智能技術：系統(tǒng)設計與開發(fā)

第1章 概述
1.1 引言1
1.2 智能系統(tǒng)的結構特征2
1.2.1 智能系統(tǒng)的結構2
1.2.2 智能系統(tǒng)的特征3
1.3 智能系統(tǒng)的基本功能及發(fā)展趨勢6
1.3.1 基本功能6
1.3.2 發(fā)展趨勢6
1.3.3 個人(專家)系統(tǒng)8
1.4 智能系統(tǒng)的設計開發(fā)過程12
1.4.1 明確設計準則及要求12
1.4.2 制定方案的主要工作13
1.4.3 方案實施過程13
習題16
第2章 智能系統(tǒng)的信號獲取方法
2.1 獲取信號敏感器件的物理特性17
2.1.1 信號獲取方法的對象17
2.1.2 信號獲取方法的變換原理17
2.1.3 信號獲取方法的組成18
2.1.4 傳感器的應用舉例18
2.1.5 傳感器的參數(shù)19
2.1.6 選擇傳感器應注意的事項21
2.2 位移信號獲取方法22
2.2.1 直線位移信號獲取方法22
2.2.2 角位移信號獲取方法25
2.3 速度和加速度信號獲取方法26
2.3.1 線速度信號獲取方法26
2.3.2 轉速信號獲取方法27
2.3.3 加速度信號獲取方法27
2.4 壓力信號獲取方法28
2.4.1 金屬電阻應變片式28
2.4.2 半導體應變片式29
2.4.3 壓電晶體式29
2.5 流量信號獲取方法29
2.5.1 渦輪式29
2.5.2 電磁式29
2.5.3 半導體式30
2.6 溫度信號獲取方法30
2.6.1 熱電阻式30
2.6.2 熱電偶式31
2.6.3 PN結式31
2.6.4 紅外線式32
2.7 光敏信號獲取方法32
2.7.1 光敏電阻式32
2.7.2 光電二極管式33
2.7.3 光電三極管式33
2.7.4 光電倍增管式33
2.7.5 光電池式34
2.7.6 光電耦合式34
2.7.7 光纖式35
2.8 CCD圖像信號獲取方法37
2.8.1 CCD線性圖像變換式38
2.8.2 CCD面積圖像變換式39
2.8.3 通用型CCD圖像變換式40
2.8.4 CCD應用舉例41
2.9 氣敏信號獲取方法45
2.9.1 二氧化錫(SnO2)類45
2.9.2 氧化鋅(ZnO)類46
2.9.3 三氧化二鐵(Fe2O3)類46
習題48
第3章 智能系統(tǒng)的鍵盤
3.1 鍵盤輸入的特點及鍵盤的處理49
3.1.1 鍵盤輸入的特點49
3.1.2  鍵盤輸入的處理50
3.2 鍵盤的組織50
3.2.1 獨立連接式無編碼鍵盤51
3.2.2 獨立連接式編碼鍵盤52
3.2.3 矩陣連接式無編碼鍵盤52
3.2.4 矩陣連接式編碼鍵盤57
3.2.5 CRT屏幕鍵盤58
3.3 鍵合跳動和疊鍵的防止60
3.4 鍵語分析62
3.4.1 鍵語62
3.4.2 鍵語狀態(tài)圖63
3.4.3 鍵語狀態(tài)表64
3.4.4 鍵語分析程序67
3.4.5 其他鍵語分析方法68
習題69
第4章 智能系統(tǒng)的顯示和語音合成
4.1 智能系統(tǒng)的顯示70
4.1.1 顯示的主要方式70
4.1.2 發(fā)光二極管顯示71
4.1.3 七段顯示器71
4.1.4 七段顯示器的驅動方式74
4.1.5 點陣字符顯示器76
4.1.6 矢量式CRT顯示78
4.1.7 點陣式CRT顯示79
4.2 集成6845型CRT控制器的功能特點及應用81
4.2.1 集成6845型CRT的功能特點81
4.2.2 集成6845型CRTC的應用舉例84
4.3 人工語音合成90
4.3.1 人工語音合成方法90
4.3.2 人工語音程序的編制方法94
習題97
第5章 智能系統(tǒng)的接口
5.1 國際標準通用VXI接口98
5.1.1 VXI的由來與特點98
5.1.2 VXI系統(tǒng)的組成結構99
5.1.3 VXI系統(tǒng)的總線結構103
5.1.4 VXI總線器件及其通信協(xié)議112
5.1.5 VXI總線器件的實現(xiàn)116
5.2 國際通用STD接口121
5.2.1 總線信號的定義和排列121
5.2.2 總線信號的功能122
5.2.3 總線的實現(xiàn)125
習題125
第6章 智能系統(tǒng)的DAC轉換技術
6.1 DAC與微系統(tǒng)的聯(lián)用方法126
6.2 利用DAC產(chǎn)生波形的方法127
6.2.1 斜坡電壓的產(chǎn)生方法128
6.2.2 三角波的產(chǎn)生方法130
6.2.3 矩形脈沖的產(chǎn)生方法131
6.2.4 任意波形的產(chǎn)生方法132
6.3 利用DAC繪圖的方法132
6.3.1 一維輸出方法133
6.3.2 二維輸出方法135
6.4 8位以上的DAC的連接方法138
6.5 專為微處理器配用的DAC使用方法141
6.5.1 AD558的使用方法141
6.5.2 AD7542的使用方法142
6.5.3 AD7542的應用144
6.5.4 AD7543的使用方法146
習題148
第7章 智能系統(tǒng)的ADC轉換技術
7.1 ADC與微系統(tǒng)的聯(lián)用方法149
7.2 比較式ADC轉換技術149
7.2.1 斜坡式比較法150
7.2.2 逐次逼近法151
7.3 ADC集成電路的使用方法155
7.3.1 8255接口使用方法156
7.3.2 6820接口使用方法157
7.3.3 不使用可程控接口方法158
7.4 數(shù)字面板表集成電路的利用方法158
7.4.1 單量程雙極性DPM的使用方法158
7.4.2 多量程雙極性DPM的使用方法162
7.5 利用DPM構成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法163
7.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其定時方法168
7.6.1 利用軟件計數(shù)延時來定時的方法169
7.6.2 利用實時時鐘作查詢定時的方法170
7.6.3 利用實時時鐘來中斷的方法171
7.7 采集到的數(shù)據(jù)的利用方法172
7.8 數(shù)據(jù)采集集成電路的使用方法178
習題181
第8章 智能系統(tǒng)的基本算法
8.1 算法的基本概念182
8.2 二進制整數(shù)的表示法184
8.2.1 無符號二進制整數(shù)184
8.2.2 有符號二進制整數(shù)的表示185
8.2.3 字節(jié)的擴充和壓縮187
8.3 二進制整數(shù)加法188
8.3.1 單字節(jié)數(shù)相加188
8.3.2 多字節(jié)數(shù)相加189
8.4 二進制整數(shù)減法191
8.5 二進制整數(shù)乘法191
8.5.1 無符號數(shù)相乘191
8.5.2 有符號數(shù)相乘194
8.5.3 Wallace樹算法196
8.5.4 Booth算法198
8.5.5 近似值的簡化算法198
8.6 二進制整數(shù)除法199
8.6.1 無符號數(shù)相除199
8.6.2 有符號數(shù)相除200
8.6.3 除法中的若干特殊問題201
8.6.4 簡化的除法算法203
8.7 二進制定點數(shù)的計算204
8.7.1 定點數(shù)的加和減205
8.7.2 定點數(shù)的乘和除205
8.7.3 截尾舍入法205
8.8 二進制浮點數(shù)的計算208
8.8.1 采用浮點數(shù)的原因208
8.8.2 二進制浮點數(shù)的表示法和慣例209
8.8.3 浮點數(shù)的歸一化211
8.8.4 浮點數(shù)的計算211
8.9 十進制數(shù)的計算212
8.10 常用函數(shù)的近似計算213
8.10.1 開方根的計算213
8.10.2 利用冪級數(shù)計算常用函數(shù)214
8.10.3 利用曲線擬合法計算函數(shù)的近似值215
8.11  檢索和查表217
8.11.1 無序清單的檢索217
8.11.2 尋找極值218
8.11.3 排序219
8.11.4 有序清單的檢索225
8.11.5 表格的組織與查表法227
習題229
第9章 智能系統(tǒng)的測量算法
9.1 主序算法和內務算法230
9.2 定時算法233
9.3 隨機誤差的處理237
9.4 利用誤差模型修正誤差238
9.5 利用校準數(shù)據(jù)表修正誤差242
9.6 通過曲線擬合來求得校準方程245
9.7 誤差修正技術應用舉例247
9.8 利用算法來提高設備硬件性能257
9.8.1 四相三斜型積分式A/D轉換257
9.8.2 多斜I型A/D轉換259
9.8.3 多斜II型A/D轉換261
9.8.4 余數(shù)再循環(huán)式A/D轉換263
9.8.5 提高測時分辨力的雙游標法265
9.8.6 頻率計數(shù)器中的自動變頻法267
9.9 多處理器系統(tǒng)中的算法問題269
9.9.1 主從通信270
9.9.2 ADC的控制272
9.9.3 多個仆從μC的系統(tǒng)273
9.9.4 按預定計劃調度任務的調度程序274
9.10 自檢與告警顯示277
9.10.1 硬件自檢277
9.10.2 自檢算法281
習題283
第10章 智能系統(tǒng)設計開發(fā)的幾項關鍵技術
10.1 非線性補償技術284
10.1.1 開環(huán)式非線性補償法284
10.1.2 線性插值法實現(xiàn)線性化287
10.1.3 二次拋物線插值法288
10.1.4 查表法289
10.2 標度變換（工程變換）技術291
10.2.1 標度變換原理291
10.2.2 線性信號獲取法特性的標度變換292
10.2.3 非線性信號獲取法特性的標度變換292
10.3 數(shù)字濾波技術293
10.3.1 算術平均值法294
10.3.2 加權平均值法294
10.3.3 中位值法294
10.3.4 一階慣性濾波法295
10.3.5 抑制脈沖算術平均法296
10.4 分布參數(shù)抑制技術297
10.4.1 分布參數(shù)的影響297
10.4.2 分布參數(shù)抑制技術298
10.5 自動零位校準和自動精密校準技術301
10.5.1 自校零與零位偏移補償301
10.5.2 替代法自校準303
10.6 自診斷技術304
10.6.1 信號獲取法通道斷線自診斷304
10.6.2 信號獲取法檢測回路短路保護和自檢 305
習題305
第11章 智能系統(tǒng)的監(jiān)控程序設計
11.1 直接分析法設計監(jiān)控程序306
11.2 狀態(tài)變量法設計監(jiān)控程序309
11.2.1 狀態(tài)與狀態(tài)矩陣309
11.2.2 設計步驟310
11.2.3 狀態(tài)圖和狀態(tài)表的設計313
11.2.4 監(jiān)控主程序設計舉例315
習題318
第12章 智能系統(tǒng)的軟件(大系統(tǒng)軟件)設計
12.1 結構化設計319
12.2 由頂向下設計322
12.3 模塊化編程324
12.3.1 模塊的大小324
12.3.2 模塊的獨立性325
12.3.3 模塊的具體定義325
12.4 結構化編碼327
12.4.1 過程匣327
12.4.2 二中選一327
12.4.3 廣義循環(huán)327
12.4.4 另一形式的循環(huán)328
12.4.5 多種情況轉移328
12.4.6 調用子程序329
12.4.7 有限制地使用無條件轉移329
12.5 非結構化程序變換為結構化330
12.5.1 重復編碼法330
12.5.2 狀態(tài)變量法331
12.5.3 布爾標志法332
12.6 偽編碼333
12.7 文件的編制與文體334
12.7.1 總框圖和概述335
12.7.2 軟件使用說明335
12.7.3 變量和定義清單335
12.7.4 存儲器映射圖表335
12.7.5 程序清單335
12.7.6 檢驗方法337
12.8 結構化原則337
12.8.1 結構化分析337
12.8.2 軟件指標338
12.8.3 系統(tǒng)結構分析339
12.8.4 結構圖分解339
12.8.5 小指標341
12.8.6 檢閱341
12.8.7 編制文件341
12.9 結構化設計舉例342
12.9.1 模塊分解342
12.9.2 偽編碼343
12.9.3 檢閱344
12.10 編碼344
12.10.1 預防性措施344
12.10.2 留有更改余地344
12.10.3 考慮軟硬件檢驗345
12.10.4 具體編碼345
12.11 操作系統(tǒng)347
12.11.1 操作系統(tǒng)的作用347
12.11.2 描述字節(jié)347
12.11.3 結構化分析348
12.11.4 模塊分解348
12.11.5 偽編碼349
12.11.6 編碼350
習題351
第13章 智能系統(tǒng)設計舉例
13.1 智能化數(shù)字多用表352
13.1.1 設計目標352
13.1.2 總體結構352
13.1.3 關鍵邏輯電路的設計353
13.1.4 運算功能354
13.1.5 IEEE488標準356
13.1.6 軟件結構357
13.1.7 儀器的可靠性設計358
13.2 智能化測溫系統(tǒng)358
13.2.1 硬件結構359
13.2.2 軟件設計360
13.2.3 主要功能環(huán)節(jié)的程序原理360
13.3 智能化電感電容電阻測量系統(tǒng)362
13.3.1 主要技術指標及功能362
13.3.2 工作原理及特點363
13.3.3 程序結構365
13.4 智能動態(tài)線徑測量系統(tǒng)366
13.4.1 測量原理366
13.4.2 主要部件366
13.4.3 系統(tǒng)電路367
13.4.4 系統(tǒng)程序369
13.5 智能化表軟件設計370
13.6 智能化系統(tǒng)人機接口設計376
13.6.1 設計特點376
13.6.2 設計的有關問題377
習題378
第14章 智能虛擬儀器系統(tǒng)及設計
14.1 虛擬儀器的結構特點380
14.1.1 虛擬儀器的結構380
14.1.2 虛擬儀器的特點382
14.2 虛擬儀器(軟件程序)驅動器383
14.2.1 虛擬儀器驅動器的組成384
14.2.2 虛擬儀器驅動器的開發(fā)環(huán)境(幾種軟件包)386
14.2.3 虛擬儀器驅動器(軟件)的設計舉例387
14.3 虛擬儀器設計舉例388
14.3.1 總線儀器公用硬件接口388
14.3.2 可程控儀器標準命令392
14.3.3 總線虛擬儀器的編程395
14.3.4 虛擬儀器工具軟件的功能398
習題399
第15章 智能工業(yè)控制系統(tǒng)及設計
15.1 順序控制與PC系統(tǒng)400
15.2 PC的結構及工作原理401
15.2.1 PC的基本結構401
15.2.2 PC的工作原理403
15.3 PC系統(tǒng)的編程方法404
15.3.1 編程語言404
15.3.2 梯形圖與指令字的編程方法405
15.4 PC控制應用舉例417
15.4.1 直流電機送料小車控制系統(tǒng)417
15.4.2 流水線產(chǎn)品計件裝箱控制系統(tǒng)419
15.4.3 產(chǎn)品質量分選檢驗控制系統(tǒng)420
習題421
第16章 智能系統(tǒng)的開發(fā)調試設備與調試
16.1 微處理器測試設備422
16.2 微處理器開發(fā)設備423
16.3 A型開發(fā)系統(tǒng)424
16.4 調試儀426
16.4.1 調試儀的結構特點427
16.4.2 調試儀的電氣特點427
16.4.3 緩沖存儲內容的顯示428
16.5 B型開發(fā)系統(tǒng)429
16.5.1 B型MDE的結構429
16.5.2 B型MDE上的軟件開發(fā)429
16.5.3 B型和A型MDE的混合使用430
16.6 仿真430
16.7 正式的調試431
16.7.1 仿真時的調試431
16.7.2 電路內部分仿真431
16.7.3 電路內總體仿真432
16.7.4 異步調試433
16.7.5 定時循環(huán)的檢驗433
16.7.6 中斷的檢驗434
16.8 多重微處理器系統(tǒng)的調試434
習題435
附錄A 國際單位制（SI）及轉換表
附錄B 整機系統(tǒng)的色彩和造型比例
B.1 整機系統(tǒng)色彩442
B.2 整機系統(tǒng)造型比例與尺度444