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目录1

第一章 绪论1

§1.1 智能化测量控制仪表的基本组成与发展1

§1.2 智能化测量控制仪表的功能特点3

§1.3 智能化测量控制仪表的设计方法5

复习思考题8

第二章 智能化测量控制仪表中的专用微处理机9

§2.1 MCS-51系列单片机的特点9

§2.2 MCS-51系列单片机的结构10

2.2.1 MCS-51单片机的基本结构10

2.2.2 MCS-51单片机的存贮器结构13

2.2.3 MCS-51单片机的CPU15

2.2.4 MCS-51单片机的并行I/O口16

2.2.5 MCS-51单片机的定时器／计数器19

2.2.6 MCS-51单片机的串行口25

2.2.7 MCS-51单片机的中断系统30

2.2.8 MCS-51单片机的工作方式35

§2.3 CHMOS型单片机的节电工作方式40

2.3.1 空闲方式和掉电方式40

2.3.2 节电方式的应用41

§2.4 CHMOS增强型单片机8XC51FA和8XC51GA的主要特点43

2.4.1 8XC51FA的特点43

2.4.2 比较／捕捉模块45

2.4.3 16位捕捉方式46

2.4.4 软件定时器和高速输出方式47

2.4.5 脉冲宽度调制器PWM方式47

2.4.6 监视定时器WDT49

2.4.7 8XC51GA的特点50

§2.5 PHILIPS单片机8XC55252

2.5.1 8XC552的主要性能和结构52

2.5.2 8XC552的复位电路57

2.5.3 脉宽调制器PWM输出58

2.5.4 A/D转换器59

2.5.5 定时器T2和捕捉比较逻辑61

2.5.6 监视定时器T365

2.5.7 输入输出口66

2.5.8 8XC552的中断系统67

2.5.9 I2C总线简介70

§2.6 MCS-51单片机的指令系统76

2.6.1 指令和助记符76

2.6.2 指令的字节数76

2.6.3 寻址方式77

2.6.4 指令系统81

复习思考题92

3.1.1 A/D转换器的主要技术指标94

§3.1 A/D及D/A转换器的主要技术指标94

第三章 智能化测量控制仪表的ADC和DAC接口94

3.1.2 D/A转换器的主要技术指标95

§3.2 DAC接口技术95

3.2.1 常用DAC芯片的接口方法96

3.2.2 DAC接口的应用102

§3.3 ADC接口技术107

3.3.1 比较式ADC接口108

3.3.2 积分式ADC接口116

3.3.3 VFC式ADC接口128

§3.4 数据采集系统133

3.4.1 前置放大器133

3.4.2 采样保持放大器138

3.4.3 新型LC2MOS单片多位A/D转换器AD7701/AD7703141

复习思考题150

第四章 智能化测量控制仪表的键盘、显示器及打印输出接口151

§4.1 键盘接口技术151

4.1.1 非编码键盘152

4.1.2 键值分析159

4.1.3 编码键盘166

§4.2 显示器接口技术167

4.2.1 七段LED显示器167

4.2.2 点阵式LED显示器170

4.3.1 8279的工作原理171

§4.3 8279可编程键盘／显示器芯片接口技术171

4.3.2 8279的数据输入、显示输出及命令格式173

4.3.3 8279的接口方法178

§4.4 液晶显示器LCD接口技术182

4.4.1 LCD显示器的工作原理和驱动方式182

4.4.2 LCD显示器的驱动接口184

4.4.3 点阵式液晶显示模块187

§4.5 打印输出接口技术195

4.5.1 PP40的接口信号195

4.5.2 PP40的操作方式195

4.5.3 PP40的接口方法和打印程序设计198

4.5.5 TPμP-40A的字符代码和打印命令207

4.5.4 TPμP-40A的性能和接口信号207

4.5.6 TPuP-40A的接口方法和打印程序209

复习思考题214

第五章 智能化测量控制仪表的抗干扰技术215

§5.1 干扰源215

5.1.1 串模干扰、共模干扰及电源干扰215

5.1.2 数字电路的干扰217

§5.2 硬件抗干扰措施218

5.2.1 串模干扰的抑制218

5.2.2 共模干扰的抑制220

5.2.3 输入输出通道干扰的抑制221

5.2.4 电源与电网干扰的抑制224

5.2.5 地线系统干扰的抑制225

§5.3 软件抗干扰措施226

5.3.1 数字量输入输出中的软件抗干扰226

5.3.2 程序执行过程中的软件抗干扰227

5.3.3 系统的恢复231

复习思考题234

第六章 智能化测量控制仪表的通讯接口235

§6.1 串行通讯接口235

6.1.1 RS-232C标准235

6.1.2 串行通讯接口电路240

6.1.3 智能化测量控制仪表与上位机之间的数据通讯245

6.1.4 RS-422、RS-423标准258

§6.2 并行通讯接口258

6.2.1 IEEE-488标准（GP-IB标准）258

6.2.2 基本接口功能要素259

6.2.3 消息及其编码260

6.2.4 接口功能261

6.2.5 总线结构263

6.2.6 三线挂钩原理265

6.2.7 并行通讯接口芯片268

复习思考题271

第七章 智能化测量控制仪表中的数据处理技术272

§7.1 定点数运算程序272

§7.2 浮点数运算程序282

§7.3 常用函数的计算方法294

7.3.1 台劳公式294

7.3.2 三角函数的计算295

7.3.3 自然对数的计算295

7.3.4 平方根的计算297

§7.4 数制之间的转换300

7.4.1 十进制整数转换为二进制数300

7.4.2 十进制小数转换为二进制数301

7.4.3 二进制整数转换为十进制数303

7.4.4 二进制小数转换为十进制数304

§7.5 数据的非数值处理305

7.5.1 排序305

7.5.2 查表306

7.5.3 链表312

7.5.4 队列316

复习思考题319

第八章 仪表中的常用测量与控制算法320

§8.1 数字滤波算法321

8.1.1 一阶惯性滤波321

8.1.3 中位值滤波323

8.1.2 限幅滤波323

8.1.4 算术平均值滤波324

8.1.5 滑动平均值滤波326

8.1.6 加权滑动平均滤波327

8.1.7 复合滤波法328

§8.2 校正算法328

8.2.1 系统误差的模型校正法329

8.2.2 利用校准曲线通过查表法修正系统误差330

8.2.3 非线性特性的校正333

§8.3 量程自动转换与标度变换337

8.3.1 量程自动转换337

8.4.1 基本控制规律341

8.3.2 标度变换341

§8.4 PID控制算法341

8.4.2 完全微分型PID控制算法343

8.4.3 不完全微分型PID控制算法346

8.4.4 PID算法的改进347

8.4.5 PID调节器参数的整定及采样周期的选择349

复习思考题352

第九章 智能化测量控制仪表的设计353

§9.1 智能化测量控制仪表的总体设计354

§9.2 智能化测量控制仪表的硬件电路设计355

9.2.1 仪表中专用单片机系统的设计355

9.2.3 硬件电路设计过程357

9.2.2 仪表中其它功能组件的设计357

9.3.1 软件设计方法359

§9.3 智能化测量控制仪表的软件设计359

9.3.2 软件设计过程361

§9.4 硬件调试方法362

9.4.1 常见的硬件故障362

9.4.2 硬件调试方法363

§9.5 软件调试方法364

9.5.1 常见的软件错误类型364

9.5.2 软件调试方法365

复习思考题369

10.1.1 单片真有效值／直流转换器370

第十章 智能化测量控制仪表整机分析370

§10.1 智能化真有效值数字电压表的硬件结构370

10.1.2 仪表单元电路的工作原理372

§10.2 智能化真有效值数字电压表的监控程序377

10.2.1 仪表的键盘功能377

10.2.2 仪表的监控程序结构378

10.2.3 主要功能模块简介379

复习思考题384

附录一 SIM8051模拟／调试软件的使用方法385

附录二 常用集成电路芯片的引脚排列图400

参考文献405