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第1章 微机测控系统的基本概念 1

1.1 概述 2

1.1.1 实时微机测控系统的一般概念 2

1.1.2 实时微机测控系统的技术特性 3

1.2 实时微机测控系统的系统结构及组成 5

1.2.1 实时微机测控系统的一般组成 5

1.2.2 实时微机测控系统的结构 6

1.2.3 实时微机测控系统的组成 8

1.3 总线技术与网络技术的关系 9

1.4 实时微机测控系统的软件组成 10

1.5.1 分布式测控系统的优点 12

1.5 分布式微机测控系统的一般概念 12

1.5.2 分布式微机测控系统的层次结构 13

模拟试题 14

第2章 测控系统微机总线基础 16

2.1 概述 16

2.1.1 总线的概念 16

2.1.2 总线的分类 16

2.1.3 总线标准及常用总线概览 18

2.1.4 总线的基本操作 20

2.1.5 总线的性能指标 23

2.1.6 总线规范——总线标准化 24

2.1.7 总线缓冲与驱动 24

2.2.1 多总线Multibus 25

2.2 测控系统常用微机系统总线标准 25

2.2.2 PC/AT总线——ISA总线 34

2.2.3 EISA总线 41

2.2.4 STD总线 44

2.3 测控系统常用微机并行接口(总线)标准 50

2.3.1 VESA总线标准 50

2.3.2 SCSI总线标准 51

2.3.3 Centronics总线标准 55

2.3.4 PCI总线标准 56

2.4 测控系统常用微机串行接口(总线)标准 56

2.4.1 概述 56

2.4.2 RS-232C标准 58

2.4.3 RS-422及RS-423A标准 62

2.4.4 RS-485标准 64

模拟试题 64

第3章 测控微机主机及基本系统 66

3.1 概述 66

3.2 总线结构的测控微机系统的组成及其结构 66

3.3 ISA总线工业级PC机主机 68

3.3.1 ISA总线工业级PC机测控系统简介 68

3.3.2 IPC 610工业级PC机机箱 69

3.3.3 ISA总线80286主机系统 71

3.3.4 ISA总线80386主机系统 74

3.3.5 ISA总线80486主机系统 76

3.3.7 RAM/ROM盘(二) 78

3.3.6 RAM/ROM盘(一) 78

3.3.8 ISA总线工业级PC机基本系统简介 80

3.4 STD总线PC兼容机主机(一)——系统Ⅱ 81

3.4.1 STD总线PC兼容机测控系统简介 81

3.4.2 STD总线多主CPU模板简介 83

3.4.3 8088 CPU简介 85

3.4.4 8088 CPU与8086 CPU的对比 86

3.4.5 PC/XT与STD系统Ⅱ时序的比较 87

3.4.6 总线控制器8288简介 92

3.4.7 STD 7864-1模板的多主总线控制器功能简介 94

3.4.8 STD 7864-1模板上的多处理器系统——iAPX88/20 99

3.4.9 STD 7864-1模板的中断控制器8259A 100

3.4.10 STD 7864-1模板的定时器/计数器(8253 PIT) 110

3.5 STD总线PC兼容机主机(二)——STD-PC 116

3.5.1 STD-PC测控微机系统概述 116

3.5.2 STD V40 CPU模板简介 118

3.5.3 V40 CPU简介 119

3.5.4 STD-8811模板的内存地址分配 133

3.6 ROM/RAM仿真盘技术 133

3.6.1 ROM/RAM仿真盘与测控微机的操作系统 133

3.6.2 STD 5184 RAM盘模板简介 134

3.6.3 HSTD 7723半导体盘简介 136

3.6.4 ST-8701半导体盘简介 136

3.7.1 概述 137

3.7 STD系统Ⅱ基本系统 137

3.7.2 系统Ⅱ的硬件体系结构 138

3.8 STD-PC测控微机基本系统 139

3.8.1 系统概述 139

3.8.2 主要技术特性 139

3.8.3 硬件组成 140

3.8.4 软件配置 141

3.8.5 STD-PC测控微机基本系统的工作模式 142

3.9 多主STD总线工业级测控微机基本系统 142

3.9.1 多微处理机系统的基本概念 142

3.9.2 多主CPU模板间的通信——总线协议 145

模拟试题 150

第4章 过程数字量输入输出子系统基础 152

4.1 概述 152

4.2 过程数字量输入通道的并行接口 153

4.2.1 并行I/O接口电路的基本形式 153

4.2.2 接口电路中的数字集成电路及其连接 155

4.2.3 过程数字量I/O子系统中的光电隔离技术 157

4.2.4 开关量输入模板示例 161

4.3 过程数字量输出通道的并行接口及其功率驱动 165

4.3.1 低中功率开关量输出驱动接口 165

4.3.2 电磁继电器开关量输出驱动接口及模板产品示例 168

4.3.3 固体继电器开关量输出驱动接口及模板产品示例 171

4.4.2 步进电机的基本工作原理 180

4.4.1 步进电机的特点及应用 180

4.4 脉冲量编码输出控制接口——步进电机接口及模板产品示例 180

4.4.3 PC总线步进电机控制模板示例 186

4.5 实时时钟接口 189

4.6 总线终端网络、看门狗单元及其模板产品示例 193

4.6.1 总线终端网络单元 193

4.6.2 看门狗(监控定时器)功能单元 194

4.7 系统总线接口及底板产品示例 196

4.7.1 STD总线底板 196

4.7.2 PC总线底板示例 197

4.8 频率量信号接口及定时器/计数器模板产品示例 197

模拟试题 199

5.1 概述 201

第5章 过程模拟量输入输出子系统基础 201

5.2 模拟量信号输入及其信号调理 202

5.2.1 测控系统中常用传感器的类型 202

5.2.2 输入信号调理及其电路器件 205

5.2.3 5B系列信号调理模块及其PC总线插件模板 209

5.2.4 STD总线信号调理模板示例 214

5.2.5 智能型温度数据采集系统——MS5201及MS5401信号调理模板应用举例 216

5.3 过程模拟量多路选择输入接口模板 217

5.3.1 概述 217

5.3.2 模拟多路选择开关对被测信号的影响 217

5.3.3 常用模拟多路选择开关 218

5.3.5 64通道CMOS模拟多路开关输入接口模板示例 221

5.3.4 湿簧继电器通道扩展模板示例 221

5.3.6 采样保持器 222

5.3.7 STD总线及PC总线模拟量信号多路输入模板产品示例 224

5.4 过程模拟量输入子系统的A/D转换接口及模板产品示例 226

5.4.1 常用A/D转换器的工作原理及其主要类型 226

5.4.2 A/D转换器的主要技术指标 229

5.4.3 测控应用中A/D转换器芯片及模板的选择 230

5.4.4 过程模拟量输入模板中的常用A/D转换器 232

5.4.5 STD总线A/D转换模板产品示例 239

5.4.6 PC总线A/D转换模板产品示例 243

5.5 过程模拟量输出子系统的D/A转换接口及模板产品示例 245

5.5.1 常用D/A转换器的工作原理及主要类型 245

5.5.2 D/A转换器的主要技术指标 247

5.5.3 过程模拟量输出模板中的常用D/A转换器 248

5.5.4 STD总线D/A转换模板产品示例 254

5.5.5 PC总线D/A转换模板产品示例 256

5.5.6 脉宽调制(PWM)技术简介 258

模拟试题 258

第6章 微机测控应用中的入机通道配置 261

6.1 概述 261

6.1.1 单片机应用系统的入机通道简介 261

6.1.2 STD总线测控微机系统常用入机通道设备 261

6.2 微机在测控应用中常用的几种IBM PC兼容图形显示器 262

6.2.1 光栅扫描式CRT显示器的基础知识 263

6.2.2 IBM PC系列微机的显示标准及其进展 265

6.3 单色字符显示器的基本工作原理 268

6.4 IBM PC单色字符显示适配器MDA简介 271

6.4.1 MDA显示器 271

6.4.2 MC 6845 CRT控制器 273

6.5 IBM PC彩色字符/图形显示器CGA简介 279

6.6 IBM PC彩色字符/图形显示器EGA及VGA简介 283

6.6.1 EGA显示适配器的结构及功能 283

6.6.2 VGA显示器适配器的结构及功能 284

6.7 液晶显示器LCD 293

6.7.1 字符型LCD的组成原理 294

6.7.2 几种字符型LCD的性能及其与CPU的接口 298

6.7.3 LCD的显示命令及初始化方法 300

6.8 键盘和LED数码管显示控制模板 304

6.8.1 概述 304

6.8.2 8279可编程键盘/显示器接口 305

6.8.3 显示驱动单元 313

6.8.4 IBM PC/XT键盘接口模板简介 313

6.9 鼠标器及其它输入输出设备简介 315

模拟试题 319

第7章 微机测控系统的设计与开发初阶 321

7.1 TP STD 8000系列基本系统及系统软件 321

7.1.1 STD BS-1基本系统 321

7.1.2 STD BS-2基本系统 324

7.1.3 STD BS-3基本系统 326

7.2 STD 5000系列工业控制微机应用系统的组合模式系统软件简介 327

7.2.1 独立工作模式1 327

7.2.2 独立工作模式2 328

7.2.3 STD Z80(5000系列)监控程序 328

7.2.4 STD CP/M操作系统简介 329

7.2.5 独立工作模式3 333

7.2.6 担任前台控制机 333

7.2.7 构成分布式网络 334

7.2.8 STD系统Ⅱ的操作系统软件STD MS-DOS简介 334

7.3 实时控制组态软件简介 340

7.4.1 微机测控应用装置或系统的开发流程 341

7.4 微机测控系统设计的一般方法 341

7.4.2 标准化及结构化的设计技术 342

7.4.3 微机测控应用系统的功能规范 343

7.5 微机实时监测系统设计举例 346

7.5.1 小型合成氨厂生产过程监测系统的硬件环境 346

7.5.2 实时监测软件设计简介 348

7.6 微机实时控制系统设计举例 354

7.6.1 GJK-STD Ⅰ工业锅炉控制系统主要参数的控制精度 354

7.6.2 GJK-STD Ⅰ的主要功能 355

7.6.3 系统结构 356

7.6.4 GJK型工业锅炉微机控制装置的工作原理简介 357

模拟试题 358

附录 1～7章模拟试题答案 360