数据采集技术与系统设计

前言

第1章 数据采集与系统设计基础

1.1 数据采集系统概述

1.2 数据采集与处理技术

1.3 数据采集系统的结构形式

1.3.1 微型计算机数据采集系统

1.3.2 集散型数据采集系统

1.3.3 分布式数据采集系统

1.4 数据采集信号处理基础

1.4.1 信号分类

1.4.2 信号分析

1.4.3 傅里叶变换

1.4.4 拉普拉斯变换和z变换

1.4.5 短时傅里叶变换和小波变换

1.4.6 采样定理

1.5 数据采集技术与系统的发展方向

1.6 习题

第2章 传感器技术

2.1 传感器概述

2.1.1 传感器的组成

2.1.2 传感器的分类

2.1.3 传感器的一般特性

2.2 温度传感器

2.2.1 温度与温标

2.2.2 金属热电阻

2.2.3 半导体热敏电阻

2.2.4 热电偶

2.2.5 AD590巳流集成型温度传感器

2.2.6 :DS18820数字温度传感器

2.3 其他传感器

2.3.1 力传感器

2.3.2 位移传感器

2.4 习题

第3章 模拟信号处理技术

3.1 模拟多路开关

3.1.1 常见模拟多路开关及其工作原理

3.1.2 模拟多路开关的主要技术指标

3.1.3 常用的模拟多路开关集成芯片

3.1.4 模拟多路开关的选用

3.2 测量放大器

3.2.1 测量放大器的原理

3.2.2 测量放大器的主要技术指标

3.2.3 集成测量放大器

3.3 程控增益放大器

3.4 采样/保持器

3.4.1 模拟信号的采样

3.4.2 采样/保持器原理

3.5 有源滤波器

3.5.1 RC有源低通滤波器

3.5.2 RC有源高通滤波器

3.5.3 RC有源带阻滤波器

3.5.4 RC有源带通滤波器

3.5.5 微处理器程控有源滤波器

3.6 习题

第4章 模数转换技术

4.1 A/D转换器的主要技术指标

4.2 A/D转换器的主要类型

4.2.1 并行比较型A/D转换器

4.2.2 逐次逼近型A/D转换器

4.2.3 积分型A/D转换器

4.2.4 压频变换型A/D转换器

4.2.5 ∑△型A/D转换器

4.2.6 流水线型A/D转换器

4.2.7 光学模数转换器

4.2.8 视频解码器

4.3 习题

第5章 数模转换技术

5.1 D/A转换器接口的技术性能指标

5.2 D/A转换器

5.2.1 DAC0832简介

5.2.2 AD5424简介

5.2.3 TLC5615位串行D/A转换器及应用程序

5.2.4 音频D/A转换器

5.2.5 数字电位器

5.2.6 视频编码器

5.3 习题

第6章 人机接口技术

6.1 键盘接口技术

6.1.1 独立式键盘

6.1.2 行列式键盘

6.1.3 Pc键盘接口技术

6.1.4 鼠标接口技术

6.2 显示电路接口技术

6.2.1 LED显示及显示器接口

6.2.2 LED显示器与显示方式

6.2.3 硬件译码显示器接口

6.2.4 专用显示与键盘管理芯片

6.2.5 ET6202串行接口LED数码管及键盘管理器件

6.2.6 LED点阵模块显示器

6.2.7 LcD显示器及其接口

6.3 打印机接口技术

6.3.1 TPuP-40A主要性能、接口要求及时序

6.3.2 字符代码及打印命令

6.3.3 TPuP-40A/16A与MCS-51单片机接口

6.3.4 打印程序实例

6.4 拨码盘及语音接口技术

6.4.1 拨码盘接口及应用实例

6.4.2 ISD1420语音接口芯片及其应用

6.5 习题

第7章 数据采集系统的抗干扰技术

7.1 硬件抗干扰技术

7.1.1 硬件干扰的形成因素和传播途径

7.1.2 硬件抗干扰的主要方法

7.2 软件抗干扰技术

7.2.1 数字滤波

7.2.2 单片机执行过程中的软件抗干扰措施

7.3 习题

第8章 数据分析与处理

8.1 数据检验与预处理

8.1.1 数据检验

8.1.2 数据预处理

8.2 随机信号去误差处理

8.2.1 测量误差的分类

8.2.2 系统误差的消除

8.2.3 非线性补偿处理

8.3 习题

第9章 总线技术

9.1 ISA总线

9.2 EISA总线

9.3 VL总线

9.4 PCI总线

9.4.1 PCI总线的主要特点

9.4.2 PCI总线接口芯片

9.4.3 CH365的应用

9.5 USB总线

9.5.1 USB总线的特点

9.5.2 USB总线接口

9.5.3 FT245BMUSB接口芯片及其应用

9.5.4 CH372USB接口芯片及其应用

9.6 GPIB总线技术

9.7 习题

第10章 ADuC812高性能数据采集系统芯片

10.1 概述

10.2 ADuC812的基本工作原理

10.2.1 CPU时序

10.2.2 存储器组织

10.3 中断系统

10.4 片内外围设备

10.4.1 并行I/O端口0-3

10.4.2 UART串行口

10.4.3 串行外围设备接口SPI

10.4.4 I2c兼容的串行接口

10.4.5 定时/计数器

10.4.6 硬件看门狗

10.4.7 电源监视器

10.5 特殊功能寄存器小结

10.6 ADuC812设计与应用

10.6.1 上电初始化子程序

10.6.2 微转换器的D/A转换器问题

10.6.3 闪速/电擦除存储器的擦除、编程时间

10.6.4 ADuC812的主时钟

10.6.5 ADuC812的基准电压

10.6.6 ADuC812的A/D转换器

10.6.7 抗干扰和接地问题

10.7 ADuC812在远程环境监测信息系统中的应用

10.7.1 下位机硬件电路设计

10.7.2 下位机软件设计

10.8 习题

第11章 基于zigBee无线传感器网络的数据采集

11.1 ZigBee无线传感器网络简介

11.2 ZigBee无线传感器网络节点的设计

11.2.1 无线传感器节点的特点

11.2.2 传感器节点的类型

11.2.3 无线传感器节点的系统构架设计

11.2.4 处理器模块的设计

11.2.5 无线通信模块的设计

11.3 ZigBee无线传感器网络的系统设计

11.3.1 星形网络形成

11.3.2 点对点网络形成

11.3.3 无线传感器网络协议

11.3.4 无线传感器网络的安全性问题

11.4 ZigBee无线通信模块的介绍

11.5 习题

第12章 虚拟仪器技术

12.1 引言

12.2 LabVIEW

12.2.1 LabVIEW应用程序的构成

12.2.2 LabVIEW在数据采集领域的应用

12.3 LabWindows简介

12.3.1 LabWindows开发思想

12.3.2 LabWindows开发环境

12.3.3 LabWindows数据采集实例

12.4 MATLABDAQ工具箱简介

12.4.1 MATLLABDAQ工具箱组成

12.4.2 MATLABDAQ工具箱函数简介

12.4.3 基于MATLAB的实时采集系统

12.5 习题

第13章 数据采集系统设计

13.1 数据采集系统设计的基本原则

13.2 ECG心电信号采集系统设计

13.2.1 设计的要求

13.2.2 系统要解决的问题

13.2.3 系统结构框图

13.2.4 系统设计原理

13.2.5 模拟电路的设计

13.2.6 数字电路的设计

13.2.7 系统软件设计

13.2.8 系统的测试结果

13.3 智能RLc数字电桥的设计

13.3.1 测量原理

13.3.2 系统设计

13.4 基于LabWindows/CVI的温室数据采集系统

13.4.1 系统总体结构方案

13.4.2 上位机软件设计方案

13.4.3 下位机软件设计方案

13.4.4 系统详细设计与实现

13.4.5 系统数据采集模块

13.4.6 下位机通信软件设计

13.4.7 上位机通信软件设计

13.4.8 系统参数设置模块

13.4.9 系统数据显示模块

13.4.10 系统数据库管理模块

13.4.11 温室环境控制管理

13.5 数字程控电源设计

13.5.1 系统框图与原理

13.5.2 系统设计

附录铜热电阻Cl150-Cu100分度表(ITS-90)

参考文献

……

内容简介

本书全面、系统地论述了以PC计算机为核心的数据采集系统硬件平台，设计建造各种测

试功能仪器的测量原理与基础理论，并详细介绍了应用传感器、调理电路、数据采集卡(板)、

PC计算机组建现代测试系统以及测试系统性能评价的基本方法。全书共分8章。其中，第1

章至第3章为基础知识介绍，主要介绍测量信号的分析与处理、测量误差与分析、测量系统的

基本特性，它们都是实现测量功能以及组建、评价测量系统的基础知识。第4章至第7章依次

介绍信号的检测与调理、数据采集及测量系统的智能化、虚拟/集成仪器系统、现场总线智能仪

器。

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