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前言1

第一章 数字化测量概述1

第一节 集成电路发展的新趋势1

一、集成电路发展概况1

目录1

二、集成电路发展的新趋势2

第二节 数字集成电路的分类5

一、我国集成电路型号命名法5

二、数字集成电路的分类5

二、CMOS与晶体管接口7

第三节 数字IC的接口电路7

一、TTL与CMOS接口7

三、利用驱动器阵列作接口8

四、利用施密特触发器作接口9

五、利用固态继电器作接口9

六、串行通信接口10

七、网络通信接口11

第四节 智能传感器及传感器系统11

一、智能传感器的定义及特点11

二、智能传感器的发展趋势及应用13

三、智能传感器的产品分类及技术指标16

第五节 新型数字仪表的发展趋向17

一、广泛采用新技术，不断开发新产品17

二、广泛采用新工艺18

三、多重显示仪表18

四、安全性18

五、操作简单化19

第六节 VXI总线仪器系统19

一、VXI——21世纪的仪器总线19

三、VXI总线仪器系统集成20

二、VXI总线系统的发展史20

第七节 标准源与电子测量仪器的标准条件21

一、标准源与量值传递21

二、电子测量仪表的标准测试条件22

习题一23

第二章 CMOS门电路的特殊应用24

第一节 方波发生器24

一、两级反相式阻容振荡器24

二、三级反相频率可调式阻容振荡器25

三、方波信号发生器的特殊应用26

一、由门电路构成的矩形波发生器27

二、由定时器构成的矩形波发生器27

第二节 占空比可调的矩形波发生器27

第三节 石英晶体振荡器及秒基准信号发生器28

一、石英晶体振荡器28

二、几种秒基准信号发生器29

第四节 CMOS门电路的使用技巧32

一、电压放大器32

二、门控振荡器33

三、声、光报警器33

四、开机自动复位电路34

五、负电源发生器34

习题二35

第三章 一位及多位计数／锁存／译码／驱动器36

第一节 典型产品分类36

第二节 双BCD同步加法计数器37

一、CD4518的工作原理37

二、CD4518的应用37

第三节 可编程计数器38

一、MC14522的工作原理38

二、可编程分频器的电路设计39

第四节 锁存／译码／驱动器与无效零自动消隐电路41

一、BCD码锁存／译码／驱动器41

二、无效零消隐电路的设计42

第五节 单片多位计数／锁存／译码／驱动器43

一、ICM7217A的性能特点44

二、ICM7217A的工作原理44

三、ICM7217A的典型应用45

第六节 单片10MHz数字频率计48

一、产品分类及性能特点48

二、ICM7216D的工作原理48

三、由ICM7216D构成的10MHz数字频率计49

习题三51

第一节 显示器简介53

第四章 数字显示与大屏幕智能显示技术53

第二节 LED数字及点阵显示器54

一、LED数码管及字符管54

二、LED点阵显示器55

第三节 LCD数字及点阵显示器59

一、液晶显示器的性能特点与工作原理59

二、液晶点阵显示器60

第四节 数字仪器的动态扫描显示技术61

一、能消隐无效零的动态扫描显示电路61

二、多位LED显示组件的动态扫描显示电路62

第五节 大屏幕智能显示技术63

二、扫描方式与显示方式的设计64

一、大屏幕智能显示屏64

三、灰度屏、彩色屏及多媒体彩色屏65

四、汉字点阵芯片66

第六节 大屏幕LED智能显示屏的设计66

一、主机电路设计67

二、主机程序及计算机控制程序的设计70

第七节 由像元管或磁翻板构成的大屏幕智能显示屏70

一、像元管智能显示屏70

习题四72

二、磁翻板智能显示屏72

第五章 集成锁相环74

第一节 锁相环简介74

第二节 集成锁相环的工作原理75

一、相位比较器75

二、压控振荡器76

三、线性放大及整形电路77

第三节 集成锁相环的典型应用77

一、电压／频率（U/f）转换器77

二、频率／电压（f/U）转换器78

三、频率合成器78

一、锁相技术在流量测控系统中的应用80

第四节 锁相技术在电子测量领域中的应用80

二、利用锁相时钟抑制串模干扰82

习题五84

第六章 通用集成电源85

第一节 集成稳压器的分类85

一、集成稳压器的分类85

二、稳压电源的主要参数86

第二节 三端固定式集成稳压器的原理与应用87

一、三端固定式集成稳压器的产品分类87

二、三端固定式集成稳压器的工作原理87

三、三端固定式集成稳压器的应用88

一、三端可调式集成稳压器的产品分类91

第三节 三端可调式集成稳压器的原理与应用91

二、三端可调式集成稳压器的工作原理92

三、三端可调式集成稳压器的应用92

第四节 低压差集成稳压器的性能特点与应用93

一、低压差集成稳压器的性能特点93

二、低压差集成稳压器的应用94

第五节 由脉宽调制器构成的开关电源96

一、脉宽调制器的产品分类96

二、脉宽调制器的基本工作原理96

三、由UC3842构成的开关电源97

二、L4960/4962的工作原理99

第六节 单片开关式稳压器的原理与应用99

一、单片开关式稳压器的产品分类99

三、由L4960构成的单片开关电源101

第七节 单片开关电源的原理与应用102

一、TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的性能特点103

二、TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源的工作原理103

三、TOPSwitch—Ⅱ系列单片开关电源的典型应用105

第八节 散热器的设计107

一、散热器的设计原理108

二、散热器的设计方法108

三、注意事项110

习题六111

第七章 特种集成电源112

第一节 基准电压源的工作原理与应用112

一、基准电压源的特点与产品分类112

二、带隙基准电压源的基本工作原理113

三、基准电压源的应用113

第二节 集成恒流源的工作原理与应用115

一、恒流源的特点与产品分类115

二、恒流二极管的工作原理与应用116

三、恒流晶体管的工作原理与应用117

四、可调精密集成恒流源的工作原理与应用118

二、ICL7660型极性反转式DC/DC电源变换器119

第三节 单片DC/DC电源变换器的工作原理与应用119

一、单片DC/DC电源变换器的产品分类119

三、MAX770型升压式DC/DC电源变换器121

四、MAX639型降压式DC/DC电源变换器122

第四节 Pentium 4处理器散热控制电路的设计123

一、ADT7460的性能特点123

二、ADT7460的工作原理123

三、ADT7460的典型应用124

习题七126

第一节 智能传感器的产品分类127

第八章 智能传感器及传感器系统的工作原理与应用127

第二节 单片智能温度传感器129

一、DS18B20的性能特点129

二、DS18B20的工作原理130

三、由DS18B20构成的电脑温控系统131

第三节 单片集成温度控制器133

一、TMP01型集成温度控制器的工作原理133

二、TMP01的外部驱动电路134

第四节 单片热电偶冷端温度补偿器136

一、热电偶的测温原理136

二、基于SPI总线的数字式K型热电偶冷端温度补偿及转换器137

三、隔离式热电偶冷端温度补偿及信号调理器138

第五节 单片智能化湿度／温度传感器系统140

一、SHT11/15的性能特点140

二、SHT11/15的工作原理141

三、相对湿度／温度测试系统的设计142

第六节 单片加速度传感器144

一、ADXL05型单片加速度传感器的性能特点145

二、ADXL05型单片加速度传感器的工作原理145

三、ADXL05型单片加速度传感器的典型应用146

第七节 单片压力传感器及信号调理器147

一、集成硅压力传感器147

二、集成压力信号调理器及微机接口电路149

第八节 智能混浊度传感器系统152

一、APMS-10G的性能特点152

二、APMS-10G的测量原理153

三、使用注意事项154

第九节 单片指纹传感器155

一、生物识别技术简介155

二、指纹图像的特点及获取方法155

三、FPS100型单片指纹传感器的工作原理157

四、FPS200型单片指纹传感器的特点及应用160

习题八161

二、网络化测控系统的体系结构162

一、网络测控系统发展概述162

第九章 基于网络的智能传感器系统的设计162

第一节 网络测控系统发展概述162

第二节 网络化智能压力传感器的工作原理与应用164

一、PPT、PPTR系列智能压力传感器的性能特点164

二、PPT、PPTR系列智能压力传感器的工作原理165

三、PPT、PPTR系列智能压力传感器的应用166

第三节 基于以太网的嵌入式单片机网络系统的设计168

一、嵌入式单片机网络系统的设计方案168

二、嵌入式单片机网络系统的电路设计169

四、系统参数的自定义设置171

三、网卡的配置171

第四节 网络传感系统的程序设计及应用173

一、程序设计173

二、应用实例175

习题九175

第十章 数据采集及语音处理技术176

第一节 多路模拟开关的工作原理与应用176

一、CMOS集成模拟开关的工作原理176

二、多路模拟开关的应用技巧177

第二节 高精度单片数据采集系统180

二、ADμC824的工作原理181

一、ADμC824的性能特点181

三、精密测温系统的电路设计184

第三节 HP34970A型16通道高速数据采集系统186

一、HP34970A型数据采集系统的性能特点186

二、软件的汉化187

三、HP34970A型数据采集系统的应用188

第四节 语音处理技术及其应用190

一、语音处理技术190

二、语音处理器典型产品及语音电路开发系统192

三、语音处理器的应用实例193

一、TAS3004型数字音频处理器194

第五节 数字音频电压放大器194

二、TAS3001C型数字音频处理器195

三、数字音频系统的电路设计197

第六节 数字音频功率放大器199

一、TAS5000和TAS5100的性能特点199

二、数字音频功率放大器的工作原理200

三、数字音频功率放大器的电路设计202

习题十204

第十一章 数字电压表205

第一节 数字电压表的特点205

第二节 单片A/D转换器产品分类206

二、单片数字多用表专用集成电路207

一、单片A/D转换器207

三、多重显示仪表专用集成电路208

第三节 3？位LCD数字电压表208

一、ICL7106的性能特点和工作原理208

二、由ICL7106构成的3？位数字电压表213

第四节 3？位LED显示数字电压表214

一、MC14433的性能特点214

二、MC14433的引脚功能工作原理214

三、由MC14433构成的3？位数字电压表217

一、HI7159A的性能特点218

第五节 5？位智能数字电压表218

二、HI7159A的工作原理219

三、由HI7159A构成的5？位智能数字电压表223

习题十一224

第十二章 数字仪表中的新颖检测电路226

第一节 数字仪表的在线测量电路226

一、在线测量直流电流226

二、在线测量电阻228

三、在线测量晶体管的hFE230

第二节 平均值AC/DC转换电路231

一、真有效值数字仪表的基本工作原理232

第三节 真有效值电压及电平转换电路232

三、多量程真有效值数字电压表234

二、单片真有效值／直流转换器的产品分类234

四、多量程真有效值数字电压／电平表235

第四节 测量电阻的电路236

一、用比例法测量常规电阻236

二、测量高阻的电路238

第五节 测量电导的电路239

一、测量电导的基本工作原理239

二、数字电导表的电路工作原理240

一、用容抗法测量电容241

第六节 测量电容及电感的电路241

二、测量电感242

第七节 测量频率及占空比的电路243

一、测量频率的工作原理243

二、测量占空比的电路245

第八节 测量温度的电路246

一、测温电桥的工作原理246

二、设计要点248

第九节 检测二极管和晶体管的电路248

一、测量二极管正向压降的电路248

二、测量晶体管hFE的电路249

第十节 自动关机及蜂鸣器电路250

一、自动关机电路250

二、具有声、光指示的蜂鸣器电路251

习题十二252

第十三章 数字仪表及测控系统的电路设计253

第一节 数字照度计253

一、性能特点253

二、LX101型数字照度计的整机电路工作原理254

一、VC890D型数字多用表的性能特点255

第二节 VC890D型3？位数字多用表255

二、VC890D型数字多用表的整机电路工作原理256

第三节 4？位智能数字多用表260

一、MAX134的性能特点260

二、MAX134的工作原理261

三、4？位智能数字多用表的电路设计263

第四节 能源自动检测系统265

一、性能简介265

二、接口板的设计265

三、能源自动测控系统的电路设计及主程序流程图266

一、设计方案270

二、系统框图270

第五节 低频数字式相位测量仪270

三、电路及程序设计271

四、测量数据及测试结果分析274

习题十三275

第十四章 智能仪表专用集成电路276

第一节 高精度实时日历时钟电路276

一、产品分类及性能特点276

二、SD2001系列产品的工作原理277

三、SD2001系列产品的典型应用279

二、U/f转换器的原理与应用280

第二节 单片精密U/f、f/U转换器280

一、AD650的性能特点280

第三节 带串行接口的多位译码／驱动器283

一、MAX7219的性能特点283

二、MAX7219的工作原理283

三、MAX7219的典型应用及多片级联方法285

第四节 LED条图显示仪表集成电路286

一、LM3914型LED条图驱动器的工作原理286

二、LED条图显示温度计的电路设计287

一、数字电位器的主要特点290

二、数字电位器的产品分类及工作原理290

第五节 数字电位器290

三、数字电位器的误差分析293

四、数字电位器的典型应用294

习题十四294

第十五章 测试系统的抗干扰设计295

第一节 电磁兼容性的设计与测量295

一、电磁兼容性的研究领域295

二、电磁兼容性的设计与测量297

第二节 电磁干扰滤波器的构造原理与应用299

一、电磁干扰滤波器的构造原理及典型应用299

二、电磁干扰滤波器的技术参数及测试方法300

一、干扰的成因及后果302

第三节 测试系统中常用的抗干扰措施302

二、电路设计中的抗干扰措施303

第四节 利用软件提高测试系统的抗干扰能力306

一、数字滤波器307

二、其他软件抗干扰技术308

第五节 高频噪声模拟发生器的构造原理与应用309

一、高频噪声模拟器的性能特点309

二、高频噪声模拟器的工作原理310

三、高频噪声模拟器的应用312

习题十五314

参考文献315