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目录1

第一章 绪论1

1.1 微机化仪器的结构和特点1

1.1.1 微机化仪器的典型结构1

1.1.2 微机化仪器的主要特点1

1.2 微机化仪器设计要点2

1.2.1 微机化仪器设计人员应具备的基本技能2

1.2.2 微机化仪器的设计依据2

1.2.3 微机化仪器设计的基本问题3

1.3 微机化仪器的发展5

第二章 微机化仪器的基本部件7

2.1 数字－模拟转换器7

2.1.1 数－模转换器的基本原理及技术特性7

2.1.2 T型电阻网络数－模转换器9

2.1.3 反T型电阻网络数－模转换器11

2.1.4 权电阻网络数－模转换器14

2.1.5 数－模转换器模块举例15

2.2 模拟－数字转换器20

2.2.1 模－数转换器的主要技术特性和分类20

2.2.2 直接比较型模－数转换器21

2.2.3 间接比较型模－数转换器29

2.2.4 其它类型模－数转换器43

2.3 仪器中专用微型计算机45

2.3.1 仪器中专用微型计算机的组成45

2.3.2 仪器中专用微型计算机的特点49

2.4 程控仪器常用外部接口总线简介50

2.4.1 IEC-625通用接口总线简介51

2.4.2 RS-232C接口总线简介63

第三章 微机控制数－模和模－数转换器67

3.1 微机控制数－模转换器67

3.1.1 8位数－模转换器接口67

3.1.2 高于8位的数－模转换器与8位CPU的接口68

3.1.3 常用数－模转换器与Z-80的接口70

3.1.4 微机控制的波形发生器73

3.1.5 微机控制模拟式X-Y记录仪78

3.2.1 微机控制直接比较型模－数转换器80

3.2 微机控制模－数转换器80

3.2.2 微机控制间接比较型模－数转换器84

3.2.3 微机控制模－数转换器模块95

3.3 微机控制的数据采集118

3.3.1 多路开关及其芯片118

3.3.2 采样保持器及其芯片120

3.3.3 微机控制数据采集装置122

4.1.1 按键开关与微机接口127

第四章 微机控制常用输入／输出设备127

4.1 微机控制的按键开关127

4.1.2 微机控制按键开关的软件联结方式129

4.2 微机控制仪器键盘133

4.2.1 非编码键盘输入信息的工作过程和方法133

4.2.2 扫描键盘134

4.2.3 中断工作方式的实时操作键盘137

4.3.1 微机控制七段码发光管显示器143

4.3 微机控制发光二极管显示器143

4.3.2 微机控制发光管点阵显示器152

4.4 可编程序的键盘／显示器接口154

4.4.1 8279的工作原理155

4.4.2 8279在微机化仪器中的应用实例160

4.5 微机控制微型打印机166

第五章 微机化仪器常用测量算法及程序设计175

5.1 测量算法的基本概念175

5.1.1 算法的基本概念175

5.1.2 测量算法177

5.2 高精度算术运算程序178

5.2.1 二进制算术运算程序178

5.2.2 十进制算术运算程序与二－十进制数的转换195

5.3 仪器中常用函数的算法207

5.3.1 平方根的计算207

5.3.2 三角函数的计算208

5.3.3 微机化仪器中常用的几种数值计算208

5.4.1 无序清单的检索210

5.4 清单与表格的处理210

5.4.2 无序清单的排序211

5.4.3 有序清单的检索214

5.4.4 表格的处理215

5.5 提高测量精度的常用算法216

5.5.1 统计处理与随机误差的消除216

5.5.2 系统误差的处理218

5.6.1 量程自动控制算法225

5.6 自动测量的几种算法225

5.6.2 故障自动检测算法226

5.6.3 自校准算法229

第六章 典型微机化仪器分析235

6.1 MD8型微处理机直流电压表的硬件结构235

6.1.1 MD8型微处理机直流电压表的主要技术指标及原理框图235

6.1.2 仪器单元电路的工作原理236

6.2 MD8型微处理机直流电压表监控程序243

6.2.1 仪器的测量方式和键盘功能243

6.2.2 监控程序结构245

6.2.3 主要功能模块简介246

第七章 单片微机及其在仪器中的应用252

7.1 概述252

7.1.1 单片微机发展概况252

7.1.2 单片微机的特点253

7.1.3 INTELMCS-48系列单片微机简介253

7.2 INTELMCS-48单片微机的硬件系统254

7.2.1 INTELMCS-48单片微机的结构254

7.2.2 8048/8049单片微机的引脚及其功能260

7.2.3 内部EPROM的编程、校验和擦除262

7.3 INTELMCS-48单片微机的系统扩展263

7.3.1 程序存贮器的扩展263

7.3.2 数据存贮器的扩展264

7.3.3 输入／输出的扩展265

7.3.4 MCS-48单片微机的扩展能力267

7.4 INTELMCS-48单片微机程序设计基础268

7.4.1 概述268

7.4.2 MCS-48单片微机指令系统269

7.4.3 简单程序设计举例282

7.5 单片微机在二次仪表中的应用291

7.5.1 单片微机二次仪表的工作原理291

7.5.2 单片微机二次仪表的硬件电路291

7.5.3 单片微机二次仪表的应用软件设计294

7.6 单片微机的开发工具298

7.6.1 单片微机开发装置的总体结构298

7.6.3 利用开发装置调试应用系统的方法301

7.6.2 开发装置的监控程序301

第八章 微机化仪器设计304

8.1 微机化仪器设计的总体考虑304

8.1.1 微机化仪器的设计原则304

8.1.2 微机化仪器的总体设计305

8.2 微机化仪器的硬件电路设计308

8.2.1 仪器中专用微处理机系统的设计308

8.2.2 微机化仪器其它功能组件的设计311

8.2.3 硬件电路设计过程312

8.3.1 软件设计方法313

8.3 软件设计方法和微机化仪器的监控程序设计313

8.3.2 软件设计过程319

8.3.3 微机化仪器的监控程序设计321

8.4 微机化仪器的结构和工艺考虑333

8.4.1 工作环境及其对仪器的影响333

8.4.2 元器件的布局与装配335

8.4.3 机箱和面板的设计337

8.5 微型计算机开发系统简介339

8.5.1 英特尔微机开发系统简介339

8.5.2 联机仿真器341

8.5.3 利用开发系统进行微机化仪器设计的方法和步骤342

8.6 用单板微型计算机开发微机化仪器的方法及实例344

8.6.1 用单板微机开发微机化仪器的基本方法344

8.6.2 调试实例349

参考文献359

附录1 Z-80与8080指令对照表360

附录2 MCS-48指令系统363

附录3 ASC11（美国标准信息交换码）表366