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  • 真实世界的Python仪器监控数据采集与控制系统自动化_Python教程

    资源名称:真实世界的Python仪器监控 数据采集与控制系统自动化

    内容简介:

    《真实世界的Python仪器监控:数据采集与控制系统自动化》介绍借助Python编程来实现对数据的自动化收集和处理,书中介绍的技巧除了可以应用于软件项目管理、办公自动化和科学研究,也可以用来对工业生产中对电子设备、机械设备进行自动化管理和监控。《真实世界的Python仪器监控:数据采集与控制系统自动化》属于Python应用的中高端选题,市面上找不到同类书。

    资源目录:

    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

    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 ………………………………………………………………… 557

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