《工業和信息產業職業教育教學指導委員會“十二五”規劃教材 全國高等職業教育工業生產自動化技術系列規劃教材：智能儀器基礎（第2版）》按照智能儀器的構成進行介紹，內容包括智能儀器中的微機系統，信號的輸入與處理，信號的輸出與處理，智能儀器的人機界面，智能測控技術，智能儀器中的通信技術以及智能儀器的設計與實例。教材設計了填空題、選擇題和簡答題，幫助學生復習和掌握主要的內容，并給出了大部分參考答案供廣大師生參考。
《工業和信息產業職業教育教學指導委員會“十二五”規劃教材：智能儀器基礎（第2版）》可作為高職高專院校、成人學校及本科院校開辦的二級職業技術學院自動化、儀器儀表、應用電子技術、機電一體化和計算機控制技術等相關專業的教材，也可供在企業生產一線從事技術、管理和運行等工作的相關技術人員參考使用。
隨著電子技術和計算機技術的不斷發展，智能儀器在各行各業中的應用越來越普及。本教材自2006年出版以來，受到很多讀者的歡迎，同時也給編者提出了很多好的意見和建議，因此在第1版的基礎上做了修訂，重點放在提高教材的實用性上。
本教材的主要特點是強調培養學生的實際應用能力，力求從基本概念上加強學生對智能儀器的工作原理、基本構成、使用及維護方法的理解，并結合實際的智能儀器，簡要介紹了智能儀器的初步設計方法，并對智能儀器的各個部分都給出了設計實例，便于學生練習，加深理解。為了幫助學生理解，本教材盡可能地采用圖文并茂的方法編寫。
本教材的建議課時為48～64學時，包括8～24學時的實驗與實踐。考慮到目前MCS-51系列單片機在我國的應用比較廣，且目前很多高校所開設的單片機課程都選用MCS-51系列單片機作為微處理器，本教材在應用舉例中選用了基于MCS-51系列單片機開發的智能儀器。為了拓寬學生的思路，還對各種新器件、新技術做了簡單的介紹。
本教材按照智能儀器的構成進行介紹，內容包括概述、智能儀器中的微機系統、信號的輸入與處理、信號的輸出與處理、智能儀器的人機界面、智能測控技術、智能儀器中的通信技術及智能儀器的設計與實例。本教材設計了填空題、選擇題和簡答題，幫助學生復習和掌握主要的內容，并給出了大部分參考答案供廣大師生參考。
本教材的主要特點是：
（1）難度較低，盡可能地用通俗易懂的方法去說明各種概念，讓學生對智能儀器有一個全面的了解。
（2）知識面較廣，對各種新器件、新技術做了簡單的介紹，為學生掌握智能儀器的原理及設計方法打開一道門。
（3）第2版中新增了較多的應用實例，便于學生練習，加深理解，且所有的例子均經過調試、仿真并給出完整的硬件構成和軟件程序。
本教材由南京金陵科技學院的朱一綸教授擔任主編，南京金陵科技學院的吳彪擔任副主編，吳岱曦參加了資料整理、文字錄入和電子教案的制作工作，最后由朱一綸統稿。另外，在本書的編寫、實驗過程中，曾受到南京金陵科技學院校科研基金項目《基于虛擬技術的遠程多路溫度測控系統的研究與設計》的資助，還在網上查閱了很多器件的相關資料，得到過很多人的幫助，在此一并表示感謝。
限于編者的學識水平與實踐經驗，書中不足之外在所難免，懇請讀者和同行們批評指正。
編者
2012年5月
第1章 概述
1.1 傳統儀器、儀表與智能儀器
1.1.1 傳統儀器、儀表
1.1.2 智能儀器
1.2 智能儀器的分類與特點
1.2.1 智能儀器的分類
1.2.2 智能儀器的特點
1.3 智能儀器的發展概況
小結
習題1
第2章 智能儀器中的微機系統
2.1 MCS-51系列單片機
2.1.1 MCS-51系列單片機的結構與特點
2.1.2 MCS-51系列單片機的引腳及功能
2.1.3 CHMOS增強型單片機8XC51FA的主要特點
2.1.4 MCS-51系列單片機的指令系統
2.2 MCS-51單片機系統及應用舉例
2.2.1 8051/8751/8951的最小系統
2.2.2 單片機系統的并行擴展
2.2.3 單片機系統的串行擴展
2.2.4 應用舉例
2.3 單片機的仿真與應用
2.3.1 8951單片機最小系統的建立
2.3.2 8951單片機最小系統的仿真過程
2.3.3 利用中斷實現故障報警的仿真
2.3.4 利用中斷實現定時采集數據的仿真
2.4 其他嵌入式單片機簡介
2.4.1 MC9S12系列單片機
2.4.2 數字信號處理器
2.4.3 ARM嵌入式系統微處理器
小結
習題2
第3章 信號的輸入與處理
3.1 數字信號的輸入與處理
3.1.1 開關量的預處理電路
3.1.2 脈沖信號的輸入與處理
3.2 模擬信號的輸入與處理
3.2.1 模擬信號的檢測
3.2.2 信號濾波及檢測
3.2.3 多路模擬開關
3.3 信號的放大
3.3.1 微弱信號的放大電路
3.3.2 集成放大器
3.4 模/數轉換器
3.4.1 模/數轉換器的性能指標
3.4.2 模/數轉換器與CPU的接口技術
3.4.3 模/數轉換器與CPU接口應用舉例
3.4.4 采樣/保持
3.5 數據采集系統
3.6 輸入接口電路仿真舉例
3.6.1 數字溫度傳感器與單片機的接口仿真
3.6.2 A/D轉換芯片ADC0809的接口電路
3.6.3 A/D轉換芯片ADC0832的接口電路
小結
習題3
第4章 信號的輸出與處理
4.1 數字信號的輸出與處理
4.1.1 開關量的驅動接口
4.1.2 繼電器簡介
4.2 脈沖寬度調制技術
4.3 數/模轉換器
4.3.1 數/模轉換器的工作原理與性能指標
4.3.2 數/模轉換器的接口技術
4.4 DAC0832與單片機的接口
4.4.1 DAC0832的結構及引腳功能
4.4.2 DAC0832單緩沖方式及其與8051的接口
4.4.3 DAC0832雙緩沖方式及其與8051的接口
4.5 DAC708系列接口電路
4.6 輸出接口電路仿真舉例
4.6.1 發光二極管輸出仿真
4.6.2 電磁繼電器輸出仿真
4.6.3 DAC0832與單片機的接口仿真
小結
習題4
第5章 智能儀器的人機界面
5.1 鍵盤
5.1.1 識鍵
5.1.2 譯鍵、鍵義分析
5.2 LED顯示器
5.2.1 七段LED數碼顯示器
5.2.2 點陣LED顯示器
5.3 LCD顯示器
5.3.1 LCD工作原理簡述
5.3.2 LCD應用舉例
5.4 其他外設
5.4.1 微型打印機
5.4.2 語音提示
5.4.3 觸摸屏
5.5 人機界面仿真舉例
5.5.1 矩陣鍵盤與單片機的直接連接
5.5.2 LED數碼管動態顯示電路
5.5.3 LCD顯示的實時電子鐘仿真
小結
習題5
第6章 智能測控技術
6.1 測量誤差簡述
6.1.1 誤差分類
6.1.2 誤差的性質和原因
6.2 系統誤差的自動校正
6.2.1 自校零技術
6.2.2 變化系統誤差的校正
6.3 隨機誤差的自動校正
6.4 粗大誤差的自動校正
6.5 標度變換
6.6 非線性校正
6.7 量程自動轉換
6.8 PID控制
6.9 多傳感器信息融合技術簡介
6.10 數據處理仿真舉例
6.10.1 標度變換仿真舉例
6.10.2 帶自校零技術的模/數轉換
小結
習題6
第7章 智能儀器中的通信技術
7.1 串行通信接口
7.1.1 RS-232標準及應用
7.1.2 RS-422/RS-485標準
7.1.3 USB通用串行總線
7.2 并行通信標準IEEE-488
7.3 現場總線技術簡介
7.3.1 集散控制系統
7.3.2 現場總線控制系統
7.3.3 常用現場總線
7.3.4 現場總線智能儀器
7.4 單片機通信仿真舉例
7.4.1 單片機點對點傳送數據
7.4.2 單片機雙向通信仿真
小結
習題7
第8章 智能儀器的設計與實例
8.1 智能儀器的設計
8.1.1 智能儀器的設計步驟
8.1.2 硬件設計與調試
8.1.3 軟件設計及調試
8.2 智能儀器的自診斷
8.2.1 智能儀器自診斷方式
8.2.2 智能儀器的自診斷項目
8.3 實例1 智能化真有效值數字電壓表
8.3.1 系統硬件的構成
8.3.2 系統監控程序
8.3.3 擴展討論
8.4 實例2 智能電子計數器
8.4.1 硬件構成
8.4.2 軟件構成
8.5 實例3 多路電壓測控電路仿真
8.5.1 多路電壓測控電路的硬件設計
8.5.2 多路電壓測控電路的軟件設計
8.5.3 多路電壓測控電路程序
8.5.4 擴展討論
小結
習題8
附錄A MCS-51系列單片機指令表
附錄B 部分習題參考答案
習題1
習題2
習題3
習題4
習題5
習題6
習題7
習題8
參考文獻
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