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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/O38

模拟I/O42

计数器与定时器46

脉宽调制48

串行I/O49

并行I/O51

小结53

推荐阅读54

第3章 Python编程语言55

安装Python56

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IDE112

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API161

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API167

通用离散I/O API167

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DLL177

ctypes中的基本数据类型178

使用ctypes179

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-232209

RS-485/EIA-485215

USB220

Windows虚拟串口224

GPIB/IEEE-488226

GPIB/IEEE-488信号226

GPIB连接228

GPIB转接USB229

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

gnuplot361

使用gnuplot363

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/O373

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/O391

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

AutoConvert.py模块——自动转换字符串427

FileUtils.py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curses494

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GUI504

TkInter508

wxPython514

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 U3536

LabJack连接537

安装LabJack设备538

LabJack与Python539

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557