智能仪器设计基础

目 录 1 绪论 ……………………………………………………………………………… 1 1.1 概述 ……………………………………………………………………… 1 1.2 智能仪器的组成和特点 ………………………………………………… 3 1.3 智能仪器的发展趋势 …………………………………………………… 6 1.4 智能仪器的研制步骤 …………………………………………………… 7 思考题 ……………………………………………………………………… 12 2 主机电路 ……………………………………………………………………… 13 2.1 主机电路概述 ………………………………………………………… 13 2.2 8031 单片机构成的主机电路 ………………………………………… 14 思考题 ……………………………………………………………………… 22 3 智能仪器的人机接口 ………………………………………………………… 23 3.1 键盘接口 ……………………………………………………………… 23 3.2 LED显示接口 ………………………………………………………… 36 3.3 LCD接口及应用 ……………………………………………………… 40 3.4 专用键盘显示接口HD7279A ………………………………………… 48 3.5 OLED显示 ……………………………………………………………… 62 3.6 触摸屏技术 …………………………………………………………… 67 3.7 报警电路 ……………………………………………………………… 82 思考题 ……………………………………………………………………… 84 4 测量输入通道 ………………………………………………………………… 85 4.1 模拟输入通道 ………………………………………………………… 85 4.2 开关量输入通道 ……………………………………………………… 102 思考题 ……………………………………………………………………… 103 5 输出通道 ……………………………………………………………………… 104 5.1 模拟输出通道的基本结构 …………………………………………… 104 5.2 模拟量输出与接口 …………………………………………………… 107 5.3 开关量输出通道 ……………………………………………………… 116 思考题 ……………………………………………………………………… 120 6 SPI和I2C总线 ………………………………………………………………… 121 6.1 SPI总线 ………………………………………………………………… 122 6.2 I2C总线 ………………………………………………………………… 150 思考题 ……………………………………………………………………… 160 7 智能仪器的数据处理技术 …………………………………………………… 162 7.1 随机误差的校正 ……………………………………………………… 162 7.2 系统误差的校正 ……………………………………………………… 172 7.3 量程自动转换技术 …………………………………………………… 183 7.4 测量数据的标度变换 ………………………………………………… 187 思考题 ……………………………………………………………………… 189 8 智能仪器的程序设计 ………………………………………………………… 190 8.1 软件设计方法 ………………………………………………………… 190 8.2 监控程序设计 ………………………………………………………… 194 8.3 键盘管理程序设计 …………………………………………………… 197 8.4 显示、中断与时钟管理 ……………………………………………… 206 8.5 硬件故障的自检 ……………………………………………………… 209 思考题 ……………………………………………………………………… 213 9 智能仪器设计的相关技术 …………………………………………………… 214 9.1 抗干扰技术 …………………………………………………………… 214 9.2 仪表的低功耗设计 …………………………………………………… 232 9.3 串行通信技术 ………………………………………………………… 235 9.4 其他通信技术 ………………………………………………………… 243 思考题 ……………………………………………………………………… 250 10 智能仪器设计实例 ………………………………………………………… 251 10.1 数字频率计的设计 …………………………………………………… 251 10.2 电子血压计的设计 …………………………………………………… 258 10.3 四旋翼飞行器设计 …………………………………………………… 263 思考题 ……………………………………………………………………… 273 参考文献…………………………………………………………………………… 274