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第1章 智能仪表设计概述1

1.1 智能仪表行业的现状1

1.2 智能仪表的功能和组成2

1.2.1 智能仪表的功能2

1.2.2 智能仪表的基本组成3

1.3 智能仪表的研制步骤4

1.3.1 制定设计方案4

1.3.2 硬件、软件研制及仪表结构设计4

1.3.3 仪表总调试和性能测定5

第2章 微控制器的选择7

2.1 微控制器概述7

2.1.1 微控制器的概念和组成7

2.1.2 当前微控制器的主要特点7

2.1.3 微控制器的分类8

2.2 常用的8位单片机10

2.2.1 Intel公司的MCS-51单片机10

2.2.2 Winbond公司的8位单片机10

2.2.3 SST公司的SST89系列单片机13

2.2.4 NXP半导体公司的8位单片机14

2.2.5 Cygnal公司的C8051F单片机16

2.2.6 Atmel公司的AT89单片机19

2.2.7 Atmel公司的AVR单片机21

2.2.8 Microehip公司的PIC单片机23

2.2.9 Freescale公司的8位单片机28

2.3 常用的16位单片机32

2.3.1 MSP430系列单片机33

2.3.2 Freescale公司的16位单片机35

2.3.3 PIC24系列单片机37

2.3.4 MCS196系列单片机38

2.3.5 SPMC75系列单片机40

2.4 ARM41

2.4.1 ARM简介41

2.4 2 NXP半导体公司的ARM41

2.4.3 Atmel公司的ARM44

2.4.4 ST公司的ARM45

2.4.5 Samsung公司的ARM46

2.5 DSP47

2.5.1 DSP简介47

2.5.2 DSP选型48

2.6 微控制器的选择50

第3章 输入输出接口52

3.1 概述52

3.2 常用A/D转换器及其应用52

3.2.1 ADC0832芯片53

3.2.2 TLC2543芯片57

3.2.3 AD7705芯片60

3.3 常用D/A转换器及其应用65

3.3.1 MAX518芯片67

3.3.2 TLC5618芯片69

3.4 开关量通道设计72

3.4.1 光隔离72

3.4.2 继电器输入接口72

3.4.3 LED及蜂鸣器输出72

3.4.4 继电器输出接口73

3.4.5 晶闸管输出接口73

3.4.6 固态继电器输出接口74

3.5 信号调理电路74

3.5.1 I/V变换电路74

3.5.2 调零调满75

3.5.3 限幅电路75

第4章 人机接口78

4.1 键盘78

4.1.1 键盘的分类78

4.1.2 键盘接口78

4.1.3 键盘电路结构79

4.2 显示接口86

4.2.1 LED接口电路86

4.2.2 LCD接口电路92

第5章 通信接口与总线108

5.1 概述108

5.1.1 通信接口与总线108

5.1.2 通信和总线的相关概念109

5.1.3 总线的作用110

5.2 常用的总线110

5.2.1 常用的内部总线110

5.2.2 常用的系统总线111

5.2.3 常用的外部总线112

5.3 RS 232C总线113

5.3.1 RS 232C总线标准113

5.3.2 RS 232C与TTL转换115

5.3.3 串行接口通信接线方法116

5.4 RS 422总线118

5.5 RS 485总线118

5.5.1 RS 485总线标准118

5.5.2 RS 485与TTL转换119

5.5.3 RS 485与RS 232C转换121

5.5.4 RS 485的通信接线方法122

5.5.5 RS 485总线的抗干扰设计122

5.6 串行通信举例123

5.7 串行通信接口的扩展132

5.7.1 扩展一个串行接口132

5.7.2 扩展多个串行接口134

5.7.3 模拟串行接口通信135

5.8 VB中利用MSComm控件实现PC串行接口通信138

5.9 现场总线142

5.9.1 LONworks143

5.9.2 ProFiBus143

5.9.3 HART144

5.9.4 FF145

5.9.5 CAN145

第6章 智能化仪表电源147

6.1 线性集成稳压器147

6.1.1 三端固定正集成稳压器147

6.1.2 三端可调集成稳压器150

6.1.3 低压差线性集成稳压器151

6.2 开关集成稳压器153

6.2.1 降压型开关集成稳压器及应用154

6.2.2 升压型开关稳压器及应用156

6.2.3 反极型开关集成稳压器及应用158

6.3 直流集成基准电压源159

6.3.1 集成基准电压源的分类159

6.3.2 基准电压源的选择和技术指标160

6.3.3 常见基准电压源介绍161

第7章 常用的传感器165

7.1 热电偶165

7.1.1 热电偶的分类165

7.1.2 热电偶的特性参数165

7.1.3 常用的热电偶165

7.1.4 热电偶测温及冷端补偿166

7.1.5 热电偶专用集成电路166

7.2 热电阻168

7.2.1 常用的热电阻168

7.2.2 热电阻的测量电路169

7.3 DS18B20温度传感器171

7.3.1 DS18B20温度传感器性能简介171

7.3.2 DS18B20的温度测量172

7.3.3 DS18B20的温度转换过程172

7.3.4 DS18B20的应用172

7.4 电流传感器175

7.4.1 CSN系列闭环电流传感器175

7.4.2 CLSM-25电流传感器177

7.4.3 TDC-E系列直流漏电流传感器177

7.4.4 CT系列电流互感器177

7.4.5 LQZJ4-0.66电流互感器179

7.5 电压传感器180

7.5.1 DCV-100直流电压传感器180

7.5.2 LV 25-P电压传感器180

7.5.3 HB-BDLD型电压传感器182

7.5.4 BTR-VJ18单相交流电压传感器182

7.6 超声波传感器183

7.6.1 超声波传感器的工作原理183

7.6.2 超声波传感器的基本结构184

7.6.3 超声波传感器的主要特性184

7.6.4 超声波传感器常用器件185

第8章 智能仪表设计实例190

8.1 电动阀门智能控制器190

8.1.1 项目背景190

8.1.2 设计目标190

8.1.3 总体方案的设计191

8.1.4 硬件系统设计192

8.1.5 软件系统设计201

8.1.6 远程监控中心PC的软件设计201

8.2 智能精密水压力发生器202

8.2.1 项目背景202

8.2.2 设计目标203

8.2.3 总体方案的设计204

8.2.4 硬件系统设计205

8.2.5 控制面板的设计212

8.2.6 软件系统设计212

8.2.7 监控中心PC的软件设计214

8.3 纵跳高度测距仪215

8.3.1 项目背景215

8.3.2 设计目标215

8.3.3 总体方案的设计216

8.3.4 硬件系统设计218

8.3.5 软件系统设计225

8.3.6 总结225

8.4 人体身高测量仪226

8.4.1 项目背景226

8.4.2 设计目标226

8.4.3 总体方案的设计226

8.4.4 硬件系统设计227

8.4.5 软件系统设计233

8.5 闸门开度荷重测控仪235

8.5.1 项目背景235

8.5.2 设计目标236

8.5.3 总体方案的设计236

8.5.4 硬件系统设计237

8.5.5 S3C44B0X与PC的远程通信249

8.5.6 软件系统设计250

8.6 空气压缩机性能参数检测仪251

8.6.1 项目背景251

8.6.2 设计目标251

8.6.3 总体方案的设计251

8.6.4 硬件系统设计252

8.6.5 软件系统设计257

8.7 起重机力矩限制器258

8.7.1 项目背景258

8.7.2 设计目标259

8.7.3 总体方案的设计259

8.7.4 硬件系统设计260

8.7.5 软件系统设计268

参考文献271