處理器發展概述81
2.2 微機的組成85
2.2.1 微機系統的組成85
2.2.2 微機的硬件結構86
2.3 微機總線與接口標準87
2.3.1 總線概念87
2.3.2 總線標準87
2.3.3 接口標準87
2.4 總線的分類88
2.4.1 按總線功能或信號類型分類88
2.4.2 按總線的分級結構分類88
2.5 總線的主要性能參數89
2.6 總線操作和總線傳送控制90
2.6.1 總線操作90
2.6.2 總線傳送控制90
2.7 I/O與接口技術92
2.7.1 I/O接口概述92
2.7.2 I/O數據的傳輸控制方式96
2.7.3 接口設計與分析基本方法99
2.7.4 總線接口設計的工程問題101
2.7.5 總線接口比較104
2.7.6 總線接口軟、硬件之間的關係104
2.8 系統總線105
2.8.1 ISA總線105
2.8.2 EISA總線108
2.8.3 PC104總線108
2.8.4 STD總線118
習題120
第3章 PCI總線
3.1 PCI總線概述122
3.2 PCI總線特點123
3.3 PCI總線信號124
3.4 PCI插槽和PCI擴展卡128
3.4.1 PCI插槽128
3.4.2 PCI插卡128
3.5 PCI總線命令129
3.6 PCI總線協議131
3.6.1 PCI總線的傳輸控制131
3.6.2 PCI總線的尋址132
3.6.3 字節對齊133
3.6.4 PCI總線的驅動與過渡133
3.6.5 設備選擇134
3.7 PCI總線數據傳輸過程 135
3.7.1 總線上的讀操作135
3.7.2 總線上的寫操作136
3.7.3 傳輸的終止過程136
3.8 總線仲裁138
3.9 PCI總線配置139
3.9.1 配置空間頭區域及功能 140
3.9.2 配置空間的訪問145
3.10 PCI總線應用實例147
習題151
第4章 USB串行總線及其應用
4.1 USB串行總線概述152
4.1.1 USB系統組成152
4.1.2 USB系統的接口信號與電氣特性155
4.1.3 USB的流類型與傳輸類型161
4.1.4 包格式166
4.1.5 USB設備狀態170
4.1.6 總線標識171
4.2 USB外圍芯片及應用172
4.2.1 外圍芯片概述172
4.2.2 USB數據采集系統編程178
習題180
第5章 IEEE 1394高性能串行總線及其應用
5.1 IEEE 1394串行總線概述181
5.1.1 IEEE 1394串行總線的主要性能特點182
5.1.2 IEEE 1394串行總線的拓撲結構184
5.1.3 IEEE 1394串行總線的地址分配185
5.1.4 IEEE 1394串行總線的主要技術規範186
5.1.5 IEEE 1394電纜及連接187
5.1.6 IEEE 1394與USB的比較188
5.1.7 IEEE 1394的最新進展189
5.1.8 我國的IEEE 1394概況191
5.2 IEEE 1394接口器件及其應用192
5.2.1 TSB43AB21的特點 192
5.2.2 TSB43AB21的功能193
5.2.3 TSB43AB21的應用193
5.3 IEEE 1394技術應用實例195
5.3.1 系統基本組成195
5.3.2 系統工作原理196
5.3.3 數據采集及傳輸197
5.3.4 結論198
習題198
第6章 I2C總線及其應用
6.1 I2C總線規範199
6.1.1 I2C總線概述199
6.1.2 I2C總線特徵200
6.2 I2C總線傳輸時序201
6.2.1 I2C總線的位傳輸202
6.2.2 I2C總線的起始與停止條件202
6.2.3 I2C總線的數據傳輸203
6.2.4 I2C總線的響應205
6.2.5 I2C總線的仲裁與時鐘同步206
6.3 I2C總線的應用207
6.3.1 I2C接口顯示屏LCD——FYD12864207
6.3.2 I2C總線方式EEPROM——AT24C256217
6.3.3 I2C總線方式D/A轉換器——DAC8571224
6.3.4 I2C總線接口方式的A/D轉換器——ADS1110230
習題237
第7章 IEEE488總線及VXI卡式儀器總線
7.1 IEEE488總線 238
7.1.1 IEEE488總線定義239
7.1.2 IEEE488總線規定241
7.1.3 IEEE488工作過程241
7.1.4 IEEE488總線接口設計241
7.1.5 IEEE488接口編程244
7.1.6 IEEE488接口卡在虛擬頻譜儀系統的應用245
7.2 VXI總線 250
7.2.1 VXI總線特點251
7.2.2 集成VXI總線系統設計時關鍵資源的選擇252
7.2.3 開發VXI總線測試系統的一般過程256
7.2.4 VXI總線接口設計方案257
習題261
第8章 Protel99在總線與接口設計中的應用
8.1 初識Protel99262
8.1.1 Protel99的安裝262
8.1.2 Protel99的啟動263
8.1.3 Protel99的使用264
8.2 原理圖及其繪制規則265
8.2.1 電路原理圖編輯器的操作步驟 266
8.2.2 原理圖的繪制266
8.2.3 利用畫圖工具添加說明性圖形和文字畫圖272
8.2.4 原理圖的編輯技巧272
8.2.5 原理圖庫的創建與使用275
8.3 印制電路板的繪制277
8.3.1 元件封裝設置277
8.3.2 PCB文件的生成與初步設置278
8.3.3 工作參數的設置284
8.3.4 元件布局操作289
8.3.5 布線后的進一步處理292
8.3.6 元件封裝庫創建與使用294
習題296
第9章 基於總線技術的數據采集系統設計
9.1 I2C總線在數據采集中的應用298
9.1.1 I2C總線在數據采集系統中的應用原理298
9.1.2 I2C總線在數據采集系統中的應用編程299
9.2 USB總線在數據采集中的應用301
9.2.1 USB總線在數據采集系統中的應用原理301
9.2.2 USB總線在數據采集系統中的應用編程302
9.3 PCI總線在數據采集中的應用307
9.4 CAN總線在數據采集中的應用307
9.4.1 CAN總線概述307
9.4.2 CAN總線在數據在采集系統中的應用原理與應用編程308
9.4.3 CAN總線與其他總線的轉換309
習題311
參考文獻312
1.1 數據采集的基本概念1
1.2 數據采集系統的基本組成2
1.3 數據采集系統的主要性能指標3
1.4 數據采集的理論知識5
1.4.1 信息論基礎知識5
1.4.2 信息的描述7
1.4.3 微弱信號檢測基礎知識10
1.4.4 采樣理論14
1.5 模擬通道電路設計22
1.5.1 集成運算放大器的種類及作用22
1.5.2 測量放大電路24
1.5.3 有源濾波器30
1.5.4 頻率合成器電路34
1.6 模擬A/D轉換電路設計39
1.6.1 模擬多路開關39
1.6.2 采樣/保持電路42
1.6.3 A/D轉換器45
1.7 數據記錄系統52
1.7.1 磁表面存儲器記錄原理52
1.7.2 磁盤存儲器53
1.7.3 數字磁帶機54
1.7.4 光盤存儲器56
1.7.5 IC集成存儲器57
1.8 數據采集系統硬件設計58
1.8.1 系統設計的基本原則58
1.8.2 數據采集系統的基本結構59
1.8.3 誤差的合成與分配61
1.8.4 總線在數據采集中的作用65
1.9 數據采集系統軟件設計71
1.9.1 程序設計方法71
1.9.2 程序設計語言72
1.9.3 程序設計的過程72
1.9.4 系統監控程序設計73
習題79
第2章 計算機總線接口概論
2.1 微處理器發展概述81
2.2 微機的組成85
2.2.1 微機系統的組成85
2.2.2 微機的硬件結構86
2.3 微機總線與接口標準87
2.3.1 總線概念87
2.3.2 總線標準87
2.3.3 接口標準87
2.4 總線的分類88
2.4.1 按總線功能或信號類型分類88
2.4.2 按總線的分級結構分類88
2.5 總線的主要性能參數89
2.6 總線操作和總線傳送控制90
2.6.1 總線操作90
2.6.2 總線傳送控制90
2.7 I/O與接口技術92
2.7.1 I/O接口概述92
2.7.2 I/O數據的傳輸控制方式96
2.7.3 接口設計與分析基本方法99
2.7.4 總線接口設計的工程問題101
2.7.5 總線接口比較104
2.7.6 總線接口軟、硬件之間的關係104
2.8 系統總線105
2.8.1 ISA總線105
2.8.2 EISA總線108
2.8.3 PC104總線108
2.8.4 STD總線118
習題120
第3章 PCI總線
3.1 PCI總線概述122
3.2 PCI總線特點123
3.3 PCI總線信號124
3.4 PCI插槽和PCI擴展卡128
3.4.1 PCI插槽128
3.4.2 PCI插卡128
3.5 PCI總線命令129
3.6 PCI總線協議131
3.6.1 PCI總線的傳輸控制131
3.6.2 PCI總線的尋址132
3.6.3 字節對齊133
3.6.4 PCI總線的驅動與過渡133
3.6.5 設備選擇134
3.7 PCI總線數據傳輸過程 135
3.7.1 總線上的讀操作135
3.7.2 總線上的寫操作136
3.7.3 傳輸的終止過程136
3.8 總線仲裁138
3.9 PCI總線配置139
3.9.1 配置空間頭區域及功能 140
3.9.2 配置空間的訪問145
3.10 PCI總線應用實例147
習題151
第4章 USB串行總線及其應用
4.1 USB串行總線概述152
4.1.1 USB系統組成152
4.1.2 USB系統的接口信號與電氣特性155
4.1.3 USB的流類型與傳輸類型161
4.1.4 包格式166
4.1.5 USB設備狀態170
4.1.6 總線標識171
4.2 USB外圍芯片及應用172
4.2.1 外圍芯片概述172
4.2.2 USB數據采集系統編程178
習題180
第5章 IEEE 1394高性能串行總線及其應用
5.1 IEEE 1394串行總線概述181
5.1.1 IEEE 1394串行總線的主要性能特點182
5.1.2 IEEE 1394串行總線的拓撲結構184
5.1.3 IEEE 1394串行總線的地址分配185
5.1.4 IEEE 1394串行總線的主要技術規範186
5.1.5 IEEE 1394電纜及連接187
5.1.6 IEEE 1394與USB的比較188
5.1.7 IEEE 1394的最新進展189
5.1.8 我國的IEEE 1394概況191
5.2 IEEE 1394接口器件及其應用192
5.2.1 TSB43AB21的特點 192
5.2.2 TSB43AB21的功能193
5.2.3 TSB43AB21的應用193
5.3 IEEE 1394技術應用實例195
5.3.1 系統基本組成195
5.3.2 系統工作原理196
5.3.3 數據采集及傳輸197
5.3.4 結論198
習題198
第6章 I2C總線及其應用
6.1 I2C總線規範199
6.1.1 I2C總線概述199
6.1.2 I2C總線特徵200
6.2 I2C總線傳輸時序201
6.2.1 I2C總線的位傳輸202
6.2.2 I2C總線的起始與停止條件202
6.2.3 I2C總線的數據傳輸203
6.2.4 I2C總線的響應205
6.2.5 I2C總線的仲裁與時鐘同步206
6.3 I2C總線的應用207
6.3.1 I2C接口顯示屏LCD——FYD12864207
6.3.2 I2C總線方式EEPROM——AT24C256217
6.3.3 I2C總線方式D/A轉換器——DAC8571224
6.3.4 I2C總線接口方式的A/D轉換器——ADS1110230
習題237
第7章 IEEE488總線及VXI卡式儀器總線
7.1 IEEE488總線 238
7.1.1 IEEE488總線定義239
7.1.2 IEEE488總線規定241
7.1.3 IEEE488工作過程241
7.1.4 IEEE488總線接口設計241
7.1.5 IEEE488接口編程244
7.1.6 IEEE488接口卡在虛擬頻譜儀系統的應用245
7.2 VXI總線 250
7.2.1 VXI總線特點251
7.2.2 集成VXI總線系統設計時關鍵資源的選擇252
7.2.3 開發VXI總線測試系統的一般過程256
7.2.4 VXI總線接口設計方案257
習題261
第8章 Protel99在總線與接口設計中的應用
8.1 初識Protel99262
8.1.1 Protel99的安裝262
8.1.2 Protel99的啟動263
8.1.3 Protel99的使用264
8.2 原理圖及其繪制規則265
8.2.1 電路原理圖編輯器的操作步驟 266
8.2.2 原理圖的繪制266
8.2.3 利用畫圖工具添加說明性圖形和文字畫圖272
8.2.4 原理圖的編輯技巧272
8.2.5 原理圖庫的創建與使用275
8.3 印制電路板的繪制277
8.3.1 元件封裝設置277
8.3.2 PCB文件的生成與初步設置278
8.3.3 工作參數的設置284
8.3.4 元件布局操作289
8.3.5 布線后的進一步處理292
8.3.6 元件封裝庫創建與使用294
習題296
第9章 基於總線技術的數據采集系統設計
9.1 I2C總線在數據采集中的應用298
9.1.1 I2C總線在數據采集系統中的應用原理298
9.1.2 I2C總線在數據采集系統中的應用編程299
9.2 USB總線在數據采集中的應用301
9.2.1 USB總線在數據采集系統中的應用原理301
9.2.2 USB總線在數據采集系統中的應用編程302
9.3 PCI總線在數據采集中的應用307
9.4 CAN總線在數據采集中的應用307
9.4.1 CAN總線概述307
9.4.2 CAN總線在數據在采集系統中的應用原理與應用編程308
9.4.3 CAN總線與其他總線的轉換309
習題311
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