微型计算机控制系统 工程设计与实现PDF电子书下载

目 录 1

第一章计算机控制系统概论 1

§1.1计算机控制系统的基本问题 1

§1.2计算机控制系统的控制算法设计 4

§1.3计算机控制系统的分类 13

§1.4计算机控制系统的基本配置 14

第二章微型计算机系统与数据通信 18

§2.1计算机的分类 18

§2.2微型计算机结构特征 19

2.2.1基本的微型计算机结构 19

2.2.2计算机系统的层次结构 20

§2.3数据通信基础知识 22

2.3.1数据通信的概念及电信技术 22

2.3.2数据传输技术基础 23

2.4.1微型计算机总线 26

§2.4微型计算机系统中的数据通信 26

2.4.2微型计算机接口 29

2.4.3微型计算机输入输出控制 32

2.4.4微型计算机系统中的串行数据通信 35

§2.5外围功能芯片 37

2.5.1外围功能芯片的分类 37

2.5.2硬布线逻辑功能芯片的使用方法 39

2.5.3可编程功能芯片内寄存器的通信方法 42

2.6.2硬件物理模型 48

§2.6微型计算机系统模型 48

2.6.1微型计算机系统模型的概念 48

2.6.3软件编程模型 51

2.6.4微型计算机控制系统中的时空关系 53

第三章过程通道和数据采集系统 55

§3.1 概述 55

3.1.1过程通道的组成和功用 55

3.1.2信号变换中的采样、量化、保持和编码 56

§3.2模拟量输入通道 57

3.2.1模拟量输入通道的一般组成 58

3.2.2多路转换器 58

3.2.3可编程增益放大器 60

3.2.4采样／保持器 61

§3.3数／模与模／数转换技术 62

3.3.1数／模转换原理 62

3.3.2模／数转换原理 64

3.3.3模／数与数／模转换器的主要技术指标 66

§3.4单片模／数转换器及其与微处理器的接口技术 67

3.4.1 A/D转换芯片的外特性及与CPU的接口 67

3.4.2 8位模／数转换器ADC 0809及其接口技术 68

3.4.3 10位模／数转换器及其接口 77

§3.5程序控制的数据采集系统 81

3.5.1数据采集系统的结构方案 81

3.5.2数据采集系统实例 82

3.6.1 DMA的必要性 86

§3.6高速微型机数据采集系统 86

3.6.2 Z-80 DMA控制器 87

3.6.3 Z-80 DMA应用实例 91

§3.7模拟量输出通道 94

3.7.1多路模拟量输出通道的结构型式 94

3.7.2单片数／模转换器及其与微处理器的接口 95

3.7.3双极性模拟量输出的实现 96

3.8.1过程通道的抗干扰 98

§3.8微机控制系统的抗干扰 98

3.8.2供电系统的抗干扰 103

3.8.3系统结构的抗干扰设计 103

第四章微型计算机控制系统的控制算法 105

§4.1 PID控制算法 105

4.1.1 PID控制的控制策略分析 105

4.1.2 PID控制的控制算式 108

4.1.3 PID控制算式的参数整定 116

4.1.4串级控制结构 119

§4.2纯滞后补偿控制算法 120

4.2.1史密斯（Smith）预估控制 121

4.2.2大林（Dahlin）算法 125

§4.3前馈—反馈控制算法 129

4.3.1前馈控制的基本策略及控制结构 129

4.3.2前馈—反馈控制结构及实例 130

4.3.3数字前馈—反馈控制算式 133

4.3.4实例分析 135

§4.4解耦控制 139

4.4.1解耦控制 140

4.4.2数字解耦控制 142

§4.5模型参考适应控制算法 144

4.5.1 MRAC的控制结构和控制策略 144

4.5.2模型参考适应控制算法 146

第五章微型计算机控制系统的工程设计 155

§5.1系统设计的基本要求、特点和步骤 155

§5.3硬件系统设计 159

§5.2系统总体方案设计 159

5.3.1选择微处理器的原则和方法 160

5.3.2存贮器子系统的设计 162

5.3.3总线标准的选择 165

5.3.4输入输出通道设计 168

§5.4软件系统设计 179

5.4.1结构化程序设计 180

5.4.2监控程序的剖析 190

5.4.3实时控制系统的管理程序设计 204

§5.5可靠性设计和故障对策 207

5.5.1可靠性的基本概念及其数量特征 207

5.5.2系统的可靠性设计 209

5.5.3提高计算机系统可靠性的方法和途径 210

第六章微型计算机控制系统的工程实现 212

§6.1 引言 212

§6.2单板机的同级开发 212

6.2.1单板机开发应用的步骤 213

6.2.3单板机的硬件开发和调试 214

6.2.2开发任务的确定 214

6.2.4用户软件的生成 216

6.2.5调试程序的技能 217

6.2.6单板机同级开发的一般技巧 220

6.2.7单板机开发专用系统的过程 223

6.2.8单板机同级开发的局限性 224

§6.3个人计算机软件开发环境 225

6.3.1汇编语言程序的开发过程 225

6.3.2编辑／汇编程序EDTASM 226

6.3.3查错调试程序DEBUG 229

6.3.4 TRS-80上机操作 232

§6.4微型计算机开发系统简介 233

6.4.1 MDS的分类 233

6.4.2在线仿真技术 234

6.4.3 MDS 230及ICE-80 235

6.5.2微机硬件系统的测试 237

6.5.1有关测试的基本概念 237

§6.5微型计算机系统测试 237

6.5.3微机软件系统的测试 238

6.5.4微型计算机控制系统的测试 245

第七章微型计算机控制系统实例 247

§7.1 高性能交流电机SPWM调速系统微机实现 247

7.1.1异步电动机变频调速的一般问题 247

7.1.2逆变器谐波消除和电压控制技术 248

7.1.3 SPWM信号发生器的微机实现 257

7.1.4微机控制的电瓶车交流拖动 261

§7.2直流电机位置随动模型参考适应微机控制系统 264

7.2.1自适应控制算法的推导 264

7.2.2系统总体方案的设计 266

7.2.3系统方案的实施 267

7.2.4系统调试步骤和技术手段 273

7.2.5实验设计及结果分析 275

参考资料 277