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第1章 智能传感器系统概述1

1.1 智能传感器系统的基本概念及构成1

1.1.1 智能传感器系统基本概念1

1.1.2 智能传感器系统的基本构成及应用1

1.2 智能传感器系统新技术与发展趋势3

1.3 智能传感系统的总线接口6

1.3.1 智能传感器系统常用的串行总线6

1.3.2 基于HART协议的现场总线8

1.4 集成化智能传感器系统的产品分类9

1.4.1 传感器信号调理器及信号处理系统9

1.4.2 单片数据采集系统10

1.4.3 单片检测系统10

1.4.4 单片设备11

1.5 单片智能传感器系统典型产品的技术指标11

第2章 传感器信号调理器的原理与应用13

2.1 UZZ9000/9001型角度传感器信号调理器13

2.1.1 UZZ9000型电压输出式角度传感器信号调理器13

2.1.2 UZZ9001型电压输出式角度传感器信号调理器16

2.2 CS2001型电容式传感器信号调理器18

2.2.1 CS2001的工作原理18

2.2.2 CS2001的典型应用20

2.3 1B31型宽带应变信号调理器20

2.3.1 1B31的性能特点21

2.3.2 1B31的工作原理21

2.3.3 1B31的典型应用27

2.4 1B32型桥式传感器信号调理器29

2.4.1 1B32的工作原理29

2.4.2 1B32的典型应用31

2.5 AD22055型桥式传感器信号放大器32

2.5.1 AD22055的性能特点32

2.5.2 AD22055的原理与应用32

2.6 MAX1459型模拟传感器信号调理器34

2.6.1 MAX1459的性能特点34

2.6.2 MAX1459的工作原理35

2.6.3 MAX1459的典型应用39

第3章 传感器信号处理系统的原理与应用42

3.1 TSS400-S1/S2型低功耗可编程传感器信号处理系统42

3.1.1 TSS400-S1/S2的性能特点42

3.1.2 TSS400-S1/S2的工作原理43

3.1.3 TSS400-S1/S2的典型应用50

3.2 MAX1460型智能化传感器信号处理系统52

3.2.1 MAX1460的性能特点52

3.2.2 MAX1460的工作原理53

3.2.3 MAX1460的典型应用55

3.3 MAX1463型双通道智能化传感器信号处理系统57

3.3.1 MAX1463的性能特点57

3.3.2 MAX1463的工作原理57

3.3.3 MAX1463的典型应用64

3.4 AD7714型5通道低功耗可编程传感器信号处理系统64

3.4.1 AD7714的性能特点64

3.4.2 AD7714的引脚功能65

3.4.3 AD7714的工作原理66

3.4.4 AD7714的典型应用70

第4章 基于网络的智能传感器系统的设计74

4.1 网络测控系统发展概述74

4.1.1 网络测控系统发展概述74

4.1.2 网络化测控系统的体系结构75

4.2 基于以太网的嵌入式单片机网络系统的设计76

4.2.1 嵌入式单片机网络系统的设计方案76

4.2.2 嵌入式单片机网络系统的电路设计78

4.2.3 网卡的配置80

4.2.4 系统参数的自定义设置80

4.3 网络传感系统的程序设计及应用83

4.3.1 程序设计83

4.3.2 应用实例85

4.4 单片机应用层软件设计85

4.4.1 AT24C02读、写程序的设计85

4.4.2 串行口程序的设计85

第5章 单片数据采集系统的原理与应用89

5.1 TC534型可编程数据采集系统89

5.1.1 TC534的性能特点89

5.1.2 TC534的工作原理90

5.1.3 编程方法92

5.1.4 四通道数据采集系统的设计93

5.2 ADuC824型高精度单片数据采集系统94

5.2.1 ADuC824的性能特点95

5.2.2 ADuC824的工作原理95

5.2.3 ADuC824的典型应用102

5.3 VERSA1型具有DSP功能的单片数据采集系统106

5.3.1 VERSA1的性能特点106

5.3.2 VERSA1的工作原理107

5.3.3 VERSA1的典型应用113

第6章 HP34970A型16通道高速数据采集系统116

6.1 HP34970A型数据采集系统性能特点116

6.1.1 HP34970A型数据采集系统的性能特点116

6.1.2 HP34970A型数据采集系统的操作面板116

6.2 HP34970A型数据采集系统的电路结构119

6.2.1 HP34970A多通道数据采集系统的框图119

6.2.2 HP34970A多通道数据采集系统的结构原理121

6.3 HP34970A型数据采集系统的测量原理126

6.3.1 HP34970A的测量原理126

6.3.2 HP34970A的多路切换技术131

6.4 HP34970A型数据采集系统软件的汉化133

6.5 HP34970A型数据采集系统的软件135

6.5.1 Agilent Bench Link Data Logger软件的使用方法135

6.5.2 高级任务140

6.6 HP34970A型数据采集系统的应用141

6.6.1 利用HP34970A实现多点测温的方法141

6.6.2 测量低阻值电阻的方法144

6.7 HP34970A型数据采集系统的使用注意事项144

第7章 单片射频真有效值功率测量系统的设计150

7.1 射频功率测量技术150

7.1.1 现代通信系统的构成150

7.1.2 功率测量的基本概念150

7.1.3 功率测量技术152

7.2 AD8362型单片真有效值功率测量系统158

7.2.1 AD8362的性能特点158

7.2.2 AD8362的工作原理158

7.2.3 AD8362的典型应用161

7.3 LT5504/5507型单片射频功率测量系统164

7.3.1 LT5504型射频功率测量系统164

7.3.2 LTC5507型射频功率测量系统167

第8章 相位差测量系统的设计原理与应用169

8.1 AD8302型单片宽频带相位差测量系统的原理169

8.1.1 AD8302的性能特点169

8.1.2 AD8302的工作原理170

8.2 AD8302的基本接线方式172

8.2.1 工作模式的选择172

8.2.2 输入通道的接口174

8.2.3 修改灵敏度和中心点的方法175

8.3 AD8302型单片宽频带相位差测量系统的应用176

8.3.1 AD8302的典型应用176

8.3.2 宽频带相位差/频率测量系统178

8.3.3 AD8302的特殊应用178

8.4 基于FPGA和单片机的低频数字式相位差测量系统180

8.4.1 设计方案180

8.4.2 系统框图180

8.4.3 电路及程序设计181

8.4.4 测量数据及测试结果分析183

第9章 单片电子称重系统的设计原理与应用187

9.1 应变式称重传感器的测量原理187

9.1.1 电阻应变片的性能特点及产品分类187

9.1.2 电阻应变片的工作原理188

9.1.3 应变式称重传感器的技术指标189

9.2 单片电子称重系统的电路设计190

9.2.1 由ZEM系列构成的单片电子称重系统190

9.2.2 由S8、S9构成的单片电子计价秤193

9.3 数字式电子秤的电路设计194

9.3.1 称重传感器及A/D转换器194

9.3.2 外围电路的设计198

第10章 单片电能计量系统的设计原理与应用199

10.1 AD7751型单相电能计量系统199

10.1.1 AD7751的性能特点199

10.1.2 电能计量的基本原理200

10.1.3 AD7751的工作原理200

10.1.4 AD7751的典型应用205

10.2 SM9903型单相电能计量系统206

10.2.1 SM9903的工作原理与典型应用206

10.2.2 SM9913的工作原理与典型应用209

10.3 ADE7752型三相电能计量系统211

10.3.1 ADE7752的性能特点211

10.3.2 ADE7752的工作原理212

10.3.3 ADE7752的典型应用217

第11章 单片彩色扫描仪的设计原理与应用221

11.1 彩色扫描仪的产品分类及基本原理221

11.1.1 扫描仪的产品分类221

11.1.2 扫描仪的主要技术指标224

11.1.3 平板式扫描仪的基本原理225

11.2 单片彩色扫描仪的性能特点226

11.2.1 LM9832的性能特点227

11.2.2 单片彩色扫描仪系列产品的性能比较227

11.3 LM9832型单片彩色扫描仪的工作原理228

11.3.1 LM9832型单片彩色扫描仪的引脚功能228

11.3.2 LM9832型单片彩色扫描仪的工作原理230

11.4 LM9832型单片彩色扫描仪的应用电路236

11.4.1 单片彩色扫描仪的应用电路336

11.4.2 单片彩色扫描仪的工作流程237

第12章 智能传感器系统的总线及接口技术239

12.1 USB总线接口与应用239

12.1.1 USB总线接口简介239

12.1.2 USB系统的结构240

12.1.3 USB总线接口在智能传感器系统中的应用241

12.2 IEEE1451通用网络化智能传感器接口标准243

12.2.1 IEEE1451智能传感器接口标准243

12.2.2 基于IEEE1451.2标准的智能压力变送器244

12.3 单线总线接口与应用245

12.3.1 单线总线接口的通信协议246

12.3.2 单线总线接口的应用248

12.4 I2C总线接口与应用249

12.4.1 I2C总线的特点249

12.4.2 I2C总线的信号定义及数据传输过程250

12.4.3 I2C总线接口的应用252

12.5 SMBus总线接口与应用255

12.5.1 SMBus总线接口255

12.5.2 SMBus总线接口的应用255

12.6 SPI总线接口与应用256

12.6.1 SPI总线接口概述256

12.6.2 SPI总线接口的应用258

第13章 智能传感器系统外围电路设计261

13.1 数字电位器261

13.1.1 数字电位器的主要特点261

13.1.2 数字电位器的产品分类及工作原理262

13.1.3 数字电位器的误差分析264

13.1.4 数字电位器的典型应用265

13.2 高精度实时日历时钟电路266

13.2.1 产品分类及性能特点267

13.2.2 SD2001系列产品的工作原理267

13.2.3 SD2001系列产品的典型应用271

13.3 基准电压源273

13.3.1 基准电压源的特点与产品分类273

13.3.2 带隙基准电压源的基本原理274

13.3.3 基准电压源的应用275

13.4 集成恒流源277

13.4.1 恒流源的特点与产品分类277

13.4.2 恒流二极管的原理与应用278

13.4.3 恒流三极管的原理与应用280

13.4.4 可调精密集成恒流源的原理与应用281

13.5 单片精密U-f、f-U转换器282

13.5.1 AD650的性能特点283

13.5.2 U-f转换器的原理与应用283

13.5.3 f-U转换器的原理与应用288

13.6 真有效值数字电压及电平转换电路289

13.6.1 真有效值数字仪表的基本原理289

13.6.2 单片真有效值/直流转换器的产品分类290

13.6.3 多量程真有效值数字电压表291

13.6.4 多量程真有效值数字电压/电平表292

13.7 带串行接口的多为译码/驱动器293

13.7.1 MAX7219的性能特点293

13.7.2 MAX7219的工作原理294

13.7.3 MAX7219的典型应用及多片级联方法296

13.8 单片多位计数/锁存/译码/驱动器297

13.8.1 ICM7217A的性能特点297

13.8.2 ICM7217A的工作原理297

13.8.3 ICM7217A的典型应用299

13.9 在线测量电路的设计302

13.9.1 在线测量直流电流302

13.9.2 在线测量电阻304

13.9.3 在线测量晶体管的hFE306

13.10 数字音频电压放大器的设计307

13.10.1 TAS3004型数字音频处理器308

13.10.2 TAS3001C型数字音频处理器309

13.10.3 数字音频系统的电路设计310

13.11 数字立体声功率放大器的设计312

13.11.1 TAS5000和TAS5100的性能特点312

13.11.2 数字音频功率放大器的工作原理313

13.11.3 数字音频功率放大器的电路设计316

13.12 适配微处理器的单片开关电源318

13.12.1 TOPSwitch-GX的工作原理318

13.12.2 适配微处理器的多路输出式单片开关电源319

13.13 带串行接口的41/2位LCD显示数字电压表321

13.13.1 MAX1494的性能特点321

13.13.2 MAX1494的工作原理322

13.13.3 MAX1494的典型应用326

第14章 智能显示技术330

14.1 显示器简介330

14.2 LED点阵显示器331

14.2.1 LED点阵显示器331

14.2.2 字符编码方式333

14.3 4位5×7 LED点阵驱动器334

14.3.1 MAX6952的性能特点335

14.3.2 MAX6952的工作原理335

14.3.3 MAX6952的典型应用341

14.4 LCD点阵显示器342

14.4.1 液晶显示器的性能特点与工作原理342

14.4.2 液晶点阵显示器343

14.5 大屏幕智能显示技术344

14.5.1 大屏幕智能显示屏344

14.5.2 扫描方式与显示方式的设计345

14.5.3 灰度屏、彩色屏及多媒体彩色屏346

14.5.4 汉字点阵芯片347

14.6 大屏幕LED智能显示屏的设计348

14.6.1 主机电路设计348

14.6.2. 主机程序及计算机控制程序的设计352

14.7 由像元管或磁翻板构成的大屏幕智能显示屏354

14.7.1 像元管智能显示屏354

14.7.2 磁翻板智能显示屏355

14.8 多重显示仪表的电路设计357

14.8.1 多重显示仪表专用集成电路的分类357

14.8.2 ICL7182型高分辨率液晶条图A/D转换器358

14.8.3 LED条图驱动器及条图显示扫描器359

14.8.4 多重数字/液晶条图显示仪表的电路设计362

第15章 智能传感器系统的抗干扰措施364

15.1 电磁兼容性的设计与测量364

15.1.1 电磁兼容性的研究领域364

15.1.2 电磁兼容性的设计与测量366

15.2 ENS-24XA型高频噪声模拟发生器的原理与应用369

15.2.1 高频噪声模拟器的性能特点369

15.2.2 高频噪声模拟器的工作原理370

15.2.3 高频噪声模拟器的应用372

15.3 电磁干扰滤波器的构造原理与应用374

15.3.1 电磁干扰滤波器的构造原理及应用374

15.3.2 电磁干扰滤波器的技术参数及测试方法377

15.4 抑制开关电源的电磁干扰378

15.4.1 单片开关电源的基本电路379

15.4.2 单片开关电源电磁干扰的波形分析380

15.4.3 造成电磁干扰的电路模型380

15.5 抑制开关电源的瞬态干扰及音频噪声382

15.5.1 抑制瞬态干扰382

15.5.2 抑制音频噪声383

15.5.3 抑制其他干扰384

15.6 智能传感器系统的接地386

15.6.1 接地的作用及方式387

15.6.2 智能传感器系统的接地389

15.7 智能传感器系统的屏蔽392

15.7.1 屏蔽的分类392

15.7.2 静电屏蔽392

15.7.3 磁屏蔽394

15.8 智能传感器系统的抗干扰措施395

15.8.1 干扰的成因及后果395

15.8.2 电路设计中的抗干扰措施396

15.9 利用软件来提高抗干扰能力400

15.9.1 数字滤波器400

15.9.2 其他软件抗干扰技术403

15.10 系统的安全性406

15.10.1 安全标准407

15.10.2 安全认证408

参考文献409