Рассмотрено применение микропроцессоров для создания измерительных устройств. Приведены основные средства и методы измерения. Подробно описаны основные компоненты измерительных систем, датчики, АЦП и ЦАП, генераторы сигналов, исполнительные устройства, индикаторы, линии передачи данных и интерфейсы. Изложены принципы построения систем автоматического управления. Приведены примеры реализации различных устройств и учебные задания. Материал ориентирован на применение микропроцессоров ATmega128 компании Atmel, а также недорогих и доступных комплектующих. Рассмотрено моделирование измерительных систем на ПК с помощью программы-имитатора.
Для профессиональных инженеров-электронщиков и радиолюбителей.

Данная книга рассматривает компьютер лишь как вспомогательное средство и в основном ориентируется на множество более мелких задач, возлагаемых на процессоры, точнее, микропроцессоры. В ее названии не случайно присутствует словосочетание "измерительная техника". Значительная часть применений процессоров приходится на эту область электроники.
Чтобы оправдать свое название "практическое руководство", книга ориентируется на основополагающие принципы. Поэтому в ней предлагаются многочисленные схемы, которые могут послужить примером решения конкретной проблемы, или же иллюстрирующие одну из идей, пригодных для реализации специализированных задач. Для каждой из предлагаемых схем приводятся рекомендации относительно возможностей и ограничений. Чтобы избежать большого объема теоретических выкладок, во многих случаях расчет параметров и компоновка схем выполнялись при помощи персонального компьютера. Когда вы завершите чтение книги, в вашем распоряжении окажется набор "строительных блоков" для создания
как схем, так и программ, которые вы, по желанию, сможете использовать при проектировании собственных устройств.

Оглавление:

Глава 1. Цель данной книги

Глава 2. Что такое измерения, что и как можно измерять

    Что такое измерение
    Управление и регулирование
    Зачем нужна цифровая измерительная техника в аналоговом мире?
    Другая сторона измерений
    С какой точностью нужно проводить измерения?
    Программные измерения или аппаратные?
    О программировании


Глава 3. Измерения — программные или аппаратные?

    Что и когда следует выбирать
    Роль процессора в измерительной технике


Глава 4. Моделирование

    Основные принципы моделирования
    Использование программы-симулятора
    Принцип работы симулятора
    Описание объектов моделирования
    Решение проблем и обновление ПО


Глава 5. Регистрация и обработка данных измерений

    Фундаментальные параметры серий измерений
    Упражнение — сбор и оценка серий измерений
    Методика обработки стохастических измерений
    Ошибки измерений
    Рекомендации по выполнению заданий из данной главы


Глава 6. Измерения с помощью датчиков

    Измерение температуры
    Измерение силы и давления
    Ускорение
    Яркость
    Магнитные поля
    Измерение линейного и углового перемещения
    Переключатель


Глава 7. Передача данных измерений

    Помехи при передаче
    Варианты передачи данных


Глава 8. Предварительная обработка результатов измерений

    Аналоговые схемы фильтрации
    Цифровые фильтры
    Выпрямитель
    Мультиплексор
    Устройства выборки и хранения
    Источники опорного напряжения
    Специализированные устройства


Глава 9. Аналого-цифровой преобразователь

    Классификация АЦП
    Сравнивающий АЦП
    Интегрирующие АЦП
    Погрешности АЦП
    Подавление помех наложения
    Коммерческие схемы АЦП
    Рекомендации по выполнению заданий к главе


Глава 10. Цифроаналоговый преобразователь

    Взвешенное суммирование токов
    Схема R2R
    Преобразователь "частота-напряжение"
    Преобразование при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ-преобразователь)
    Погрешность цифроаналоговых преобразователей
    Микросхемы ЦАП
    Примеры применения ЦАП


Глава 11. Системы автоматического регулирования

    Общие положения
    Пример системы регулирования
    Рекомендации по выполнению заданий к главе


Глава 12. Отображение результатов измерения на дисплее

    Несколько основных идей
    Алфавитно-цифровое представление
    Графическое представление


Глава 13. Индикация состояния и результатов измерения

    Вывод информации при помощи светодиодов
    Метод временного мультиплексирования
    Применение жидкокристаллических дисплеев
    Схемы для управления индикаторами


Глава 14. Управление нагрузкой

    Проблемы, возникающие при подключении больших нагрузок
    Микросхемы управления
    Применение тиристоров при постоянном напряжении
    Работа тиристора при сетевом напряжении


Глава 15. Генерирование сигналов

    Ограничения при генерировании сигналов с помощью процессора
    Сигналы прямоугольной формы
    Синусоидальные сигналы
    Специальные функции
    Кодовые последовательности импульсов
    Интегральные генераторы функций


Глава 16. Измерение частоты и времени

    Измерение частоты
    Погрешность при измерении частоты
    Режимы измерения частоты и длительности
    Измерение частоты с помощью микроконтроллера
    Структура цифровых счетчиков


Глава 17. Еще несколько схем и средств измерений

    Измерение сопротивления
    Измерение емкостей
    Измерение амплитудно-частотной характеристики
    Вспомогательная шкала для осциллографа


Глава 18. Измерения в цифровых схемах

    Определение уровней и логических состояний
    Регистрация изменения цифровых сигналов во времени
    Логические компараторы
    Сигнатурный анализ


Глава 19. Каналы передачи информации и интерфейсы

    Аналоговые каналы передачи
    Цифровые каналы передачи


Содержание электронного архива

    Папка Adobe
    Папка Simulator (Симулятор)
    Папка Aufgaben (Задания)
    Папка Zusatz (Дополнения)
    Вызов меню компакт-диска
    Загрузка AVR-Studio
    Литература
    Предметный указатель


Издательство: БХВ-Петербург
Серия: Электроника
Год издания: 2012
Страниц: 288
ISBN: 978-5-9775-0572-7
Формат: DjVu
Качество: отличное