《真实世界的Python仪器监控》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。《真实世界的Python仪器监控》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。

　　“O’Reilly Radar 博客有口皆碑。”
　　——Wired

　　“O’Reilly 凭借一系列（真希望当初我也想到了）非凡想法建立了数百万美元的业务。”
　　——Business 2.0

　　“O’Reilly Conference 是聚集关键思想领袖的绝对典范。”
　　——CRN

　　“一本O’Reilly 的书就代表一个有用、有前途、需要学习的主题。”
　　——Irish Times

　　“Tim 是位特立独行的商人，他不光放眼于最长远、最广阔的视野并且切实地按照Yogi Berra 的建议去做了：‘如果你在路上遇到岔路口，走小路（岔路）。’回顾过去Tim 似乎每一次都选择了小路，而且有几次都是一闪即逝的机会，尽管大路也不错。”
　　——Linux Journal

    为什么需要需求
    没有需求或没有工作说明书，就无法对最终的结果形成清晰的思路，也无法明确如何行事。当然，有时系统应该做什么只是一些模糊的概念，模糊的概念终究是模糊的，肯定是不和其他人的模糊概念相同的。午餐期间，餐巾纸上的涂鸦不是需求；会议期间，草草记在白板上的也不是。类似的东西都不是明确的需求，不仅是因为它们不符合可核查的标准，而且还因为它们只是些浪花儿，而实际上其下面可能是非常深的海沟。即使是最小的需求集合，也足以引导我们定义出明确和具体的实现要求。那种可以令所有的人认同的就是好需求，同时，好需求还可以对成品的成败给出明确的测量。
    一则真实的需求故事
    很久以前，我们负责为一个大型的射电望远镜系统的滤波器阵列建立实时数据采集系统。该滤波器阵列是旧设备，其存储单元甚至要人工拖出来，而且有640个独立通道，各自对应到一个特定的频率。我们的工作是将高速模拟数字转换器和旧的滤波器阵列系统整合起来，通过实时操作系统获得每个通道的数据，射频工程师（RFengineer）也时刻准备好了，一切都很靠谱，直到我们向滤波器阵列负责人咨询有什么特殊需要时，开启了一段奇幻之旅……我们问：“每个通道的转换时间最大可容忍多少？”回答：“嗯嗯嗯，尽可能快”，这明显是不靠谱的，所以我们尝试换种方式再问，仍然收到模糊的回答。一来一去，就这样至少30分钟，我们越来越沮丧，而其他人越来越恼火，认为我们只是企图制造一些数字。最终我们总算挤出了一点儿基本的数值来开展工作，但仍然不得不用乱猜的方式来弥补一些“失踪”的数值。

    ……

第1章 仪器学概论
数据采集
控制输出
开环控制
闭环控制
顺序控制
应用概观
电子测试仪器
实验室仪器
过程控制
小结

第2章 基本电子学
电荷
电流
基础电路理论
电路原理图
直流电路特性
欧姆定律
电流吸入与电流输出
再谈电阻
交流电路
正弦波
电容器
电感器
其他波形：方波、斜波、三角波和脉冲
接口
离散数字I/O
模拟I/O
计数器与定时器
脉宽调制
串行I/O
并行I/O
小结
推荐阅读

第3章 Python编程语言
安装Python
Python编程
Python的命令行
命令行参数和环境
Python中的对象
Python中的数据类型
表达式
操作符
语句
字串
程序组织
模块导入
加载并运行Python程序
基础输入输出
提示和技巧
Python开发工具
编辑器和IDE
调试器
小结
推荐阅读

第4章 C语言编程
安装C语言编程环境
使用C语言开发软件
一个简单的C程序
预处理指令
标准数据类型
用户定义类型
操作符
表达式
语句
数组和指针
结构
函式
标准库
编译C程序
C语言综述
C开发工具
小结
推荐阅读

第5章 Python扩展
用C建立Python扩展
Python的C扩展API
扩展代码的模块组织
PythonAPI类型和函数
方法表
方法标记
传递数据
使用Python的C扩展API
通用离散I/OAPI
通用包装器示例
调用扩展
Python的ctypes外部函数库
用ctypes载入外部DLL
ctypes中的基本数据类型
使用ctypes
小结
推荐阅读

第6章 硬件：工具与耗材
必备工具
手工工具
数字万用表
焊接工具
最好能有的工具
高级工具
示波器
逻辑分析仪
测试设备注意事项
耗材
全新和二手
小结
推荐阅读

第7章 物理接口
连接器
DB型连接器
USB连接器
圆形连接器
接线端子
接线
连接器失效
串行接口
RS-232/EIA-232
RS-485/EIA-485
USB
Windows虚拟串口
GPIB/IEEE-488
GPIB/IEEE-488信号
GPIB连接
GPIB转接USB
PC总线接口设备
基于总线接口的优缺点
数据采集卡
GPIB接口卡
旧并不代表差
小结
推荐阅读

第8章 开始干吧
项目定义
需求驱动的设计
从需求开始
工程目标
需求
为什么需要需求
良好的需求
全景
需求类型
用例
可追溯性
需求捕获
设计软件
软件设计说明
SDD的图景
伪代码
分而治之
处理错误和故障
功能测试
为需求而测
测试用例
测试错误处理
回归测试
进展追踪
实施
代码风格
组织你的代码
代码复查
单元测试
连接到硬件
软件文档化
版本控制
缺陷跟踪
用户文档
小结
推荐阅读

第9章 控制系统概念
基础控制系统理论
线性控制系统
非线性控制系统
顺序控制系统
术语和符号
控制系统框图
传递函数
时间和频率
控制系统类型
开环控制
闭环控制
非线性控制：继电器控制器
顺序控制系统
比例、比例积分、比例积分微分控制
混合控制系统
用Python实现控制系统
线性比例控制器
开关式控制器
简单PID控制器
小结
推荐阅读

第10章 构建并使用仿真器
什么是仿真
低保真和高保真
模拟错误和故障
使用Python创建一个仿真器
程序包和模块的组织
数据输入/输出仿真器
交流电源控制器仿真
串行终端仿真器
使用终端仿真器脚本
显示仿真数据
gnuplot
使用gnuplot
使用gnuplot将仿真器数据图表化
创建你自己的仿真器
确认仿真器的必要性
仿真的范围
时间和精力
小结
推荐阅读

第11章 仪器数据I/O
数据I/O：接口软件
接口格式与协议
Python接口支持的工具包
Windows平台上的替代品
在Linux下使用基于总线的硬件I/O设备
数据I/O：数据采集与写入
基本数据I/O
阻塞和非阻塞调用
数据I/O方法
数据I/O错误处理
处理不一致的数据
小结
推荐阅读

第12章 读写数据文件
ASCII数据文件
原始的ASCII字符集
Python的ASCII字符操作方法
读写ASCII平面文件
配置数据
AutoConvert.py模块——自动转换字符串
FileUtils.py模块——ASCII数据文件I/O工具
二进制数据文件
平面二进制数据文件
用Python处理二进制数据
图像数据
小结
推荐阅读

第13章 用户界面
文本界面
控制台
ANSI显示控制台技术
Python和curses
用不用curse是个问题吗
图形用户界面
图形用户界面的历史和概念
在Python中使用GUI
TkInter
wxPython
小结
推荐阅读

第14章 实例
串行接口
简易DMM数据获取
串行接口的离散或模拟数据I/O设备
串行接口及对速度的考虑
USB实例：LabJackU3
LabJack连接
安装LabJack设备
LabJack与Python
小结
推荐阅读
附录A自由和开源软件资源
附录B仪器资源
索引