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［上篇 测控技术基础］1

第一章 测控技术与仪器专业实践教学1

1.1 测控技术与仪器专业1

1.2 测控技术与仪器专业的人才培养体系2

1.3 测控专业实践教学模式3

1.3.1 仪器仪表类人才需求的特点3

1.3.2 科学的实践教学体制3

1.3.3 阶梯式的应用型创新型人才培养模式4

1.4 本课程的内容与性质5

第二章 测控系统设计技术基础6

2.1 电子元器件基础6

2.1.1 电阻基础知识及使用技巧6

2.1.2 电容基础知识及使用技巧10

2.1.3 电感基础知识及使用技巧15

2.1.4 晶体二极管16

2.1.5 三极管基础21

2.1.6 固态继电器24

2.1.7 CMOS与TTL集成电路26

2.2 常用测控电路29

2.2.1 基本运算放大电路29

2.2.2 仪用放大电路31

2.2.3 热电阻接口电路33

2.2.4 电容传感器接口电路34

2.2.5 电位器式传感器接口电路35

2.2.6 差分变压器式传感器接口电路36

2.2.7 压阻式压力传感器接口电路37

2.2.8 压电晶体传感器接口电路38

2.2.9 光电二极管接口电路38

2.2.10 电压／电流变换电路39

2.2.11 电流／电压变换电路42

2.2.12 波形变换电路43

第三章 测控系统调试技术基础46

3.1 电路焊接技术46

3.2 数字万用表的使用50

3.2.1 面板介绍50

3.2.2 组成及测量原理51

3.3 信号发生器的使用55

3.3.1 工作原理55

3.3.2 使用方法56

3.4 示波器的使用59

3.4.1 TDS 200系列数字示波器准备59

3.4.2 基本操作常识60

3.4.3 进行简单测量63

3.5 逻辑分析仪的使用68

3.5.1 LAP-C型逻辑分析仪功能介绍70

3.5.2 安装及运行逻辑分析仪程序71

3.5.3 操作窗口72

3.5.4 测量建议78

第四章 测控系统仿真技术80

4.1 Multisim仿真技术80

4.1.1 Multisim 10软件简介80

4.1.2 仿真实例84

4.2 Proteus仿真技术86

4.2.1 Proteus仿真平台简介86

4.2.2 Proteus仿真实例88

4.3 Matlab控制系统仿真101

［下篇 测控综合实践］109

第五章 基于AT89S52的室内便携式智能空气品质监测仪109

5.1 空气品质监测仪功能描述109

5.1.1 总体概述109

5.1.2 室内空气品质测试指标的选定109

5.2 总体方案110

5.2.1 总体方案设计110

5.2.2 主控芯片的选择111

5.3 硬件系统工作原理与设计111

5.3.1 传感器的选用111

5.3.2 前置放大电路的设计113

5.3.3 模数转换电路的设计114

5.3.4 声光报警电路设计115

5.3.5 液晶显示电路设计115

5.3.6 复位电路与电源电路设计116

5.4 室内空气品质监测仪的软件设计118

5.4.1 软件设计思路118

5.4.2 软件设计119

5.5 调试134

5.5.1 Proteus软件仿真调试134

5.5.2 样机调试136

第六章 基于LabVIEW的直流电机远程控制系统139

6.1 总体方案设计139

6.1.1 总体概述139

6.1.2 模块化软件设计140

6.2 理论分析及设备选型140

6.2.1 虚拟仪器140

6.2.2 虚拟仪器的特点141

6.2.3 硬件平台141

6.2.4 虚拟仪器的软件结构142

6.2.5 LabVIEW简介142

6.3 直流电机及其驱动143

6.3.1 直流电机的结构143

6.3.2 直流电机的基本工作原理144

6.3.3 直流电机的调速原理145

6.3.4 直流电机驱动145

6.4 数据采集模块146

6.4.1 数据采集理论146

6.4.2 数据采集卡147

6.4.3 多功能数据采集模块148

6.5 双路信号传感器149

6.6 图像采集模块150

6.6.1 图像采集概述150

6.6.2 图像采集过程简述151

6.7 声音模块151

6.8 网络通信152

6.9 PC机156

6.10 软件系统设计156

6.10.1 系统登录156

6.10.2 直流电机转速控制157

6.10.3 图像采集160

6.10.4 声音采集160

6.10.5 历史数据160

6.10.6 网络通信162

6.11 程序安装、调试和运行162

6.11.1 程序的安装162

6.11.2 现场运行和调试164

6.12 结论167

第七章 基于HT46RU232的快速路智能交通控制系统169

7.1 快速路智能交通系统169

7.1.1 总体概述169

7.1.2 总体方案169

7.2 硬件系统设计172

7.2.1 硬件系统的整体设计172

7.2.2 单片机最小系统设计172

7.2.3 串行通信模块设计173

7.2.4 显示驱动模块设计175

7.2.5 故障检测模块设计177

7.2.6 系统复位和状态存储模块设计178

7.2.7 自动调光模块设计180

7.3 软件系统设计184

7.3.1 软件系统总体设计184

7.3.2 系统初始化模块设计185

7.3.3 串行通信模块设计185

7.3.4 解释、执行上位机指令程序设计189

7.3.5 X5045系统复位及状态存储模块软件设计192

7.3.6 TLC1543 A/D转换模块设计194

7.3.7 DS18B20温度检测模块195

7.3.8 亮度检测和自动调光程序196

7.3.9 灯板状态故障判断程序197

7.4 实验调试与结论197

7.4.1 实验调试工具介绍197

7.4.2 实验调试步骤198

第八章 基于Mega16单片机的仿生甲壳虫设计203

8.1 仿生甲壳虫结构描述203

8.2 电机选型及减速器设计204

8.2.1 电机选型204

8.2.2 减速器设计205

8.3 传感器设计206

8.3.1 碰撞传感器207

8.3.2 红外传感器207

8.3.3 光敏传感器210

8.3.4 声音传感器211

8.4 控制系统硬件设计212

8.4.1 AVR单片机系统212

8.4.2 电机驱动213

8.4.3 扬声器驱动214

8.4.4 电压转换电路214

8.4.5 PWM输出214

8.4.6 A/D转换215

8.5 控制系统的软件设计216

8.5.1 主程序216

8.5.2 检测信号处理218

8.5.3 控制功能程序设计224

8.6 结论227

第九章 基于PLC的四轴数控加工中心的控制系统229

9.1 数控加工中心的功能描述229

9.1.1 总体结构概述229

9.1.2 主要技术参数232

9.2 交流变频调速系统233

9.2.1 主要元器件选型233

9.2.2 转向控制原理236

9.2.3 变频调速控制原理237

9.3 步进电机控制系统241

9.3.1 主要元器件选型241

9.3.2 步进电机单轴定位控制246

9.3.3 步进电动机两轴联动控制249

9.4 交流伺服电机控制系统250

9.4.1 主要元器件选型250

9.4.2 交流伺服电机定位控制253

9.5 综合控制实验256

9.5.1 硬件部分设计256

9.5.2 软件部分设计256

9.5.3 综合实验260