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第一章 智能仪表概述1

§1.1 什么是智能仪表1

一、智能仪表的特点和定义1

二、智能仪表框图3

三、智能仪表的基本工作方式6

§1.2 智能仪表的优点7

一、测量精度高7

二、能够进行间接测量7

三、能够自动校准8

四、具有自动修正误差的能力9

五、具有自诊断能力9

七、允许灵活地改变仪表的功能10

六、能够实现复杂的控制功能10

八、便于通过标准总线组成一个多仪器的复杂控制系统11

§1.3 智能仪表的发展概况及设计思想11

第二章 智能仪表的硬件电路设计14

§2.1 微处理器的选择14

一、微处理器的选择原则14

二、8086/8088PC机的结构及功能16

三、Z80微处理器的结构及功能22

四、MCS-51/96单片机的结构及功能28

五、8098单片机的结构和功能33

§2.2 存储器的选择及主机电路设计42

一、存储器的选择42

二、主机电路的设计44

三、主机电路设计实例46

一、外部设备概述49

§2.3 外部设备的选择和电路设计49

二、模拟量输入通道50

三、模拟量输出通道62

四、开关量输入输出通道70

五、显示器75

六、键盘88

七、打印机96

§2.4 智能仪表的通信接口电路107

一、并行通信接口108

二、串行通信接口115

三、设计实例125

§3.1 软件设计概述134

一、软件设计过程134

第三章 智能仪表的软件设计原理134

二、软件设计方法138

§3.2 监控程序设计140

一、设计原则140

二、监控程序的设计方法140

§3.3 测量算法及其编程169

一、数字滤波169

二、线性化处理178

三、软件标定184

§3.4 控制算法185

一、PID控制算法185

二、PID调节器参数的整定191

三、智能控制算法194

第四章 智能仪表在过程控制中的工作方式196

§4.1 数字PID控制器196

一、系统构成197

二、控制规律选择及PID参数计算199

三、数字PID控制器的程序实现201

§4.2 复杂控制算法203

一、大纯滞后的Smith补偿控制算法203

二、前馈控制算法208

三、解耦控制算法211

四、差拍控制与Dahlin算法215

§4.3 智能控制器225

一、智能控制系统的构成原理225

二、智能控制器的一般结构227

第五章 智能仪表的抗干扰措施230

§5.1 电源滤波器230

一、电源滤波器的构造及抗干扰特性230

一、TTL电路输出中产生振荡原因及抑制232

二、电源滤波器的装配布线232

§5.2 数字集成电路的抗干扰措施232

二、CMOS电路输出中产生振荡原因及抑制234

§5.3 信号输入回路的抗干扰措施236

一、电平鉴别法236

二、波形鉴别法237

§5.4 电压-数字转换技术中的抗干扰措施238

一、串模噪声的抑制238

二、共模噪声的抑制240

§5.5 微型计算机的各种抗干扰措施243

一、系统受到干扰后软件处理的几种方法243

二、系统中各部分的安排及相互连接246

三、抑制存储器部分产生噪声的方法250

四、抑制电源瞬时变动对系统的干扰251

§5.6 系统的防辐射措施252

一、改善电源线和地线的抗干扰性能252

二、信号线加阻尼252

三、注意印制线路的设计252

四、将辐射源屏蔽252

§5.7 数字信号在传输过程中的抗干扰措施253

一、信号传输过程中受噪声影响的两种形态253

二、抑制信号传输过程中共模噪声的方法254

三、传输中的平衡措施255

四、长线传输的反射干扰及其抑制措施256

第六章 智能仪表设计举例261

§6.1 数字记录仪的设计261

一、设计的要求与基本性能261

二、总体设计的考虑262

三、硬件设计264

四、软件设计264

§6.2 自动售货机控制器的设计275

一、设计任务分析275

二、设计方法276

§6.3 温度测量装置设计281

一、用热敏电阻测温方案281

二、用半导体电阻测温方案283

§6.4 智能晶体管特性图示仪的设计284

一、基本方案284

二、图示仪的硬件设计289

三、图示仪的软件设计294

参考文献297