第1章　概述　1
1.1　儀器儀表的技術發展　2
1.1.1　現代儀器儀表的分類　2
1.1.2　現代儀器儀表的發展趨勢　2
1.1.3　現代儀器儀表發展的關鍵技術　3
1.2　智能儀表的功能和組成　5
1.2.1　智能儀表的主要功能　5
1.2.2　智能儀表的基本組成　6
1.3　智能儀表的設計思想和研制步驟　7
1.3.1　智能儀表的基本設計思想　8
1.3.2　智能儀表的設計研制步驟　8
1.4　智能儀表的開發工具　15
1.4.1　開發系統的功能　15
1.4.2　嵌入式系統的軟件技術和開發工具平臺　15
習題與思考題　20

第2章　構成智能儀表的主機電路　21
2.1　AT89C52單片機　21
2.1.1　AT89C52的主要特性和內部總體結構　21
2.1.2　AT89C52單片機的引腳功能　22
2.1.3　AT89C52單片機的主要組成部分　25
2.1.4　主機電路設計　45
2.2　Neuron芯片　46
2.2.1　處理單元　49
2.2.2　存儲單元　50
2.2.3　附加電路及I/O接口　50
2.2.4　總線收發器　53
2.2.5　Neuron固件　54
2.2.6　現場總線智能儀表組成及其所組成的測控網絡　54
2.3　CC2430芯片　55
2.3.1　MCU和存儲器子系統　55
2.3.2　射頻及模擬收發器　57
2.3.3　CC2430芯片的主要特點　57
2.3.4　CC2430芯片的引腳功能　58
2.3.5　無線智能儀表的硬件組成和CC2430應用電路　60
習題與思考題　61

第3章　過程輸入/輸出通道　63
3.1　模擬量輸入通道　63
3.1.1　模擬輸入通道的結構　63
3.1.2　A/D轉換芯片及其與單片機的接口　64
3.1.3　模擬量輸入通道的其他器件　87
3.1.4　模擬量輸入通道設計舉例　92
3.2　模擬量輸出通道　93
3.2.1　模擬量輸出通道的結構　93
3.2.2　D/A轉換芯片及其與單片機的接口　94
3.2.3　模擬量輸出通道設計實例　101
3.3　開關量輸入/輸出通道　102
3.3.1　開關量輸入/輸出通道的結構　103
3.3.2　開關量輸入/輸出通道設計舉例　103
習題與思考題　105

第4章　人機接口電路　106
4.1　顯示器接口　106
4.1.1　LED顯示器接口　106
4.1.2　點陣式LED顯示器　111
4.1.3　LCD顯示器　112
4.1.4　點陣式LCD顯示器　115
4.1.5　液晶驅動芯片　120
4.2　鍵盤接口　126
4.2.1　鍵盤結構　126
4.2.2　行掃描法原理　127
4.2.3　鍵盤/顯示器接口技術　128
4.2.4　鍵盤工作方式　130
4.2.5　串行專用鍵盤/顯示器接口芯片HD7279A　131
4.3　打印機接口　139
4.3.1　GP-16微型打印機接口　139
4.3.2　PP-40彩色描繪器接口　142
習題與思考題　147

第5章　智能儀表通信原理與接口　148
5.1　引言　148
5.2　串行總線通信　149
5.2.1　RS-232C　149
5.2.2　RS-422與RS-485串行接口標準　151
5.2.3　串行通信參數　152
5.2.4　串行通信工作模式及流量控制　153
5.2.5　基于單片機的智能儀表與PC數據通信　154
5.3　現場總線技術及現場總線儀表　158
5.3.1　現場總線的體系結構與特點　158
5.3.2　幾種有影響的現場總線　160
5.3.3　現場總線智能儀表　170
5.4　工業以太網及其通信程序設計　171
5.4.1　概述　171
5.4.2　以太網在SCADA系統中的應用　172
5.4.3　以太網控制裝置的通信程序設計　173
5.4.4　基于PC-104嵌入式控制器的SCADA系統中以太網通信程序的設計　173
5.5　智能儀表與PLC及上位機通信　178
5.5.1　智能儀表與PLC通信　178
5.5.2　智能儀表與上位機組態軟件通信　183
5.5.3　用Visual Basic編程實現智能儀表通信與計算機通信　185
5.6　ZigBee短程無線通信技術　187
5.6.1　ZigBee協議標準　187
5.6.2　ZigBee的特點和組網方式　191
5.6.3　ZigBee的技術支持　192
5.6.4　ZigBee技術在無線水表中的應用　193
習題與思考題　196

第6章　智能儀表的抗干擾技術　197
6.1　干擾分析　197
6.1.1　電磁干擾分析　197
6.1.2　干擾進入的渠道　200
6.2　智能儀表的硬件抗干擾技術　201
6.2.1　串模干擾的抑制　201
6.2.2　共模干擾的抑制　204
6.2.3　隔離技術　207
6.2.4　接地技術　214
6.2.5　屏蔽技術　216
6.2.6　電源抗干擾設計　218
6.3　軟件抗干擾技術　219
6.3.1　干擾對智能儀表造成的后果　220
6.3.2　軟件抗干擾的前提條件　220
6.3.3　冗余技術　221
6.3.4　軟件陷阱技術　222
習題與思考題　228

第7章　監控程序　229
7.1　軟件設計方法　229
7.1.1　結構化設計和編程　229
7.1.2　軟件功能測試　231
7.1.3　軟件的運行、維護和改進　232
7.2　監控程序設計　232
7.2.1　概述　232
7.2.2　監控主程序　233
7.2.3　初始化管理　235
7.2.4　鍵盤管理　235
7.2.5　顯示管理　239
7.2.6　中斷管理　240
7.2.7　時鐘管理　242
7.2.8　手-自動控制　243
7.2.9　自診斷處理　243
習題與思考題　250

第8章　智能儀表的測量與控制算法　251
8.1　測量算法　251
8.1.1　克服隨機誤差的軟件算法　251
8.1.2　克服系統誤差的軟件算法　258
8.1.3　量程自動切換與工程量變換　268
8.2　控制算法　273
8.2.1　PID控制算法　273
8.2.2　智能控制算法　283
習題與思考題　303

第9章　智能儀表設計實例　304
9.1　設計準則　304
9.2　設計實例　306
9.2.1　溫度程序控制儀的設計　306
9.2.2　遠程智能數據采集裝置的設計(基于Neuron芯片的現場總線儀表設計之一)　317
9.2.3　用于高壓斷路器的現場智能儀表的設計(基于Neuron芯片的現場總線儀表設計之二)　320
9.2.4　無線空氣質量檢測儀表的設計(基于ZigBee技術的無線智能儀表設計之一)　330
9.2.5　無線溫度變送器的設計(基于ZigBee技術的無線智能儀表設計之二)　347
9.3　儀表調試　362
9.3.1　常見故障　362
9.3.2　調試方法　362
習題與思考題　365

參考文獻　366