В книге американских специалистов рассматриваются схемные решения и программные средства для сопряжения разнообразных датчиков и устройств ввода данных с персональными ЭВМ семейства IBM PC. Изучаются принципы ослабления действия сетевых помех на аналоговые и цифровые схемы, методы преобразования сигналов, различные типы датчиков, стандартных интерфейсов и приборных шин. Приведены примеры программ на языках Бейсик, Си и ассемблера 8088, используемых для сопряжения датчиков и приборов с персональными ЭВМ. Для разработчиков систем управления и автоматического регулирования на базе ЭВМ, а также всех, кто хочет построить свою собственную измерительную или управляющую систему на основе IBM PC. ОГЛАВЛЕНИЕ От переводчика 5 Предисловие 9 ГЛАВА 1. УСИЛИТЕЛИ .. 13 1.1. Идеальные ОУ 13 1.2. Базовые схемные блоки на ОУ .. 15 1.3. Аналоговые вычисления 23 1.4. Нелинейные схемы на ОУ 29 1.5. Дополнительные сведения об ОУ 34 1.6. Защитное экранирование 39 1.7. Пассивные фильтры 45 1.8. Активные фильтры 49 1.9. Фильтры на переключаемых конденсаторах 54 1.10. Генератор, управляемый напряжением 55 Литература 59 ГЛАВА 2. ОБЩИЕ ПРОВОДА, ЭКРАНЫ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 61 2.1. Помехи 61 2.2. Заземление 62 2.3. Помехи от электрических полей 65 2.4. Гальваническая развязка 77 2.5. Помехи от магнитных полей 80 2.6. Электромагнитные поля 82 2.7. Источники питания 84 Литература 94 ГЛАВА 3. СОПРЯЖЕНИЕ С ШИНОЙ КОМПЬЮТЕРА IBM PC 95 3.1. Макетные платы 95 3.2. Параллельный порт ввода-вывода 100 3.3. Механизмы прерывания 117 3.4. Счетчики 143 3.5. Таймеры 146 3.6. Программируемые таймеры 149 3.7. Таймер/счетчик 8253 153 3.8. Примеры использования таймера/счетчика 8253 153 Литература 159 ГЛАВА 4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛА 161 4.1. Двоичные коды 161 4.2. Принципы дискретизации сигнала 174 4.3. Цифро-аналоговые преобразователи 182 Литература 188 ГЛАВА 5. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ 189 5.1. Принцип работы АЦП 189 5.2. Методы аналого-цифрового преобразования , 199 5.3. Реализация интерфейса АЦП-IBM PC 208 5.4. Система сбора данных 213 5.5. Как выбрать и использовать АЦП 220 5.6. Недорогая система сбора данных для IBM PC 229 Литература 236 ГЛАВА 6. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС RS-232C 237 6.1. Последовательный интерфейс 237 6.2. Квитирование установления связи 239 6.3. Асинхронный метод передачи 240 6.4. Декодирование последовательных потоков двоичных разрядов и обнаружение ошибок 243 6.5. Учет особенностей линии передачи 247 6.6. Линейные формирователи и приемники 250 6.7. Электрические и механические требования стандарта RS-232C 254 6.8. Использование асинхронного связного адаптера 259 6.9. Сбор данных при использовании последовательного интерфейса 265 6.10. Волоконная оптика 266 Литература 268 ГЛАВА 7. ДАТЧИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ 269 7.1. Термометры на />/г-переходах v 269 7.2. Интегральные датчики температуры 276 7.3. Термопары 281 7.4. Калибровка термометров 290 7.5. Резистивные датчики температуры 293 7.6. Другие способы измерения температуры 315 Литература 319 ГЛАВА 8. ОПТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ 321 8.1. Источники Оптического излучения 321 8.2. Модификация спектра 330 8.3. Модификация оптического пути 333 8.4. Оптические датчики 337 8.5. Простые системы с использованием оптических датчиков 349 8.6. Простой пример использования оптического датчика 352 Литература 355 ГЛАВА 9. ДАТЧИКИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 356 9.1. Потенциометрические резистивные преобразователи 356 9.2. Резистивные тензодатчики 358 9.3. Линейные дифференциальные трансформаторы 379 9.4. Пьезоэлектрические преобразователи 396 9.5. Эквивалентные схемы пьезоэлектрических преобразователей 401 9.6. Обработка сигнала 405 9.7. Акселерометры 411 9.8. Преобразователи давления 418 9.9. Датчики смещения 420 Литература 420 ГЛАВА 10. ДАТЧИКИ ПОТОКА 422 10.1. Тепловые измерители потока 423 10.2. Механические измерители потока 427 10.3. Гидродинамические (аэродинамические) измерители потока 432 10.4. Электромагнитные измерители потока 435 10.5. Ультразвуковые датчики потока 439 Литература 461 ГЛАВА И. ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ: НЕКЛАВИАТУРНЫЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА 463 11.1. Ручки управления 463 11.2. Шаровые манипуляторы (трекболлы) 472 11.3. Манипуляторы типа "мышь" 475 11.4. Сенсорные экраны 478 11.5. Световые перья 481 11.6. Цифровые планшеты 492 11.7. Цифровая видеокамера 494 Литература 498 ГЛАВА 12. ШИНА IEEE-488 (GPIB) 499 12.1. Структура шины GPIB 500 12.2. Протокол сигналов квитирования связи по шине GPIB 504 12.3. Работа шины 505 12.4. Пример использования шины GPIB: система контроля состояния пациентов больницы 510 12.5. Реализация интерфейса GPIB 513 Литература 514 ГЛАВА 13. ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ 515 13.1. Передача данных с использованием модемов 515 13.2. Модемы для передачи по каналам тональной частоты 519 13.3. Характеристики качества передачи 523 13.4. Протокол связи 528 Литература 530 ГЛАВА 14. ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ 531 14.1. Типы ЛВС 532 14.2. Сетевые топологии 534 14.3. Примеры ЛВС 537 14.4. Стандарты 542 14.5. Локальные сети будущего 544 Литература 545 ПРИЛОЖЕНИЕ А. ИЗГОТОВИТЕЛИ ИНТЕРФЕЙСНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ IBM PC 546 А1. Изготовители плат сбора данных с параллельным интерфейсом 546 А.2. Изготовители устройств сбора данных с последовательным интерфейсом 547 А.З. Изготовители плат, ориентированных на шину GPIB 548 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА МАКЕТНОЙ ПЛАТЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ПОРТОВ 549 Б.1. Макетная плата сбора данных 549 Б.2. Порты платы сбора данных Lab Master фирмы Tecmar 550 ПРИЛОЖЕНИЕ В. ПРОГРАММА ДЛЯ ЦИФРОВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА .... 552 8.1. Программа 552 8.2. Тенденции в разработке программного обеспечения 555 Литература 577 Предметный указатель 579