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第1章 计算机数据采集与分析技术概述1

1.1 数据采集与分析的基本概念1

1.1.1 信息和信号1

目录1

1.1.2 数据采集2

1.1.3 系统2

1.2 计算机数据采集系统的组成2

1.3 数据采集与分析系统的主要性能指标4

第2章 计算机基础6

2.1 计算机系统的基本组成6

2.1.1 硬件系统6

2.2.1 进位制数及其相互转换9

2.1.2 软件系统9

2.2 计算机编码基础9

2.2.2 计算机中整数的表示12

2.2.3 计算机中浮点数的表示14

2.2.4 计算机中数据的编码16

第3章 数据采集信号处理基础21

3.1 信号的分类21

3.1.1 确定性信号21

3.1.2 随机信号22

3.1.3 连续信号和离散信号27

3.2.1 信号的傅立叶分解28

3.2 傅立叶变换28

3.1.5 时域信号与频域信号28

3.1.4 能量信号与功率信号28

3.2.2 傅立叶变换30

3.3 采样定理33

3.3.1 正弦信号的采样33

3.3.2 采样定理34

3.3.3 混频37

第4章 输入／输出接口技术38

4.1 概述38

4.1.1 接口的结构和功能38

4.1.2 端口的编址39

4.1.3 数据传送方式39

4.2 串行接口42

4.2.1 串行传输概念43

4.2.2 RS-232接口45

4.2.3 可编程串行接口芯片8251A47

4.2.4 计算机中的串行接口49

4.3 并行接口50

4.3.1 8255A简介50

4.3.2 8255A的工作方式52

4.3.3 8255A的编程55

4.3.4 8255A应用举例57

4.4 中断58

4.4.1 基本概念58

4.4.2 计算机中的中断系统60

4.4.3 中断控制器8259A61

4.5 DMA69

4.5.1 DMA控制器8237简介69

4.5.2 8237的引脚定义70

4.5.3 8237的工作模式72

4.5.4 8237的编程73

4.6 定时／计数77

4.6.1 8253的结构与功能77

4.6.2 8253的工作方式79

4.6.3 8253的编程81

4.6.4 8253应用举例83

5.1.1 AD750185

5.1 多路模拟开关85

第5章 数据采集系统常用电路85

5.1.2 CD405187

5.2 采样／保持电路88

5.2.1 概念介绍88

5.2.2 AD58590

5.2.3 LF39891

5.3 信号调理电路93

5.3.1 概述93

5.3.2 可编程放大器93

5.4 存储电路95

5.4.1 存储器概述95

5.4.2 半导体存储器97

5.4.3 常用存储器99

5.4.4 存储器与CPU的连接103

5.5 显示电路104

5.5.1 发光二极管104

5.5.2 液晶显示器106

5.6 键盘108

5.6.1 电路原理108

5.6.2 消抖动109

第6章 D/A转换和A/D转换110

6.1 D/A转换110

6.1.1 D/A转换的基本原理110

6.1.2 D/A转换器的性能指标111

6.1.3 典型的D/A转换器DAC0832112

6.1.4 D/A转换器应用实例114

6.2 A/D转换115

6.2.1 A/D转换原理115

6.2.2 A/D转换器的性能指标116

6.2.3 典型的A/D转换器ADC0809117

6.2.4 ADC0809的应用119

第7章 传感器技术123

7.1 概述123

7.1.1 传感器的组成123

7.1.2 传感器的分类123

7.1.3 传感器的特征描述124

7.2.1 电容式传感器127

7.2 位移传感器127

7.2.2 电感式传感器130

7.2.3 光电式传感器132

7.3 力传感器136

7.3.1 电阻应变式传感器136

7.3.2 压电式传感器138

7.4 温度传感器139

7.4.1 热敏电阻139

7.4.2 热敏二极管140

7.4.3 热电偶140

第8章 数据采集系统抗干扰技术142

8.1 干扰的形成与抗干扰设计142

8.1.1 干扰的形成142

8.1.2 抗干扰设计144

8.2 硬件抗干扰技术146

8.2.1 屏蔽146

8.2.2 滤波148

8.2.3 接地152

8.2.4 电源抗干扰154

8.3 软件抗干扰技术155

第9章 总线接口技术158

9.1 计算机总线简介158

9.2 ISA总线162

9.2.1 PC/XT总线162

9.2.2 ISA总线165

9.3.1 PCI总线的主要性能171

9.3 PCI总线171

9.3.2 PCI总线系统结构172

9.3.3 PCI总线信号定义172

9.3.4 PCI总线分析176

9.3.5 PCI总线开发182

9.3.6 PCI接口芯片PCI9052183

9.4 USB总线188

9.4.1 USB总线188

9.4.2 总线分析189

9.4.3 USB总线传输协议192

9.4.4 USB总线接口芯片及其应用195

10.1 系统设计的基本原则202

第10章 计算机数据采集系统设计202

10.2 精度设计203

10.2.1 误差的基本概念203

10.2.2 误差分配205

10.2.3 采样频率的选择206

10.2.4 系统分辨率设计207

10.3 硬件系统设计208

10.4 软件系统设计208

10.5 微小零件表面测量系统实例212

10.5.1 系统设计212

10.5.2 软件设计214

10.6.1 硬件系统设计215

10.5.3 验证215

10.6 转台测控系统设计实例215

10.6.2 软件系统设计221

10.6.3 验证230

第11章 数据分析与处理232

11.1 卷积定理232

11.2 离散傅立叶变换234

11.3 其他变换240

11.3.1 拉普拉斯变换240

11.3.2 Z变换240

11.3.3 各种变换的关系241

11.4 数字处理242

11.5 数字滤波技术245

11.6 现代数据分析与处理简介248

11.6.1 短时傅立叶变换248

11.6.2 小波变换250

第12章 使用LabVIEW进行数据采集与分析253

12.1 LabVIEW简介253

12.1.1 LabVIEW的基本特点253

12.1.2 LabVIEW的具体功能255

12.1.3 LabVIEW在数据采集领域的应用257

12.2 使用LabVIEW进行数据采集实例258

12.2.1 实例一：数据显示258

12.2.2 实例二：数据采集261

13.1 CVI简介268

第13章 使用CVI进行数据采集与分析268

13.2 声卡简介269

13.2.1 声卡的特点269

13.2.2 声卡编程269

13.3 创建虚拟示波器270

13.3.1 虚拟示波器270

13.3.2 创建工程271

13.3.3 代码编辑278

13.3.4 程序测试288

13.3.5 软件升级291

14.1.1 数据采集工具箱简介292

14.1 MATLAB数据采集工具箱292

第14章 使用MATLAB进行数据采集与分析292

14.1.2 数据采集工具箱函数296

14.1.3 数据采集输入设备对象属性298

14.1.4 MATLAB数据采集步骤300

14.2 创建虚拟示波器301

14.2.1 基于MATLAB的虚拟示波器301

14.2.2 创建图形界面301

14.2.3 代码分析307

14.2.4 代码编辑310

14.2.5 程序测试315

参考文献317