《普通高等教育“十二五”規劃教材·電子信息科學與工程類專業規劃教材：智能儀器設計與應用》系統地闡述了基于單片機的智能儀器的組成、硬件/軟件設計和實現方法。
《普通高等教育“十二五”規劃教材·電子信息科學與工程類專業規劃教材：智能儀器設計與應用》共分7章，闡述智能儀器的典型結構、特點，設計原則和發展趨勢；闡述智能儀器數據采集系統的組成與設計方法；闡述智能儀器人機接口設計，主要講述鍵盤、LED、LCD、打印機與CPU的接口設計；闡述智能儀器通信接口設計，考慮到家庭化、網絡化醫療的發展趨勢，該章講述了串行通信、USB通信和無線通信接口設計理論；講述智能儀器的典型數據處理功能；以智能醫學儀器設計為例，詳細闡述中醫脈象儀和動態血壓儀系統設計和實現；圍繞該課程內容給出了6個實驗，包括心電信號、血壓信號、血氧飽和度等信號的檢測和處理實驗；最后在附錄簡介了基于單片機的C語言程序編寫調試過程，以及DXP繪圖方法，可作為學生學習的參考內容。
隨著電子技術、計算機技術的進步和發展，特別是單片微型計算機技術的快速發展，賦予傳統測量儀器以嶄新的生命。先進的現代化智能儀器門類繁多，功能齊全，新型的智能儀器也在不斷問世。目前智能儀器已開始從較為成熟的數據處理向知識處理發展，其功能越來越強大。
本教材按照智能儀器系統的典型組成，詳細闡述智能儀器的采集系統設計、人機接口設計，通信接口設計，典型信號的處理方法，智能醫學儀器的設計實例。在內容上以MCS-51單片機控制為主，結合生理類測試儀器，利用C51編程，力求讓讀者掌握典型智能儀器的設計方法和具體設計過程。所選擇的設計案例既有傳統的儀器，也有新型的儀器，保證了內容的基礎性和先進性。
本教材共分7章，第1章從智能儀器的典型結構、特點入手，講述智能儀器的設計原則，使讀者建立智能儀器設計的基本思想；第2章具體闡述智能儀器數據采集系統的組成、設計方法和實現過程；第3章闡述智能儀器人機接口設計，主要講述鍵盤、LED、LCD、打印機與CPU的接口設計；第4章闡述智能儀器通信接口設計，考慮到家庭化、網絡化醫療的發展趨勢，重點講述串行通信、USB通信和無線通信接口設計理論。通過第2章到第4章的學習使讀者掌握智能儀器基本硬件結構的設計方法。第5章講述智能儀器的典型數字處理功能，包括自檢、誤差處理、標度變換、信號處理，通過本章的學習使讀者掌握智能儀器基本的軟件設計方法；第6章以智能醫學儀器設計為例，詳細闡述中醫脈象儀和動態血壓儀系統設計和實現；第7章圍繞該課程內容給出了6個實驗，包括心電信號、血壓信號、血氧飽和度等信號的檢測和分析處理實驗。第6章和第7章是對前五章內容的一個具體運用，通過具體設計實例，可以使讀者進一步理解智能儀器的設計過程。
在編寫本書的過程中，參考了國內外的文獻資料，吸收了近幾年智能儀器開發設計的優秀成果和成功經驗，并結合本人的教學、科研工作實踐編寫完成。本教材可作為高等院校智能儀器儀表、生物醫學工程專業本科學生的教學、課程設計、實驗教材或參考書，也可供從事智能儀器使用、維修和設計的工程技術人員閱讀。
本書在編寫過程中得到了長春理工大學教務處和生命科學技術學院領導的大力支持；長春理工大學電信工程學院的樸燕教授對書稿進行了審閱，并提出了寶貴的意見；生物醫學工程系的部分教師給予了無私的幫助和支持；研究生焦琪玉、杜輝、劉俊微、孫曉琳、王曉甜等同學在插圖繪制、表格制作等方面做了大量工作，在此一并表示感謝。此外，特別感謝書后所列參考文獻的作者。編者衷心地感謝大家的支持！
由于水平有限，書中錯誤和不足之處敬請讀者批評指正！
第1章 緒論
1.1 智能儀器的概念及特點
1.1.1 智能儀器的概念
1.1.2 智能儀器的特點
1.2 智能儀器的通用結構與設計原則
1.2.1 智能儀器的通用結構
1.2.2 智能儀器的設計原則與步驟
1.3 智能儀器的發展歷程和發展趨勢
1.3.1 智能儀器的發展歷程
1.3.2 智能儀器的發展趨勢
習題1
第2章 智能儀器采集系統設計
2.1 模擬量輸出通道及其設計
2.1.1 D/A轉換器概述
2.1.2 典型8位D/A轉換器
2.1.3 D/A轉換器與微處理器的接口設計
2.2 模擬量輸入通道及其設計
2.2.1 A/D轉換器概述
2.2.2 A/D轉換器的選擇和使用
2.2.3 典型8位A/D轉換器
2.2.4 A/D轉換器與微處理器的接口設計
2.3 信號采集系統組成與設計
2.3.1 數據采集系統的典型結構
2.3.2 數據采集的任務
2.3.3 模擬多路開關和采樣保持器
2.3.4 數據采集系統設計舉例
習題2
第3章 智能儀器人機接口設計
3.1 鍵盤與接口設計
3.1.1 鍵盤輸入基礎知識
3.1.2 鍵盤接口電路及控制程序
3.1.3 鍵盤分析程序
3.2 LED顯示與接口設計
3.2.1 LED原理及應用
3.2.2 LED顯示器及顯示方式
3.2.3 點陣LED顯示器
3.3 鍵盤/LED顯示器接口設計
3.3.1 HD7279A的功能及結構特點
3.3.2 鍵盤/LED顯示器接口設計方法
3.4 液晶顯示模塊與接口設計
3.4.1 1602液晶顯示模塊與接口設計
3.4.2 FYD12864液晶顯示模塊與接口設計
3.5 微型打印機與接口設計
3.5.1 TPP-40B/C微型打印機及其接口設計
3.5.2 漢字打印技術
習題3
第4章 智能儀器通信接口設計
4.1 通信技術概述
4.2 串行通信技術
4.2.1 串行通信基本方式
4.2.2 串行通信協議
4.2.3 RS-232、RS-422與RS-485串口標準
4.2.4 串行通信接口設計
4.3 USB接口技術
4.3.1 USB接口概述
4.3.2 USB系統結構
4.3.3 USB接口設計
4.4 藍牙技術
4.4.1 藍牙技術的特點
4.4.2 藍牙協議的體系結構
4.4.3 藍牙芯片
4.4.4 HCI概述
4.4.5 藍牙模塊接口設計
習題4
第5章 智能儀器的數據處理
5.1 硬件故障的自檢
5.1.1 自檢方式
5.1.2 自檢算法
5.1.3 自檢軟件
5.2 智能儀器的誤差處理
5.2.1 隨機誤差的處理方法
5.2.2 系統誤差的處理方法
5.2.3 粗大誤差的處理方法
5.3 測量數據的標度變換
5.3.1 線性標度變換
5.3.2 非線性參數的標度變換
5.4 信號處理常用的方法
5.4.1 直方圖分析
5.4.2 相關分析
5.4.3 相關分析的應用
5.5 現代醫學信號處理的常用方法
5.5.1 功率譜的定義
5.5.2 譜估計的基本計算方法
5.5.3 譜估計應注意的問題及改進措施
5.5.4 現代譜估計技術
習題5
第6章 智能醫學儀器設計實例
6.1 人體生理信息概述
6.1.1 醫學信息的分類
6.1.2 人體生理信號的典型幅值和頻率范圍
6.1.3 人體生理信號的特點
6.2 智能醫學儀器的基本組成和分類
6.2.1 醫學儀器系統的組成
6.2.2 醫學儀器系統的基本功能
6.2.3 醫學儀器的分類
6.2.4 醫學儀器的發展趨勢
6.3 便攜式動態血壓儀設計
6.3.1 血壓測量的原理及方法
6.3.2 動態血壓監測儀硬件總體設計
6.3.3 血壓傳感器的選擇和驅動
6.3.4 血壓信號模擬調理電路設計
6.3.5 血壓信號采集電路設計
6.3.6 動態血壓儀顯示電路設計
6.3.7 動態血壓儀通信接口電路設計
6.3.8 動態血壓儀電源模塊設計
6.3.9 氣泵、氣閥驅動硬件電路
6.3.10 系統軟件設計
6.4 基于DSP的脈象儀設計
6.4.1 中醫脈象儀總體設計
6.4.2 脈象傳感器的選擇及電路
6.4.3 脈象儀微處理器的選擇
6.4.4 脈象儀人機交互模塊設計
6.4.5 脈象儀存儲系統設計
6.4.6 脈象儀采集電路設計
6.4.7 系統軟件設計
習題6
第7章 醫學信號檢測與采集實驗
7.1 心電信號檢測實驗
7.2 血壓信號檢測實驗
7.3 脈搏信號采集實驗
7.4 血氧飽和度檢測實驗
7.5 體溫信號采集顯示實驗
7.6 心音信號檢測實驗
附錄A Keil軟件的應用
附錄B 基于DXP的電路設計
參考文獻
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