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目录1

第1章 绪论1

1.1 数据采集的意义和任务1

1.2 数据采集系统的基本功能1

1.3 数据采集系统的结构形式2

1.3.1 微型计算机数据采集系统2

1.3.2 集散型数据采集系统5

1.4 数据采集系统的软件6

1.5 数据处理的类型和任务7

1.5.1 数据处理的类型7

1.5.2 数据处理的任务8

习题与思考题8

第2章 模拟信号的数字化处理10

2.1 概述10

2.2 采样过程11

2.3 采样定理12

2.3.1 采样定理12

2.3.2 采样定理中两个条件的物理意义13

2.3.3 采样定理不适用的情况13

2.4 频混的产生与消除频混的措施14

2.4.1 频混的产生14

2.4.2 消除频混14

2.5 采样技术的讨论15

2.6 模拟信号的采样控制方式20

2.6.1 模拟信号的采样控制方式20

2.6.2 采样控制方式的选择22

2.7 量化与量化误差22

2.7.1 量化23

2.7.2 量化方法23

2.7.3 量化误差25

2.8.1 单极性编码29

2.8 编码29

2.8.2 双极性编码34

习题与思考题35

第3章 模拟多路开关37

3.1 概述37

3.2 多路开关的工作原理及主要技术指标38

3.2.1 多路开关工作原理38

3.2.2 多路开关的主要指标40

3.3 多路开关集成芯片40

3.3.1 无译码器的多路开关40

3.3.2 有译码器的多路开关41

3.4 多路开关的电路特性44

3.5 多路开关的配置47

3.6 模拟多路开关的应用50

3.6.1 通道的扩展方法50

3.6.2 组成增益可程控的电压运算放大器51

习题与思考题52

第4章 测量放大器53

4.1 概述53

4.2 测量放大器的电路原理53

4.3 测量放大器的主要技术指标55

4.4 测量放大器集成芯片56

4.4.1 AD52156

4.4.2 AD52257

4.5 测量放大器的使用59

4.5.1 AD521芯片的使用示例59

4.5.2 AD522芯片的使用示例59

4.6 隔离放大器59

4.6.1 隔离放大器的结构60

4.6.2 隔离放大器的应用61

习题与思考题63

5.1 概述64

5.2 采样／保持器的工作原理64

第5章 采样／保持器64

5.3 采样／保持器的类型和主要性能参数65

5.3.1 采样／保持器的类型65

5.3.2 采样／保持器的主要性能参数67

5.4 系统采集速率与采样／保持器的关系69

5.5 采样／保持器集成芯片71

5.5.1 AD58271

5.5.2 LF19873

5.6 采样／保持器使用中应注意的问题74

5.6.1 采样／保持器选用时应注意的问题74

5.6.2 电路设计中应注意的问题75

习题与思考题76

第6章 模／数转换器78

6.1 A/D转换器的分类78

6.2 A/D转换器的主要技术指标78

6.3.1 工作原理82

6.3 逐次逼近式A/D转换器82

6.3.2 工作过程83

6.4 双斜积分式A/D转换器84

6.4.1 工作原理84

6.4.2 工作过程85

6.5 单片集成A/D转换器86

6.5.1 8位A/D转换器芯片ADC080986

6.5.2 12位A/D转换器芯片AD574A89

6.5.3 12位带采样/保持的A/D转换器芯片AD67894

6.6 面对设计如何选择和使用A/D转换器97

6.7 A/D转换器与微机接口100

6.7.1 接口设计中的问题101

6.7.2 内含三态缓冲器的A/D转换器接口电路104

6.7.3 不带三态缓冲器的A/D转换器接口电路109

习题与思考题111

7.1.1 D/A转换器的分类113

7.1 D/A转换器的分类和组成113

第7章 数／模转换器113

7.1.2 D/A转换器的基本组成115

7.2 D/A转换器的主要技术指标115

7.3 并行D/A转换器118

7.3.1 权电阻D/A转换器118

7.3.2 T型电阻D/A转换器120

7.3.3 具有双极性输出的D/A转换器121

7.4 单片集成D/A转换器123

7.4.1 DAC0832123

7.4.2 DAC1210125

7.4.3 AD7534126

7.5 D/A转换器接口的隔离128

7.6 D/A转换器与微机的接口129

7.6.1 无输入锁存器的D/A转换器与微机的接口129

7.6.2 具有输入锁存的D/A转换器与微机的接口131

习题与思考题134

第8章 数据的接口板卡采集136

8.1 概述136

8.2 PC-6319光电隔离模入接口卡136

8.2.1 概述136

8.2.2 主要技术指标137

8.2.3 工作原理137

8.2.4 使用与工作方式选择138

8.2.5 模入码制以及数据与模拟量的对应关系142

8.2.6 外触发信号E.T的要求142

8.2.7 中断方式工作142

8.2.8 关于转换及中断标志使用的补充说明143

8.2.9 PC-6319编程举例143

8.3 PC-6311D模入模出接口卡146

8.3.1 概述146

8.3.2 主要技术参数146

8.3.3 工作原理147

8.3.5 使用与工作方式选择148

8.3.4 安装及使用注意148

8.3.6 模入模出码制以及数据与模拟量的对应关系153

8.3.7 外触发信号E.T的要求154

8.3.8 中断工作方式154

8.3.9 电流输出方式的使用与扩展154

8.3.10 调整与校准154

8.3.11 编程举例155

8.4 Windows 98数据采集板卡编程157

习题与思考题160

第9章 数字信号的采集162

9.1 8255A可编程外围接口芯片162

9.1.1 用途和结构162

9.1.2 工作方式163

9.1.3 初始化164

9.2.1 概述165

9.2 PS-2304数字量I/O接口板简介165

9.2.2 使用与工作方式选择166

9.3 BCD码并行数字信号的采集168

9.4 车速脉冲信号的采集计数174

9.4.1 车速脉冲信号的变换174

9.4.2 脉冲信号的处理175

9.4.3 脉冲信号的采集计数175

习题与思考题179

第10章 数据的串行端口采集180

10.1 数字信号的异步串行传送180

10.1.1 数据异步串行传送的概念180

10.1.2 数据串行通信协议基本模型185

10.1.3 数据串行通信接口标准185

10.1.4 PC机与8031多机数据采集系统串行通信188

10.2 MSComm控件应用199

10.2.1 MSComm控件方法199

10.2.2 MSComm控件属性200

10.2.3 MSComm控件事件210

10.2.4 MSComm控件的错误消息210

10.3 RS-485总线模块RM417编程211

10.3.1 RS-485总线模块RM417概况211

10.3.2 RM417模块的MSComm控件编程217

10.4 EDA9033E电参数模块的数据采集223

10.4.1 概述223

10.4.2 主要功能与技术指标224

10.4.3 EDA9033模块的外形及端子定义225

10.4.4 模块应用接线227

10.4.5 模块使用设置230

10.4.6 EDA9033E模块ASCII码通信指令及参数计算232

10.4.7 EDA9033E模块数据采集程序编程235

习题与思考题245

11.1 数据采集系统中常见的干扰246

第11章 数据采集系统的抗干扰技术246

11.2 供电系统的抗干扰249

11.3 模拟信号输入通道的抗干扰252

11.3.1 采用隔离技术隔离干扰252

11.3.2 采用滤波器滤除干扰254

11.3.3 采用浮置措施抑制干扰254

11.3.4 长线传输的抗干扰措施255

11.3.5 A/D转换器的抗干扰265

11.3.6 印刷电路板及电路的抗干扰设计措施268

11.4 接地问题273

11.4.1 数据采集系统中地线的类型273

11.4.2 接地问题的处理274

11.5 微机总线的抗干扰措施276

11.6 数据采集软件的抗干扰278

11.6.1 软件干扰的产生与抑制278

11.6.2 软件的抗干扰措施279

习题与思考题282

12.1 采样数据的标度变换284

第12章 采样数据的预处理284

12.1.1 线性参数的标度变换285

12.1.2 非线性参数的标度变换285

12.1.3 应用举例288

12.2 采样数据的数字滤波290

12.2.1 中值滤波法291

12.2.2 算术平均值法292

12.2.3 加权平均滤波法292

12.2.4 一阶滞后滤波法（惯性滤波法）293

12.2.5 防脉冲干扰复合滤波法294

12.3 剔除采样数据中的奇异项294

12.4 去除或提取采样数据的趋势项300

12.5 采样数据的平滑处理302

12.5.1 平均法303

12.5.2 五点三次平滑法304

12.5.3 数据平滑方法的实质307

习题与思考题308

第13章 数据采集系统设计309

13.1 系统设计的基本原则309

13.1.1 硬件设计的基本原则309

13.1.2 软件设计的基本原则309

13.2 系统设计的一般步骤310

13.3 系统A/D通道的确定313

13.3.1 系统A/D通道芯片的选择313

13.3.2 系统A/D通道方案的确定316

13.4 微型计算机配置方案的选择319

13.5 系统的误差分配及速度估计321

13.5.1 系统的误差分配321

13.5.2 速度估计325

习题与思考题325

14.1 发动机台架试验的数据采集系统326

14.1.1 系统概述326

第14章 数据采集系统实例326

14.1.2 瞬态参数模块的设计327

14.1.3 稳态参数的采集329

14.1.4 抗干扰措施330

14.2 土壤工作部件性能参数数据采集系统330

14.2.1 试验装置和数据采集系统的构成330

14.2.2 定点等距采集数据的算法331

14.2.4 几个关键技术问题的处理333

14.2.3 计算项目和数学模型333

14.2.5 抗干扰措施334

14.2.6 数据采集结果334

14.3 用RS-485构成温室环境远程数据采集系统335

14.3.1 系统网络拓扑结构336

14.3.2 系统网络协议337

14.3.3 系统硬件337

14.3.4 系统软件设计338

14.4.1 USB简介348

14.4 USB在数据采集系统中的应用348

14.4.2 采用USB传输的数据采集系统349

14.5 基于CAN总线的热网远程数据采集系统351

14.5.1 CAN总线简介352

14.5.2 系统构成352

14.5.3 系统硬件353

14.5.4 软件设计354

14.6 用CAN总线构成人工气候室环境数据采集系统356

14.6.1 系统构成356

14.6.2 MSComm通信控件使用357

14.6.3 系统的CAN总线通信设计358

14.7 单片机温度数据采集系统360

14.7.1 系统性能指标360

14.7.2 硬件的考虑361

14.7.3 软件设计362

14.8 结束语363

参考文献364