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全书共分6章：第一章智能仪器的概述。主要介绍仪器仪表的发展历程，智能仪器的概念、分类、特点和组成，介绍智能仪器的总体设计原则和步骤；第二章智能仪器的硬件结构。主要介绍智能仪器的输入、输出通道设计、人机接口、通信接口；第三章智能仪器的软件设计。主要介绍智能仪器的测量算法设计、量程设计等；第四章智能仪器的可靠性设计，主要介绍智能仪器的自校准、自检和抗干扰设计；第五章智能仪器的设计实例，主要介绍一些典型的以单片机和DSP为核心的智能仪器设计；第六章介绍智能仪器的最新发展趋势。

目    录
第1章  智能仪器概述	（1）
1.1  智能仪器的作用	（1）
1.2  智能仪器的发展过程	（3）
1.3  智能仪器的组成、特点及分类	（6）
1.3.1  智能仪器的组成	（6）
1.3.2  智能仪器的特点	（7）
1.3.3  智能仪器的分类	（9）
1.3.4  智能仪器的应用	（10）
习题	（12）
第2章  智能仪器的数据采集电路	（13）
2.1  数据采集系统的基本概念	（14）
2.1.1  数据采集系统的组成	（14）
2.1.2  数据采集系统的工作步骤	（14）
2.1.3  数据采集系统的结构	（15）
2.2  模拟信号调理电路	（17）
2.2.1  传感器	（17）
2.2.2  放大器	（19）
2.3  模拟开关	（31）
2.3.1  模拟开关的功能	（31）
2.3.2  模拟开关的性能指标	（32）
2.3.3  集成模拟多路转换开关	（32）
2.4  采样/保持器	（34）
2.4.1  采样/保持器的功能	（34）
2.4.2  采样/保持器的工作原理	（34）
2.4.3  采样/保持器的主要参数	（35）
2.4.4  采样/保持器的选择	（36）
2.5  A/D转换器	（37）
2.5.1  A/D转换器的分类	（37）
2.5.2  A/D转换器的性能指标	（38）
2.5.3  A/D转换器的选用	（39）
2.6  数据采集系统设计	（41）
2.6.1  数据采集系统的误差分析	（41）
2.6.2  数据采集系统的误差分配实例	（44）
习题	（47）

第3章  智能仪器输出通道	（48）
3.1  输出通道的信号种类	（49）
3.1.1  模拟量输出信号	（49）
3.1.2  开关量输出信号	（49）
3.1.3  数字量输出信号	（50）
3.2  模拟量输出及D/A转换	（50）
3.2.1  模拟量输出通道的组成及结构形式	（50）
3.2.2  D/A转换器及接口	（51）
3.2.3  D/A转换器的应用	（58）
3.3  开关量输出	（60）
3.3.1  开关量输出隔离	（61）
3.3.2  开关量输出驱动	（64）
习题	（68）
第4章  智能仪器的人机接口	（69）
4.1  键盘接口设计	（69）
4.1.1  键盘处理步骤	（70）
4.1.2  键盘常见问题处理	（70）
4.1.3  键盘的组织形式及工作方式	（71）
4.1.4  非编码式键盘接口	（72）
4.1.5  编码式键盘接口	（75）
4.2  显示器接口设计	（79）
4.2.1  LED显示器接口	（79）
4.2.2  点阵式LED显示	（83）
4.2.3  LCD液晶显示	（85）
4.2.4  触摸屏	（86）
4.3  打印机与绘图仪接口	（90）
4.3.1  打印机接口	（90）
4.3.2  绘图仪接口	（93）
习题	（95）
第5章  智能仪器通信接口	（96）
5.1  内总线	（97）
5.1.1  I2C总线	（97）
5.1.2  I2C总线应用实例	（101）
5.1.3  SPI总线及应用	（103）
5.2  GPIB并行总线	（108）
5.2.1  相关术语	（109）
5.2.2  仪器功能及接口功能	（110）
5.2.3  GPIB接口系统结构	（111）
5.2.4  GPIB接口工作过程	（112）
5.2.5  GPIB接口设计举例	（113）
5.3  串口通信接口	（115）
5.3.1  RS-232标准串行接口	（115）
5.3.2  RS-485标准串行接口	（117）
5.3.3  USB	（118）
5.3.4  串口通信的设计实例	（123）
5.4  无线传输方式	（125）
5.4.1  蓝牙技术	（125）
5.4.2  GPRS	（128）
习题	（130）
第6章  智能仪器的可靠性技术	（131）
6.1  可靠性的概念及影响因素	（132）
6.2  智能仪器的自校准	（133）
6.2.1  内部自校准	（133）
6.2.2  外部自校准	（136）
6.3  智能仪器的自检	（137）
6.3.1  自检方式	（137）
6.3.2  自检内容	（137）
6.3.3  自检软件	（142）
6.4  干扰和干扰源分析	（142）
6.4.1  干扰的来源	（143）
6.4.2  干扰的类型	（145）
6.4.3  干扰的耦合方式	（146）
6.4.4  抗干扰的基本措施	（148）
6.5  硬件抗干扰措施	（149）
6.5.1  屏蔽和隔离技术	（149）
6.5.2  接地技术	（154）
6.5.3  滤波技术	（160）
6.5.4  其他常用抗干扰技术	（160）
6.6  软件抗干扰措施	（162）
6.6.1  软件冗余技术	（164）
6.6.2  软件陷阱	（165）
6.6.3  看门狗技术	（166）
习题	（167）
第7章  智能仪器数据处理	（168）
7.1  智能仪器的非数值处理算法	（168）
7.1.1  查找	（169）
7.1.2  排序	（169）
7.2  随机误差处理与数字滤波	（171）
7.2.1  限幅滤波	（171）
7.2.2  中位值滤波	（172）
7.2.3  算术平均滤波	（172）
7.2.4  递推平均滤波	（172）
7.2.5  加权递推平均滤波	（173）
7.2.6  一阶惯性滤波	（173）
7.2.7  复合滤波	（174）
7.3  系统误差的数据处理	（174）
7.3.1  系统误差模型	（175）
7.3.2  利用离散数据修正系统误差	（176）
7.3.3  系统误差的标准数据校正法	（180）
7.3.4  传感器的非线性校正	（181）
7.4  测量数据的标度变换	（183）
7.4.1  线性标度变换	（184）
7.4.2  公式转换法	（184）
7.4.3  多项式变换公式	（184）
7.5  自动量程切换	（185）
7.5.1  量程自动切换的设计原则	（185）
7.5.2  量程自动转换原理	（186）
习题	（187）
第8章  智能仪器设计与调试	（189）
8.1  智能仪器设计方法	（190）
8.1.1  智能仪器设计的原则	（190）
8.1.2  智能仪器设计的一般步骤	（193）
8.2  智能仪器硬件设计	（195）
8.2.1  硬件体系结构的设计	（195）
8.2.2  器件的选择	（197）
8.3  智能仪器软件设计	（200）
8.3.1  软件设计方法	（200）
8.3.2  智能仪器的软件构成与设计	（203）
8.4  智能仪器的调试	（205）
8.4.1  智能仪器调试的方法	（205）
8.4.2  智能仪器硬件调试	（208）
8.4.3  智能仪器软件调试	（209）
8.4.4  动态在线调试	（210）
习题	（212）
第9章  智能仪器设计实例	（213）
9.1  简易单回路温度控制仪设计	（213）
9.1.1  温度控制系统的总体设计	（213）
9.1.2  系统下位机软件设计	（219）
9.1.3  系统上位机软件设计	（221）
9.2  智能工频电参数测量仪设计	（223）
9.2.1  硬件设计	（224）
9.2.2  软件设计	（226）
9.3  脉搏血氧仪设计	（232）
9.3.1  脉搏血氧仪的设计原理	（233）
9.3.2  硬件系统设计	（233）
9.3.3  软件系统设计	（237）
9.3.4  系统的抗干扰	（241）
习题	（241）
参考文献	（242）

智能仪器是测控技术与仪器专业的主干课程之一，课程内容涉及大量的工程应用环节，具有很强的实践性。本书以工程教育为理念，以培养应用创新型工程人才为目标，注重学生动手能力、设计研发能力和解决实际问题能力的培养，循序渐进地介绍了相关的知识点，对相关的内容给出了工程应用实例或应用背景，这些实际案例多来源于熟悉的生活、学习和工作中，有助于学生接受和理解这些内容，让学生带着问题或兴趣进行知识的学习。书中采用二维码技术，对相关知识点进行扩充，可以通过扫描二维码，获取学习相关知识点的更多参考资料，包括相关文字介绍、图片展示或动画演示，以帮助学生更好地理解教材内容，扩充专业视野。
全书共分9章。第1章介绍了智能仪器的发展概况、智能仪器的特点和智能仪器的组成及基本结构。第2章介绍了智能仪器的数据采集与处理技术，包括数据采集原理、数据采集系统的组成、仪用放大器、采样/保持器、多路转换器、A/D转换器及接口技术，介绍了数据采集通道误差的分配方法。第3章介绍了智能仪器输出通道的信号种类、模拟量输出及D/A转换、开关量输出的隔离和驱动等。第4章介绍智能仪器的人机交换技术，包括键盘、LED、LCD显示器、触摸屏、打印机、绘图仪和它们的接口。第5章介绍智能仪器的通信接口设计，包括GPIB、RS-232、RS-485、通用串行总线USB、无线传输等数据通信技术。第6章介绍智能仪器可靠性技术，包括自动校准、自检方法和抗干扰技术。第7章介绍智能仪器的数据处理方法，包括测量算法、量程的自动转换与标度变换算法。第8章介绍智能仪器设计的原则、指导思想、设计步骤，智能仪器的硬件设计、软件设计、调试方法。第9章对智能仪器的实例进行介绍。
本书第1章由付华、阎馨、卢万杰执笔；第2～4章由王雨虹执笔；第5、6、8、9章由刘伟玲执笔；第7章由徐耀松执笔。全书的写作思路由付华教授提出，全书由付华、王雨虹统稿。孙滨、李猛、董瑞、司南楠、于翔、王治国、郭天驰、程诚、刘雨竹等也参加了本书的编写工作。在此，向对本书的完成给予了热情帮助的同行们表示感谢。
由于作者的水平有限，加上时间仓促，书中的错误和不妥之处，敬请读者批评指正。

教材

付华，辽宁工程大学教授。中国煤炭工业信息与自动化专业委员会委员，辽宁省仪器学科教学指导委员会委员。主持完成国家863项目、国家自然科学基金项目、教育部博士点基金、博士后基金、辽宁省科技攻关项目、辽宁省重大科技项目、省创新团队项目、优秀人才项目等40余项，主持完辽宁省教改项目、省十一五、十二五教学科研项目多项。

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