智能化测量控制仪表原理与设计(第2版)
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品牌: 徐爱钧
基本信息·出版社：北京航空航天大学出版社
·页码：432 页
·出版日期：2004年
·ISBN：7810775200
·条形码：9787810775205
·包装版本：1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
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内容简介《智能化测量控制仪表原理与设计》在第一版的基础上作了修订，全面系统地阐述了基于80C51单片机的智能化测量控制仪表基本原理与设计方法。介绍了新一代增强型80C51单片机的基础知识与应用方法。详细论述了智能化测量控制仪表的人机接口、过程通道接口、串行通信接口、硬件和软件抗干扰技术、数据处理技术、仪表硬件及软件的设计方法。给出了大量实用硬件电路和软件程序。还介绍了一种基于SST89系列新型FLASH单片机与Keil μVision2集成开发环境相配合，进行单片机应用系统自我开发的方法。
《智能化测量控制仪表原理与设计》可作为高等学校工业自动化与仪表测量仪器、计算机应用等相关专业的教学用书，也可供从事开发研制智能化测量控制仪表的工程技术人员阅读参考。
目录
第一章 绪论
1.1 智能化测量控制仪表的基本组成及其发展1
1.2 智能化测量控制仪表的功能特点3
1.3 智能化测量控制仪表的设计方法5
复习思考题9
第二章 智能化测量控制仪表中的专用微处理器
2.1 80C51系列单片机的特点10
2.2 80C51单片机的结构11
2.2.1 基本组成与内部结构11
2.2.2 引脚功能 14
2.3 80C51单片机的存储器结构16
2.4 80C51单片机的CPU时序18
2.5 80C51单片机的复位信号与复位电路20
2.6 80C51单片机的并行I/O口21
2.7 80C51单片机的指令系统25
2.7.1 指令和助记符25
2.7.2 指令的字节数25
2.7.3 寻址方式26
2.7.4 指令分类详解30
2.8 80C51单片机的汇编语言程序设计与实用子程序39
2.8.1 汇编语言格式与伪指令39
2.8.2 应用程序设计41
2.8.3 定点数运算子程序43
2.9 80C51单片机的定时器/计数器56
2.9.1 定时器/计数器的控制寄存器与逻辑结构56
2.9.2 定时器/计数器应用举例64
2.10 80C51单片机的串行口65
2.10.1 串行通信方式与串行口控制寄存器65
2.10.2 串行口应用举例72
2.11 80C51单片机的中断系统73
2.11.1 中断的概念73
2.11.2 中断申请与控制74
2.11.3 中断响应77
2.11.4 中断系统应用举例79
2.12 80C51单片机的节电工作方式81
2.12.1 空闲方式和掉电方式82
2.12.2 节电方式的应用83
2.13 80C51单片机的系统扩展84
2.13.1 程序存储器扩展85
2.13.2 数据存储器扩展86
2.13.3 并行I/O端口扩展87
2.13.4 利用I2C总线进行系统扩展100
2.14 新型FLASH单片机简介107
2.14.1 Atmel公司的AT89x51107
2.14.2 PHILIPS公司的89C51RD2113
2.14.3 SST公司的89E564RD118
复习思考题124
第三章 智能化测量控制仪表的DAC和ADC接口
3.1 A/D及D/A转换器的主要技术指标127
3.1.1 A/D转换器的主要技术指标127
3.1.2 D/A转换器的主要技术指标128
3.2 DAC接口技术128
3.2.1 常用DAC芯片的接口方法130
3.2.2 DAC接口的应用136
3.3 ADC接口技术142
3.3.1 比较式ADC接口143
3.3.2 积分式ADC接口153
3.3.3 压频转换式ADC接口162
3.4 数据采集系统168
3.4.1 前置放大器168
3.4.2 采样保持器174
3.4.3 新型单片数据采集系统ADμC 8xx简介177
复习思考题186
第四章 智能化测量控制仪表的键盘、显示器及打印输出接口
4.1 键盘接口技术187
4.1.1 非编码键盘188
4.1.2 键值分析193
4.1.3 编码键盘203
4.2 LED显示器接口技术204
4.2.1 7段LED数码显示器205
4.2.2 串行接口8位共阴极LED驱动器MAX7219208
4.3 8279可编程键盘/显示器芯片接口技术215
4.3.1 8279的工作原理215
4.3.2 8279的数据输入、显示输出及命令格式218
4.3.3 8279的接口方法224
4.4 LCD液晶显示器接口技术228
4.4.1 LCD显示器的工作原理和驱动方式228
4.4.2 段式LCD显示器的驱动接口230
4.4.3 点阵式液晶显示模块232
4.5 打印输出接口技术241
4.5.1 TPμP40A的性能和接口信号241
4.5.2 TPμP40A的字符代码和打印命令242
4.5.3 TPμP40A的接口方法及打印程序设计244
复习思考题249
第五章 智能化测量控制仪表的抗干扰技术
5.1 干扰源250
5.1.1 串模干扰、共模干扰及电源干扰250
5.1.2 数字电路的干扰252
5.2 硬件抗干扰措施254
5.2.1 串模干扰的抑制254
5.2.2 共模干扰的抑制256
5.2.3 输入/输出通道干扰的抑制257
5.2.4 电源与电网干扰的抑制261
5.2.5 地线系统干扰的抑制262
5.3 软件抗干扰措施263
5.3.1 数字量输入/输出中的软件抗干扰263
5.3.2 程序执行过程中的软件抗干扰264
5.3.3 系统的恢复269
复习思考题272
第六章 智能化测量控制仪表的通信接口
6.1 串行通信接口273
6.1.1 RS232C标准273
6.1.2 串行通信方式278
6.2 串行通信的实现280
6.2.1 仪表相互之间的通信280
6.2.2 仪表与上位机之间的通信284
6.2.3 RS422和RS423标准298
复习思考题299
第七章 智能化测量控制仪表中的数据处理技术
7.1 浮点数运算程序300
7.2 数制转换程序314
7.2.1 十进制整数转换为二进制数314
7.2.2 十进制小数转换为二进制数 316
7.2.3 二进制整数转换成十进制数318
7.2.4 二进制小数转换为十进制数320
7.3 数据的非数值处理321
7.3.1 排序321
7.3.2 查表324
7.3.3 链表330
7.3.4 队列335
复习思考题338
第八章 智能化测量控制仪表中的常用测量与控制算法
8.1 数字滤波算法341
8.1.1 一阶惯性滤波341
8.1.2 限幅滤波343
8.1.3 中位值滤波344
8.1.4 算术平均值滤波345
8.1.5 滑动平均值滤波347
8.1.6 加权滑动平均滤波349
8.1.7 复合滤波法349
8.2 校正算法350
8.2.1 系统误差的模型校正法350
8.2.2 利用校准曲线通过查表法修正系统误差352
8.2.3 非线性特性的校正355
8.3 量程自动转换与标度变换361
8.3.1 量程自动转换361
8.3.2 标度变换363
8.4 PID控制算法364
8.4.1 基本控制规律364
8.4.2 完全微分型PID控制算法366
8.4.3 不完全微分型PID控制算法369
8.4.4 PID算法的改进371
复习思考题374
第九章 智能化测量控制仪表的设计方法与实例分析
9.1 智能化测量控制仪表的总体设计376
9.2 智能化测量控制仪表的硬件电路设计377
9.2.1 仪表中专用单片机系统的设计377
9.2.2 仪表中其他功能组件的设计379
9.2.3 仪表中硬件电路设计过程380
9.3 智能化测量控制仪表的软件设计382
9.3.1 概述382
9.3.2 自顶向下设计383
9.3.3 模块化和结构化编程384
9.4 智能化真有效值数字电压表实例分析384
9.4.1 单片真有效值/直流转换器385
9.4.2 仪表单元电路的工作原理387
9.5 智能化真有效值数字电压表的监控程序392
9.5.1 仪表的键盘功能393
9.5.2 仪表的监控程序结构393
9.5.3 仪表的主要功能模块简介395
复习思考题401
附录A 80C51指令表
附录B SST89单片机仿真开发功能板
附录C 常用集成电路芯片的引脚排列图
……[看更多目录]
序言单片机又称微控制器（Microcontroller），是在一块芯片上同时集成了CPU、ROM、RAM以及各种功能I/O接口的超大规模集成电路。单片机具有体积小、价格低、功能强、可靠性高以及使用方便灵活的特点，通过它能够很容易地将计算技术与测量控制技术相结合，组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表”。研制基于单片机的各种智能化测量控制仪表，周期短，成本低，易于更新换代，维修方便，在计算机与仪表一体化设计中具有其他微型计算机无法比拟的优势，这对仪表研制开发人员来说具有很大的吸引力。
近年来，单片机技术得到了突飞猛进的发展，许多半导体厂商争相推出各具特色的单片机芯片，使单片机用户具有更多选择余地。存储器技术的发展在很大程度上推动了单片机应用技术的发展。目前已经出现包含片内FLASH存储器的新型单片机，FLASH存储器兼有ROM和RAM的特点，既可以保持存储器中的内容在长达10年的时间内不会丢失，又能够进行在线修改，许多厂商都推出了带ISP（在系统中编程）和IAP（在应用中编程）功能的FLASH单片机，采用这种单片机设计的智能化测量控制仪表，可以在现场应用中根据需要修改仪表监控程序，芯片不用从仪表中取出来，只需要通过简单的串行下载方式将新监控程序代码装入单片机，为智能化仪表的升级、换代带来极大方便。
国内很多厂商、研究所都在研制开发各种智能化测量控制仪表，广大仪表设计、生产和使用人员都迫切希望了解和掌握单片机在测量控制仪表中的应用技术，许多高等学校也开设了智能仪表一类的单片机应用技术课程。为了适应这种发展趋势，我们于1996从北航出版社出版了本书的第1版，得到读者好评，被选作许多高等学校的教材，被评为1998年度湖北省科学技术进步奖，至今已经7次重印。这次再版，对原书进行了如下修订：
第二章阐述单片机基础知识，是本书后面各章的基础，为了更有利于读者学习，增加了汇编语言程序设计和I/O及存储器扩展内容，给出了具体应用程序示例，删除了一些过时内容，增加了对新型FLASH单片机内部功能与应用的介绍。
第三章增加了特别适用于智能化仪表的单片微转换器AdμC8xx的介绍。
第四章增加了状态法键值分析以及LED数码管串行驱动器Max7219的具体应用实例，删除了应用较少的PP40打印机内容。
第六章删除了应用较少的GPIB并行通信内容；第七章的定点数运算程序放到第二章汇编语言设计一节以利于读者学习；第九章删除了部分过时内容，与第十章合并为一章以减少篇幅。
随着FLASH单片机ISP和IAP功能的不断完善，一些单片机芯片厂商和软件开发商推出了基于片内FLASH的新型仿真开发工具。其中德国Keil Software公司最为著名，它推出了一种可由用户配置的FLASH MON51监控程序代码，专门用于具有片内FLASH的8051系列单片机作为所谓SoftICE，即“软仿真器”，与Keil公司的μVision2集成开发环境配合，可以在不需要额外硬件仿真器的条件下实现80C51单片机应用系统的自开发，给用户带来极大方便。本书附录B中介绍了采用SST公司89系列FLASH单片机制作具有自开发功能的仿真开发功能板以及与Keil μVision2集成开发环境配合应用的方法。
本书在修订过程中得到孙传友教授、康垂令教授、刘崇鑫教授和彭秀华高级实验师的帮助；北航出版社热情支持本书的修订工作并提出了许多很好的意见,在此一并表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中难免会有缺点和不妥之处，恳请读者批评指正。
文摘插图：
