《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材·電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材：智能儀器設(shè)計與應(yīng)用》系統(tǒng)地闡述了基于單片機(jī)的智能儀器的組成、硬件/軟件設(shè)計和實現(xiàn)方法。
《普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材·電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)規(guī)劃教材：智能儀器設(shè)計與應(yīng)用》共分7章，闡述智能儀器的典型結(jié)構(gòu)、特點，設(shè)計原則和發(fā)展趨勢；闡述智能儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成與設(shè)計方法；闡述智能儀器人機(jī)接口設(shè)計，主要講述鍵盤、LED、LCD、打印機(jī)與CPU的接口設(shè)計；闡述智能儀器通信接口設(shè)計，考慮到家庭化、網(wǎng)絡(luò)化醫(yī)療的發(fā)展趨勢，該章講述了串行通信、USB通信和無線通信接口設(shè)計理論；講述智能儀器的典型數(shù)據(jù)處理功能；以智能醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計為例，詳細(xì)闡述中醫(yī)脈象儀和動態(tài)血壓儀系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)；圍繞該課程內(nèi)容給出了6個實驗，包括心電信號、血壓信號、血氧飽和度等信號的檢測和處理實驗；最后在附錄簡介了基于單片機(jī)的C語言程序編寫調(diào)試過程，以及DXP繪圖方法，可作為學(xué)生學(xué)習(xí)的參考內(nèi)容。
隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，特別是單片微型計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，賦予傳統(tǒng)測量儀器以嶄新的生命。先進(jìn)的現(xiàn)代化智能儀器門類繁多，功能齊全，新型的智能儀器也在不斷問世。目前智能儀器已開始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識處理發(fā)展，其功能越來越強(qiáng)大。
本教材按照智能儀器系統(tǒng)的典型組成，詳細(xì)闡述智能儀器的采集系統(tǒng)設(shè)計、人機(jī)接口設(shè)計，通信接口設(shè)計，典型信號的處理方法，智能醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計實例。在內(nèi)容上以MCS-51單片機(jī)控制為主，結(jié)合生理類測試儀器，利用C51編程，力求讓讀者掌握典型智能儀器的設(shè)計方法和具體設(shè)計過程。所選擇的設(shè)計案例既有傳統(tǒng)的儀器，也有新型的儀器，保證了內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性。
本教材共分7章，第1章從智能儀器的典型結(jié)構(gòu)、特點入手，講述智能儀器的設(shè)計原則，使讀者建立智能儀器設(shè)計的基本思想；第2章具體闡述智能儀器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成、設(shè)計方法和實現(xiàn)過程；第3章闡述智能儀器人機(jī)接口設(shè)計，主要講述鍵盤、LED、LCD、打印機(jī)與CPU的接口設(shè)計；第4章闡述智能儀器通信接口設(shè)計，考慮到家庭化、網(wǎng)絡(luò)化醫(yī)療的發(fā)展趨勢，重點講述串行通信、USB通信和無線通信接口設(shè)計理論。通過第2章到第4章的學(xué)習(xí)使讀者掌握智能儀器基本硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法。第5章講述智能儀器的典型數(shù)字處理功能，包括自檢、誤差處理、標(biāo)度變換、信號處理，通過本章的學(xué)習(xí)使讀者掌握智能儀器基本的軟件設(shè)計方法；第6章以智能醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計為例，詳細(xì)闡述中醫(yī)脈象儀和動態(tài)血壓儀系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)；第7章圍繞該課程內(nèi)容給出了6個實驗，包括心電信號、血壓信號、血氧飽和度等信號的檢測和分析處理實驗。第6章和第7章是對前五章內(nèi)容的一個具體運(yùn)用，通過具體設(shè)計實例，可以使讀者進(jìn)一步理解智能儀器的設(shè)計過程。
在編寫本書的過程中，參考了國內(nèi)外的文獻(xiàn)資料，吸收了近幾年智能儀器開發(fā)設(shè)計的優(yōu)秀成果和成功經(jīng)驗，并結(jié)合本人的教學(xué)、科研工作實踐編寫完成。本教材可作為高等院校智能儀器儀表、生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科學(xué)生的教學(xué)、課程設(shè)計、實驗教材或參考書，也可供從事智能儀器使用、維修和設(shè)計的工程技術(shù)人員閱讀。
本書在編寫過程中得到了長春理工大學(xué)教務(wù)處和生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持；長春理工大學(xué)電信工程學(xué)院的樸燕教授對書稿進(jìn)行了審閱，并提出了寶貴的意見；生物醫(yī)學(xué)工程系的部分教師給予了無私的幫助和支持；研究生焦琪玉、杜輝、劉俊微、孫曉琳、王曉甜等同學(xué)在插圖繪制、表格制作等方面做了大量工作，在此一并表示感謝。此外，特別感謝書后所列參考文獻(xiàn)的作者。編者衷心地感謝大家的支持！
由于水平有限，書中錯誤和不足之處敬請讀者批評指正！
第1章 緒論
1.1 智能儀器的概念及特點
1.1.1 智能儀器的概念
1.1.2 智能儀器的特點
1.2 智能儀器的通用結(jié)構(gòu)與設(shè)計原則
1.2.1 智能儀器的通用結(jié)構(gòu)
1.2.2 智能儀器的設(shè)計原則與步驟
1.3 智能儀器的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢
1.3.1 智能儀器的發(fā)展歷程
1.3.2 智能儀器的發(fā)展趨勢
習(xí)題1
第2章 智能儀器采集系統(tǒng)設(shè)計
2.1 模擬量輸出通道及其設(shè)計
2.1.1 D/A轉(zhuǎn)換器概述
2.1.2 典型8位D/A轉(zhuǎn)換器
2.1.3 D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口設(shè)計
2.2 模擬量輸入通道及其設(shè)計
2.2.1 A/D轉(zhuǎn)換器概述
2.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇和使用
2.2.3 典型8位A/D轉(zhuǎn)換器
2.2.4 A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口設(shè)計
2.3 信號采集系統(tǒng)組成與設(shè)計
2.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)
2.3.2 數(shù)據(jù)采集的任務(wù)
2.3.3 模擬多路開關(guān)和采樣保持器
2.3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計舉例
習(xí)題2
第3章 智能儀器人機(jī)接口設(shè)計
3.1 鍵盤與接口設(shè)計
3.1.1 鍵盤輸入基礎(chǔ)知識
3.1.2 鍵盤接口電路及控制程序
3.1.3 鍵盤分析程序
3.2 LED顯示與接口設(shè)計
3.2.1 LED原理及應(yīng)用
3.2.2 LED顯示器及顯示方式
3.2.3 點陣LED顯示器
3.3 鍵盤/LED顯示器接口設(shè)計
3.3.1 HD7279A的功能及結(jié)構(gòu)特點
3.3.2 鍵盤/LED顯示器接口設(shè)計方法
3.4 液晶顯示模塊與接口設(shè)計
3.4.1 1602液晶顯示模塊與接口設(shè)計
3.4.2 FYD12864液晶顯示模塊與接口設(shè)計
3.5 微型打印機(jī)與接口設(shè)計
3.5.1 TPP-40B/C微型打印機(jī)及其接口設(shè)計
3.5.2 漢字打印技術(shù)
習(xí)題3
第4章 智能儀器通信接口設(shè)計
4.1 通信技術(shù)概述
4.2 串行通信技術(shù)
4.2.1 串行通信基本方式
4.2.2 串行通信協(xié)議
4.2.3 RS-232、RS-422與RS-485串口標(biāo)準(zhǔn)
4.2.4 串行通信接口設(shè)計
4.3 USB接口技術(shù)
4.3.1 USB接口概述
4.3.2 USB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.3.3 USB接口設(shè)計
4.4 藍(lán)牙技術(shù)
4.4.1 藍(lán)牙技術(shù)的特點
4.4.2 藍(lán)牙協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
4.4.3 藍(lán)牙芯片
4.4.4 HCI概述
4.4.5 藍(lán)牙模塊接口設(shè)計
習(xí)題4
第5章 智能儀器的數(shù)據(jù)處理
5.1 硬件故障的自檢
5.1.1 自檢方式
5.1.2 自檢算法
5.1.3 自檢軟件
5.2 智能儀器的誤差處理
5.2.1 隨機(jī)誤差的處理方法
5.2.2 系統(tǒng)誤差的處理方法
5.2.3 粗大誤差的處理方法
5.3 測量數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換
5.3.1 線性標(biāo)度變換
5.3.2 非線性參數(shù)的標(biāo)度變換
5.4 信號處理常用的方法
5.4.1 直方圖分析
5.4.2 相關(guān)分析
5.4.3 相關(guān)分析的應(yīng)用
5.5 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)信號處理的常用方法
5.5.1 功率譜的定義
5.5.2 譜估計的基本計算方法
5.5.3 譜估計應(yīng)注意的問題及改進(jìn)措施
5.5.4 現(xiàn)代譜估計技術(shù)
習(xí)題5
第6章 智能醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計實例
6.1 人體生理信息概述
6.1.1 醫(yī)學(xué)信息的分類
6.1.2 人體生理信號的典型幅值和頻率范圍
6.1.3 人體生理信號的特點
6.2 智能醫(yī)學(xué)儀器的基本組成和分類
6.2.1 醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)的組成
6.2.2 醫(yī)學(xué)儀器系統(tǒng)的基本功能
6.2.3 醫(yī)學(xué)儀器的分類
6.2.4 醫(yī)學(xué)儀器的發(fā)展趨勢
6.3 便攜式動態(tài)血壓儀設(shè)計
6.3.1 血壓測量的原理及方法
6.3.2 動態(tài)血壓監(jiān)測儀硬件總體設(shè)計
6.3.3 血壓傳感器的選擇和驅(qū)動
6.3.4 血壓信號模擬調(diào)理電路設(shè)計
6.3.5 血壓信號采集電路設(shè)計
6.3.6 動態(tài)血壓儀顯示電路設(shè)計
6.3.7 動態(tài)血壓儀通信接口電路設(shè)計
6.3.8 動態(tài)血壓儀電源模塊設(shè)計
6.3.9 氣泵、氣閥驅(qū)動硬件電路
6.3.10 系統(tǒng)軟件設(shè)計
6.4 基于DSP的脈象儀設(shè)計
6.4.1 中醫(yī)脈象儀總體設(shè)計
6.4.2 脈象傳感器的選擇及電路
6.4.3 脈象儀微處理器的選擇
6.4.4 脈象儀人機(jī)交互模塊設(shè)計
6.4.5 脈象儀存儲系統(tǒng)設(shè)計
6.4.6 脈象儀采集電路設(shè)計
6.4.7 系統(tǒng)軟件設(shè)計
習(xí)題6
第7章 醫(yī)學(xué)信號檢測與采集實驗
7.1 心電信號檢測實驗
7.2 血壓信號檢測實驗
7.3 脈搏信號采集實驗
7.4 血氧飽和度檢測實驗
7.5 體溫信號采集顯示實驗
7.6 心音信號檢測實驗
附錄A Keil軟件的應(yīng)用
附錄B 基于DXP的電路設(shè)計
參考文獻(xiàn)
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