《真实世界的Python仪器监控(数据采集与控制系统自动化)》编著者约翰·休斯。

本书主要探讨如何运用Python 快速构建自动化仪器控制系统，帮助读者了解如何通过自行开发应用程序来监视或者控制仪器硬件。本书内容涵盖了从接线到建立接口，直到完成可用软件的整个过程。

本书可帮助读者了解如何通过自行开发应用程序来监视或控制仪器硬件。无论是想从设备中采集数据，还是进行自动化控制，这本实用图书都将向你展示——如何利用Pyhton的快速开发能力，实现从接线到建立接口，直到完成可用软件的整个过程。本书提供逐步讲解、清晰实例，以及将PC连接到各种设备的实践技巧。

读者可运用书中列出的硬件参考，确认设备的特定接口类型，然后根据示例照猫画虎，使用Pyhton和c语言来完成接口的开发。本书内容涵盖接口类型、数据处理，以及用户界面的实现，适用于任何想进行仪表控制、机器人、数据采集、过程控制等相关工作的读者。

第1章 仪器学概论 1

 数据采集 2

 控制输出 4

 开环控制 5

 闭环控制 6

 顺序控制 8

 应用概观 9

 电子测试仪器 9

 实验室仪器 11

 过程控制 12

 小结 14

第2章 基本电子学 15

 电荷 15

 电流 17

 基础电路理论18

 电路原理图 20

 直流电路特性23

 欧姆定律 24

 电流吸入与电流输出 26

 再谈电阻 27

 交流电路 28

 正弦波 29

 电容器 30

 电感器 34

 其他波形：方波、斜波、三角波和脉冲 37

 接口 38

 离散数字I/O 38

 模拟I/O 42

 计数器与定时器 46

 脉宽调制 48

 串行I/O 49

 并行I/O 51

 小结 53

 推荐阅读 54

第3章 Python 编程语言 55

 安装Python 56

 Python 编程 57

 Python 的命令行 57

 命令行参数和环境 58

 Python 中的对象 59

 Python 中的数据类型 60

 表达式 73

 操作符 73

 语句 79

 字串 86

 程序组织 91

 模块导入 101

 加载并运行Python 程序 104

 基础输入输出 106

 提示和技巧 110

 Python 开发工具 112

 编辑器和IDE 112

 调试器 115

 小结 115

 推荐阅读 115

第4章 C 语言编程 117

 安装C 语言编程环境 117

 使用C 语言开发软件 118

 一个简单的C 程序 119

 预处理指令 122

 标准数据类型 126

 用户定义类型 127

 操作符 127

 表达式 136

 语句 136

 数组和指针 143

 结构 146

 函式 150

 标准库 151

 编译C 程序 152

 C 语言综述 156

 C 开发工具 156

 小结 157

 推荐阅读 157

第5章 Python 扩展 159

 用C 建立Python 扩展 160

 Python 的C 扩展API 161

 扩展代码的模块组织 161

 Python API 类型和函数 163

 方法表 163

 方法标记 164

 传递数据 165

 使用Python 的C 扩展API 167

 通用离散I/O API 167

 通用包装器示例 169

 调用扩展 173

 Python 的ctypes 外部函数库 177

 用ctypes 载入外部DLL 177

 ctypes 中的基本数据类型 178

 使用ctypes 179

 小结 179

 推荐阅读 180

第6章 硬件：工具与耗材 181

 必备工具 181

 手工工具 182

 数字万用表 184

 焊接工具 187

 最好能有的工具 189

 高级工具 190

 示波器 190

 逻辑分析仪 192

 测试设备注意事项 194

 耗材 194

 全新和二手 195

 小结 196

 推荐阅读 196

第7章 物理接口 197

 连接器 197

 DB 型连接器 198

 USB 连接器 201

 圆形连接器 202

 接线端子 203

 接线 205

 连接器失效 207

 串行接口 208

 RS-232/EIA-232 209

 RS-485/EIA-485 215

 USB 220

 Windows 虚拟串口 224

 GPIB/IEEE-488 226

 GPIB/IEEE-488 信号 226

 GPIB 连接 228

 GPIB 转接USB 229

 PC 总线接口设备 230

 基于总线接口的优缺点 230

 数据采集卡 232

 GPIB 接口卡 232

 旧并不代表差 233

 小结 234

 推荐阅读 234

第8章 开始干吧 235

 项目定义 236

 需求驱动的设计 236

 从需求开始 237

 工程目标 238

 需求 239

 为什么需要需求 240

 良好的需求 241

 全景 242

 需求类型 242

 用例 244

 可追溯性 246

 需求捕获 248

 设计软件 248

 软件设计说明 249

 SDD 的图景 249

 伪代码 253

 分而治之 253

 处理错误和故障 255

 功能测试 256

 为需求而测 257

 测试用例 257

 测试错误处理 260

 回归测试 261

 进展追踪 261

 实施 262

 代码风格 262

 组织你的代码 264

 代码复查 265

 单元测试 268

 连接到硬件 277

 软件文档化 278

 版本控制 281

 缺陷跟踪 281

 用户文档 282

 小结 283

 推荐阅读 283

第9章 控制系统概念 285

 基础控制系统理论 286

 线性控制系统 286

 非线性控制系统 288

 顺序控制系统 289

 术语和符号 290

 控制系统框图 292

 传递函数 293

 时间和频率 293

 控制系统类型 298

 开环控制 299

 闭环控制 299

 非线性控制：继电器控制器 306

 顺序控制系统 308

 比例、比例积分、比例积分微分控制 312

 混合控制系统 317

 用Python 实现控制系统 318

 线性比例控制器 318

 开关式控制器 319

 简单PID 控制器 320

 小结 324

 推荐阅读 324

第10章 构建并使用仿真器 327

 什么是仿真 328

 低保真和高保真 329

 模拟错误和故障 330

 使用Python 创建一个仿真器 333

 程序包和模块的组织 334

 数据输入/ 输出仿真器 334

 交流电源控制器仿真 349

 串行终端仿真器 358

 使用终端仿真器脚本 359

 显示仿真数据 361

 gnuplot 361

 使用gnuplot 363

 使用gnuplot 将仿真器数据图表化 366

 创建你自己的仿真器 369

 确认仿真器的必要性 369

 仿真的范围 370

 时间和精力 371

 小结 371

 推荐阅读 371

第11章 仪器数据I/O 373

 数据I/O ：接口软件 373

 接口格式与协议 374

 Python 接口支持的工具包 383

 Windows 平台上的替代品 389

 在Linux 下使用基于总线的硬件I/O 设备 389

 数据I/O ：数据采集与写入 391

 基本数据I/O 391

 阻塞和非阻塞调用 398

 数据I/O 方法 399

 数据I/O 错误处理 402

 处理不一致的数据 407

 小结 411

 推荐阅读 412

第12章 读写数据文件 413

 ASCII 数据文件 414

 原始的ASCII 字符集 414

 Python 的ASCII 字符操作方法 416

 读写ASCII 平面文件 418

 配置数据 425

 AutoConvertpy 模块--自动转换字符串 427

 FileUtilspy 模块--ASCII 数据文件I/O 工具 430

 二进制数据文件 440

 平面二进制数据文件 440

 用Python 处理二进制数据 442

 图像数据 453

 小结 462

 推荐阅读 462

第13章 用户界面 465

 文本界面 465

 控制台 465

 ANSI 显示控制台技术 478

 Python 和curses 494

 用不用curse 是个问题吗 502

 图形用户界面 502

 图形用户界面的历史和概念 503

 在Python 中使用GUI 504

 TkInter 508

 wxPython 514

 小结 522

 推荐阅读 523

第14章 实例 525

 串行接口 525

 简易DMM 数据获取 526

 串行接口的离散或模拟数据I/O 设备 531

 串行接口及对速度的考虑 535

 USB 实例：LabJack U3 536

 LabJack 连接 537

 安装LabJack 设备 538

 LabJack 与Python 539

 小结 546

 推荐阅读 547

 附录A 自由和开源软件资源 549

 附录B 仪器资源 553

 索引