《智能儀器原理與設計》繫統論述了以單片機為核心的智能電子儀器儀表的結構組成、軟硬件設計原理及實現方法，詳細闡述了過程的輸入／輸出通道、人機界面、通信接口、數據處理方法以及抗干擾技術等，並通過三個真實產品舉例說明。
全書共分8章，包括緒論、智能儀器儀表的主機電路、智能儀器輸入／輸出通道的設計、智能儀器人機接口、智能儀器的通信接口、智能儀器典型處理功能、智能儀器的抗干擾技術、智能儀器儀表的設計方法和設計實例。

前言
第1章緒論 1
1．1概述 1
1．1．1儀器儀表的重要性 1
1．1．2從傳統儀器到智能儀器 1
1．2智能儀器的結構和特點 2
1．2．1智能儀器的典型結構 2
1．2．2智能儀器的主要特點 2
1．3智能儀器的發展 3
1．3．1智能儀器的發展趨勢 3
1．3．2軟件技術及虛擬儀器 4
思考題與習題 5
第2章智能儀器儀表的主機電路 6
2．1ＭＣＳ51繫列單片機簡介 6
2．2主機電路 8
2．3主機電路舉例 9
思考題與習題 9
第3章智能儀器輸入／輸出通道的設計 10
3．1模擬量輸入通道 10
3．1．1Ａ／Ｄ轉換器概述 10
3．1．2逐次比較式Ａ／Ｄ轉換器與51微處理器的接口 11
3．1．3積分式Ａ／Ｄ轉換器與51微處理器的接口 19
3．2模擬量輸出通道 25
3．2．1Ｄ／Ａ轉換器概述 25
3．2．2Ｄ／Ａ轉換器與51微處理器的接口 27
3．2．3Ｄ／Ａ轉換器應用舉例 32
3．3開關量的輸入／輸出通道 34
3．3．1簡單Ｉ／Ｏ接口的擴展 34
3．3．2用可編程芯片擴展Ｉ／Ｏ接口 35
思考題與習題 44
第4章智能儀器人機接口 45
4．1鍵盤接口 45
4．1．1鍵盤的結構特點 45
4．1．2非編碼鍵盤的處理 46
4．1．3編碼鍵盤的處理 50
4．2ＬＥＤ顯示接口 59
4．2．1ＬＥＤ顯示器件結構與原理 59
4．2．2七段ＬＥＤ顯示及接口 62
4．2．3點陣ＬＥＤ顯示及接口 68
4．3通用鍵盤／ＬＥＤ顯示器接口芯片ＨＤ7279Ａ 71
4．4ＬＣＤ顯示接口 74
4．4．1ＬＣＤ顯示器結構與原理 75
4．4．2ＬＣＤ顯示器驅動方式 75
4．4．3段碼式ＬＣＤ顯示器 78
4．4．4字符點陣式ＬＣＤ顯示器 79
4．5打印處理技術 83
4．5．1點陣式微型打印機的工作原理 83
4．5．2ＧＰ16微型打印機及其應用 85
4．6觸摸屏處理技術 87
4．6．1觸摸屏的結構及特點 88
4．6．2觸摸屏控制器ＡＤＳ7843 91
4．6．3觸摸屏應注意的問題 92
思考題與習題 93
第5章智能儀器的通信接口 94
5．1並行通信接口 94
5．1．1Ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ標準並行接口 95
5．1．2ＧＰＩＢ （ＩＥＥＥ488）通用接口總線 101
5．2串行通信接口 108
5．2．1串行通信基本概念 109
5．2．2ＲＳ232Ｃ標準串行接口 110
5．2．3ＲＳ422Ａ與ＲＳ423Ａ標準串行接口 115
5．2．4ＲＳ485標準串行接口 117
5．2．5智能儀器間串行通信實例 118
5．3其他通信接口技術 124
5．3．1ＵＳＢ通信技術 124
5．3．2以太網接口技術 127
5．3．3現場總線ＣＡＮ 130
5．3．4藍牙接口技術 143
思考題與習題 158
第6章智能儀器典型處理功能 159
6．1硬件故障的自檢 159
6．1．1自檢方式 160
6．1．2自檢算法 160
6．1．3自檢軟件 164
6．2自動測量功能 165
6．2．1自動量程轉換 165
6．2．2自動觸發電平調節 167
6．2．3自動零點調整 168
6．2．4自動校準 169
6．3誤差處理技術 169
6．3．1隨機誤差的處理方法 170
6．3．2繫統誤差的處理方法 172
6．3．3粗大誤差的處理方法 177
6．4數字濾波技術 178
6．4．1算術平均濾波 179
6．4．2去極值平均濾波 180
6．4．3中位值平均濾波 180
6．4．4滑動平均濾波 181
6．4．5加權滑動平均濾波 182
6．4．6一階慣性濾波 184
6．4．7程序判斷濾波 185
6．4．8復合濾波 186
思考題與習題 186
第7章智能儀器的抗干擾技術 187
7．1常見干擾源分析 187
7．1．1串模干擾、共模干擾及電源干擾 187
7．1．2數字電路的干擾 188
7．2智能儀器硬件抗干擾技術 189
7．2．1串模干擾的抑制 190
7．2．2共模干擾的抑制 192
7．2．3輸入／輸出通道干擾的抑制 193
7．2．4總線的抗干擾設計 193
7．2．5地線干擾的抑制 195
7．3智能儀器軟件抗干擾技術 196
7．3．1ＣＰＵ抗干擾技術 196
7．3．2輸入／輸出的抗干擾技術 198
思考題與習題 199
第8章智能儀器儀表的設計方法和設計實例 200
8．1智能儀器設計的基本要求及原則 200
8．1．1智能儀器設計的基本要求 200
8．1．2智能儀器的設計原則 201
8．1．3智能儀器的設計研制過程 202
8．2智能電子秤的設計 203
8．2．1總體設計 203
8．2．2硬件設計 204
8．2．3軟件設計 207
8．2．4繫統調試 216
8．3智能型溫度測量儀 219
8．3．1總體設計 219
8．3．2硬件設計 220
8．3．3軟件設計 226
8．3．4繫統調試 234
8．4便攜式酒精測試儀 236
8．4．1總體設計 236
8．4．2硬件設計 236
8．4．3軟件設計 242
思考題與習題 249
參考文獻 250

現代儀器儀表的智能化越來越普及了，許多微處理器繫統、數字信號處理技術和現場總線領域等新技術被應用於智能儀器儀表的設計。單片機以它低廉的價格和優越的性能在智能化儀器中得到了廣泛的應用。本書緊密結合現代科技發展和業內的熱點，充分吸取了許多同類教材和參考書的精華，既保了傳統的彙編語言，又新增了Ｃ語言進行對比，充實了新的Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ轉換器、現場總線、數字信號處理，並以此為基礎，繫統地介紹了智能儀器的微處理器、接口技術、信號采集轉換技術、中斷處理、數據處理技術以及抗干擾技術等。通過本書的學習，讀者可建立完整的儀器儀表設計研發知識結構。
本書共分為8章。第1章簡要介紹了智能儀器的特點、組成、發展趨勢以及基本設計思想。第2章以ＭＣＳ51繫列單片機為例，介紹了其主機電路以及軟件編程思路。第3章介紹了過程的輸入／輸出通道，包括模擬量、數字量、開關量等輸入／輸出通道以及所需的接口電路和軟件編制。第4章是人機接口電路的設計，包括ＬＥＤ顯示器、ＬＣＤ顯示器、鍵盤、打印機、觸摸屏等的電路設計。第5章介紹通信與接口原理，包括ＲＳ232接口、通用串行總線ＵＳＢ接口、ＩＥＥＥ488接口以及網絡接口。第6章介紹智能儀器儀表的典型處理算法，包括儀器的自檢、自動量程轉換、誤差處理方法，以及數字濾波的軟件算法。第7章介紹儀器的抗干擾技術。第8章通過三個典型實例詳細介紹智能儀器的具體設計步驟。每一章都附有習題。
本書既可以作為高等院校電子信息、自動化技術、機電一體化、電子測量等專業的教材，也可以作為工程技術人員的培訓教材或參考資料。
本書由九江職業技術學院殷俠、王蓉任主編，徐瓊燕任副主編，並編寫了第1、6章，徐敏編寫第2、8章，徐雲龍編寫第4、5章，李強編寫第3、7章。全書由殷俠統稿。本書編寫過程中參考了大量參考文獻，在此向文獻作者表示誠摯的謝意。由於編者的水平和教學經驗所限，不妥之處在所難免，懇請同行專家和讀者指正。
編者