本书共分9章。第1章为数据采集概论，介绍了数据采集的基本概念、基本组成、主要性能指标、理论知识、模拟通道电路设计、模拟A/D转换电路设计、数据记录系统、数据采集系统硬件设计、数据采集系统软件设计。第2章为计算机总线接口概论，介绍了总线的分类和系统总线。第3章为PCI总线，介绍了PCI总线的特点、总线信号、总线命令、总线协议、总线配置及总线应用。第4章为USB串行总线及其应用，介绍了USB系统组成、USB系统的接口信号与电气特性、USB总线的数据流类型与传输类型、USB外围芯片及应用。第5章为IEEE 1394高性能串行总线及其应用，介绍了IEEE 1394串行总线概况、IEEE 1394接口器件介绍及在数据采集中的应用。第6章为I2C总线及其应用，介绍了I2C总线规范、I2C总线的应用。第7章为IEEE488总线及VXI卡式仪器总线，介绍了IEEE488总线和VXI总线及应用。第8章为电子线路CAD工具Protel99在总线与接口设计中的应用，介绍了Protel99软件在总线与接口设计中的应用。第9章为基于总线技术的数据采集系统设计，介绍了I2C总线、USB总线、PCI总线、CAN总线在数据采集中的应用。

本书从数据采集理论与实际相结合的角度出发，首先介绍了数据采集系统的基本概念、组成、主要性能指标、模拟A/D转换电路以及系统软硬设计理论，然后针对计算机总线接口技术在数据采集系统中的重要作用，对计算机系统总线、PCI总线、USB串行总线、IEEE 1394高性能总线、I2C总线、IEEE-488、VXI等总线进行了详细介绍。最后给出了一些总线在数据采集系统中应用的设计实例。内容新颖，贴近实用。

本书比较详细地介绍了各个总线应用的基础知识，所选内容较新，且选用目前比较流行的集成电路进行实例分析，软硬件并重，既介绍硬件电路的设计原理，又介绍软件的设计思路。

本书既可作为高等院校电子技术、通信、计算机及自动化专业高年级本科生和研究生的《数据采集》和《计算机总线接口技术》课程的教材，又可作为电子设计与应用类工程技术人员的参考用书。

第1章 数据采集概论

 1.1 数据采集的基本概念1

 1.2 数据采集系统的基本组成2

 1.3 数据采集系统的主要性能指标3

 1.4 数据采集的理论知识5

1.4.1 信息论基础知识5

1.4.2 信息的描述7

1.4.3 微弱信号检测基础知识10

1.4.4 采样理论14

 1.5 模拟通道电路设计22

1.5.1 集成运算放大器的种类及作用22

1.5.2 测量放大电路24

1.5.3 有源滤波器30

1.5.4 频率合成器电路34

 1.6 模拟A/D转换电路设计39

1.6.1 模拟多路开关39

1.6.2 采样/保持电路42

1.6.3 A/D转换器45

 1.7 数据记录系统52

1.7.1 磁表面存储器记录原理52

1.7.2 磁盘存储器53

1.7.3 数字磁带机54

1.7.4 光盘存储器56

1.7.5 IC集成存储器57

 1.8 数据采集系统硬件设计58

1.8.1 系统设计的基本原则58

1.8.2 数据采集系统的基本结构59

1.8.3 误差的合成与分配61

1.8.4 总线在数据采集中的作用65

 1.9 数据采集系统软件设计71

1.9.1 程序设计方法71

1.9.2 程序设计语言72

1.9.3 程序设计的过程72

1.9.4 系统监控程序设计73

 习题79

第2章 计算机总线接口概论

　2.1 微处理器发展概述81

　2.2 微机的组成85

　　2.2.1 微机系统的组成85

　　2.2.2 微机的硬件结构86

　2.3 微机总线与接口标准87

　　2.3.1 总线概念87

　　2.3.2 总线标准87

　　2.3.3 接口标准87

　2.4 总线的分类88

　　2.4.1 按总线功能或信号类型分类88

　　2.4.2 按总线的分级结构分类88

　2.5 总线的主要性能参数89

　2.6 总线操作和总线传送控制90

　　2.6.1 总线操作90

　　2.6.2 总线传送控制90

　2.7 I/O与接口技术92

　　2.7.1 I/O接口概述92

　　2.7.2 I/O数据的传输控制方式96

　　2.7.3 接口设计与分析基本方法99

　　2.7.4 总线接口设计的工程问题101

　　2.7.5 总线接口比较104

　　2.7.6 总线接口软、硬件之间的关系104

　2.8 系统总线105

　　2.8.1 ISA总线105

　　2.8.2 EISA总线108

　　2.8.3 PC104总线108

　　2.8.4 STD总线118

　习题120

第3章 PCI总线

　3.1 PCI总线概述122

　3.2 PCI总线特点123

　3.3 PCI总线信号124

　3.4 PCI插槽和PCI扩展卡128

　　3.4.1 PCI插槽128

　　3.4.2 PCI插卡128

　3.5 PCI总线命令129

　3.6 PCI总线协议131

　　3.6.1 PCI总线的传输控制131

　　3.6.2 PCI总线的寻址132

　　3.6.3 字节对齐133

　　3.6.4 PCI总线的驱动与过渡133

　　3.6.5 设备选择134

　3.7 PCI总线数据传输过程 135

　　3.7.1 总线上的读操作135

　　3.7.2 总线上的写操作136

　　3.7.3 传输的终止过程136

　3.8 总线仲裁138

　3.9 PCI总线配置139

　　3.9.1 配置空间头区域及功能 140

　　3.9.2 配置空间的访问145

　3.10 PCI总线应用实例147

　习题151

第4章 USB串行总线及其应用

　4.1 USB串行总线概述152

　　4.1.1 USB系统组成152

　　4.1.2 USB系统的接口信号与电气特性155

　　4.1.3 USB的流类型与传输类型161

　　4.1.4 包格式166

　　4.1.5 USB设备状态170

　　4.1.6 总线标识171

　4.2 USB外围芯片及应用172

　　4.2.1 外围芯片概述172

　　4.2.2 USB数据采集系统编程178

　习题180

第5章 IEEE 1394高性能串行总线及其应用

　5.1 IEEE 1394串行总线概述181

　　5.1.1 IEEE 1394串行总线的主要性能特点182

　　5.1.2 IEEE 1394串行总线的拓扑结构184

5.1.3 IEEE 1394串行总线的地址分配185

5.1.4 IEEE 1394串行总线的主要技术规范186

5.1.5 IEEE 1394电缆及连接187

5.1.6 IEEE 1394与USB的比较188

5.1.7 IEEE 1394的最新进展189

5.1.8 我国的IEEE 1394概况191

 5.2 IEEE 1394接口器件及其应用192

5.2.1 TSB43AB21的特点 192

5.2.2 TSB43AB21的功能193

5.2.3 TSB43AB21的应用193

 5.3 IEEE 1394技术应用实例195

5.3.1 系统基本组成195

5.3.2 系统工作原理196

5.3.3 数据采集及传输197

5.3.4 结论198

 习题198

第6章 I2C总线及其应用

 6.1 I2C总线规范199

6.1.1 I2C总线概述199

6.1.2 I2C总线特征200

 6.2 I2C总线传输时序201

6.2.1 I2C总线的位传输202

6.2.2 I2C总线的起始与停止条件202

6.2.3 I2C总线的数据传输203

6.2.4 I2C总线的响应205

6.2.5 I2C总线的仲裁与时钟同步206

 6.3 I2C总线的应用207

6.3.1 I2C接口显示屏LCD——FYD12864207

6.3.2 I2C总线方式EEPROM——AT24C256217

6.3.3 I2C总线方式D/A转换器——DAC8571224

6.3.4 I2C总线接口方式的A/D转换器——ADS1110230

 习题237

第7章 IEEE488总线及VXI卡式仪器总线

 7.1 IEEE488总线 238

7.1.1 IEEE488总线定义239

7.1.2 IEEE488总线规定241

7.1.3 IEEE488工作过程241

7.1.4 IEEE488总线接口设计241

7.1.5 IEEE488接口编程244

7.1.6 IEEE488接口卡在虚拟频谱仪系统的应用245

 7.2 VXI总线 250

7.2.1 VXI总线特点251

7.2.2 集成VXI总线系统设计时关键资源的选择252

7.2.3 开发VXI总线测试系统的一般过程256

7.2.4 VXI总线接口设计方案257

 习题261

第8章 Protel99在总线与接口设计中的应用

　8.1 初识Protel99262

　　8.1.1 Protel99的安装262

　　8.1.2 Protel99的启动263

　　8.1.3 Protel99的使用264

　8.2 原理图及其绘制规则265

　　8.2.1 电路原理图编辑器的操作步骤 266

　　8.2.2 原理图的绘制266

　　8.2.3 利用画图工具添加说明性图形和文字画图272

　　8.2.4 原理图的编辑技巧272

　　8.2.5 原理图库的创建与使用275

　8.3 印制电路板的绘制277

　　8.3.1 元件封装设置277

　　8.3.2 PCB文件的生成与初步设置278

　　8.3.3 工作参数的设置284

　　8.3.4 元件布局操作289

　　8.3.5 布线后的进一步处理292

　　8.3.6 元件封装库创建与使用294

　习题296

第9章 基于总线技术的数据采集系统设计

　9.1 I2C总线在数据采集中的应用298

　　9.1.1 I2C总线在数据采集系统中的应用原理298

　　9.1.2 I2C总线在数据采集系统中的应用编程299

　9.2 USB总线在数据采集中的应用301

　　9.2.1 USB总线在数据采集系统中的应用原理301

　　9.2.2 USB总线在数据采集系统中的应用编程302

　9.3 PCI总线在数据采集中的应用307

　9.4 CAN总线在数据采集中的应用307

　　9.4.1 CAN总线概述307

　　9.4.2 CAN总线在数据在采集系统中的应用原理与应用编程308

　　9.4.3 CAN总线与其他总线的转换309

　习题311

参考文献312