本书将经典的智能仪器仪表设计理论与前沿的嵌入式系统应用结合起来,依托美国Microchip公司生产的PIC系列微处理器的应用实例,使读者通过书本和实验,深刻领会智能仪器仪表在设计中涉及的各种技术和理论,并能结合相关知识,初步学会智能仪器仪表的设计。 本书主要介绍了智能仪器仪表的基本概念、 PIC16F877单片机的原理及软硬件编程知识、智能装置设计中涉及的接口技术、系统的定时中断技术、信号采集转换技术、数据传输技术、数据处理技术为主、抗干扰及降耗技术等方面内容。最后以设计实例的方式系统地展示了仪器仪表的设计过程。 本书主要面向工科高等学校自动化、机电一体化、仪器仪表等专业的高年级本科生,也可供相关专业的学生、教师、科研人员参考和在职工程技术人员的学习与培训。
前言 智能化是现代仪器仪表的发展趋势,许多嵌入式系统、电子技术和现场总线领域的新技术被应用于智能仪器仪表的设计,尤其是嵌入式系统的许多新的理念极大的促进了智能仪器仪表技术的发展,如单芯片技术等,但是目前有关智能仪器仪表方面的教材还往往基于MCS51系列单片机,LD乐动体育强调各种总线扩展技术,而一些已经在智能仪器仪表开发设计中被认可的新技术较少涉及,目前关于嵌入式系统和微处理器应用的书籍又相对专一化,两者缺乏结合。 本书以仪器仪表设计理论和方法为基础,依托美国Microchip公司生产的PIC系列微处理器,将经典的智能仪器仪表设计理论与前沿的嵌入式系统应用相结合。LD乐动体育为了使读者通过书本和相应的实验,深刻领会智能仪器仪表在设计中涉及的各种技术和理论,本书以实例化教学方式贯穿教材始终,由浅入深的将智能仪器仪表的设计理念与实际应用系统地、全面地展示给读者; 不拘泥于介绍智能仪器的传统设计方法,更关注智能化自控仪表设计的特殊性。 本书结合PIC系列微处理器原理和特点,将单芯片设计理念引入智能仪器仪表设计,并以此为基础,系统的介绍了智能仪器仪表的微处理器的选型、接口技术、信号采集转换技术,中断处理、LD乐动体育数据处理技术以及抗干扰技术,低功耗设计技术等,通过本书的学习可为读者建立完整的仪器仪表设计研发知识结构。本书每一章的最后均附有思考题,以便加深读者对所学概念的理解,达到举一反三、灵活应用的目的。 本书第1章概述了智能仪器仪表的概念、发展趋势等内容; 第2章对智能仪表的核心——微处理器基础知识进行了介绍,涉及微处理器的选型、几种典型的微处理器、PIC系列单片机种类、特点,并对本书设计核心的PIC16F87X单片机进行了概要的介绍; 第3章较全面的介绍了PIC系列单片机的指令系统和汇编语言编程的基础知识,针对PIC16F87X单片机特点,对程序跨页跳转和跨页调用问题、延时程序设计和查表程序设计进行了重点的讲解; 第4章详细阐述了智能装置设计中涉及的接口技术,包括LD乐动 乐动体育显示、键盘、打印和IC卡等技术,以新技术为主,全面提供基本概念信息; 第5章介绍系统的定时中断技术,具体涉及定时器的选取和使用、中断的概念和设计思想,以及有关的应用内容; 第6章重点介绍信号采集转换技术,包括输入通道和输出通道中的采样、保持、数字量与模拟量之间的转换等内容; 第7章主要介绍数据传输技术,重点阐述总线章介绍了数据存储和数据处理技术,在数据存储部分概述了包括最新的铁电存储器在内的不同种类的数据存储器,并结合实例,重点介绍了PIC16F87X片内EEPLD乐动 乐动体育ROM的使用方法,数据处理技术包括运算、滤波、软测量等内容; 第9章对智能仪器仪表设计的相关技术与方法进行了介绍,包括抗干扰技术、低功耗技术; 第10章介绍了智能仪器仪表的工程化设计方法,并以设计实例的方式系统的展示了仪器仪表的设计过程; 书中还在附录中提供了相关内容介绍。 本书遵循“宽编窄用”的内容选取原则,以适应不同专业、不同层次、不同教学学时数的需要,同时各章节力求做到原理、技术与实例并重,书本知识与实验相结合,符合教学规律。 本书既可以作为工科高等学校自动化、机电一体化、仪器仪表等专业的高年级本科生以及工程技术人员的培训教材,也可供相关专业的学生、教师、科研人员参考。 本书在编写过程中,得到了王化祥教授的指导,智能仪表实验室郝莹老师的大力协助,以及段瑞峰硕士的帮助,编者在此一并表示感谢。 由于作者水平有限,书中难免存在缺点和错误,诚恳希望读者提出批评和改进意见,以便今后在构架、内容和细节等方面做得更加完善。 编者于天津大学 2007年1月
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本书以仪器仪表设计理论和方法为基础,将实例化教学贯穿教材始终,由浅入深的将智能仪器仪表的设计理念与实际应用系统的、全面的展示给读者;而且不拘泥于介绍智能仪器的传统设计方法,更关注智能化自控仪表的设计特殊性;针对不同公司和不同系列的微处理器,讲解仪器仪表设计中微处理器的选型准则,以美国Microchip公司的PIC系列微处理器LD乐动 乐动体育为依托,结合其原理和特点,引入嵌入式系统和嵌入式操作系统的概念,通过学习,读者能从感性上认识智能仪器仪表的概况,掌握仪器仪表设计的基本概念;书中依据知识讲授顺序设计了系列专项实验以及两个综合性实验,提供了动手型教学环节,为读者提供了感性的实践机会和理性的思考空间;并将项目管理方面的知识引入智能仪器仪表设计,系统的展示复杂系统的研发方法,设计总原则的把握,为读者建立完整的仪器仪表设计研发知识结构;此外,智能仪器仪表设计涉及的可靠性、抗干扰问题和智能仪器仪表最新的数据处理方面的内容也将被介绍;在每一部分的最后附有思考题,以便加深读者对所学概念的理解,达到举一反三,灵活应用的目的。