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第1章 概论 1

1.1 过程控制系统 1

1.1.1 生产过程控制系统的演变 1

1.1.2 我国生产过程控制系统发展概况 2

1.1.3 计算机过程控制系统的基本组成 3

1.2 智能仪器与自动测试系统 4

1.2.1 概述 4

1.2.2 自动测试系统的组成 4

1.2.3 智能仪器与个人仪器 5

1.3 测控总线与仪器通信技术举例 8

1.4 测控总线与仪器通信技术的基本内容 10

习题 11

第2章 数据通信基础 12

2.1 数据通信的基本概念 12

2.1.1 信息 12

2.1.2 数据 13

2.1.3 信号 13

2.1.4 信道 13

2.2 数据通信系统的构成 14

2.3 传输方式 14

2.3.1 并行传输方式及串行传输方式 14

2.3.2 基带传输、载带传输与宽带传输 15

2.3.3 单工方式、半双工方式与全双工方式 15

2.4 编码 15

2.4.1 码元 15

2.4.2 内部码与通信码 16

2.4.3 编码与解码 17

2.5 复用技术 17

2.5.1 频分复用 17

2.5.2 时分复用 17

2.5.3 波分复用 17

2.6 交换技术 17

2.6.1 线路交换方式 17

2.6.2 报文交换方式和报文分组交换方式 17

2.6.3 报文分组交换方式的实现方法 18

2.7 同步技术 18

2.7.1 帧与帧同步 19

2.7.2 位同步 19

2.7.3 字符同步 19

2.8 差错控制方法 20

2.9 检错编码 21

2.10 拓扑结构 23

2.11 异步通信与同步通信 24

习题 26

第3章 简单接口通信技术 27

3.1 I/O信道的两种基本形式 27

3.2 简单接口通信基本原理 27

3.3 简单接口通信的连接方式 28

3.3.1 主从式结构 28

3.3.2 星形结构 30

3.3.3 菊花链结构与环形结构 31

3.3.4 总线型结构 35

习题 42

第4章 共享存储区通信技术 44

4.1 共享存储区的物理结构 44

4.1.1 公用总线方式 44

4.1.2 矩阵开关方式 45

4.1.3 多端口共用方式 45

4.1.4 总线窗口方式 46

4.2 共享存储区的逻辑结构 46

4.2.1 虚拟结构 46

4.2.2 信箱结构 47

4.2.3 通信池结构 47

4.3 共享存储区的分配与管理 47

4.3.1 判决器法 48

4.3.2 端口控制器法 48

4.3.3 本质型多端口存储器的裁决逻辑 49

4.3.4 总线窗口法 49

4.4 双端口存储器及其应用 49

4.4.1 双向传输的双端口存储器 49

4.4.2 单向传输的双端口存储器 52

4.5 交叉内存双通信池及其应用 53

4.5.1 双通信池的结构框图 53

4.5.2 双通信池的工作原理 54

4.5.3 数据桥及数据桥控制电路 55

4.5.4 地址桥及辅助电路 56

4.5.5 交叉内存双通信池应用举例 57

4.6 简易总线窗口 57

4.6.1 带简易总线窗口的双微机系统结构 58

4.6.2 总线开关 58

4.6.3 总线开关的控制逻辑 59

习题 61

第5章 标准总线通信 62

5.1 总线、总线标准及标准总线 62

5.2 开放型系统 63

5.2.1 总线母板与总线插座 63

5.2.2 总线标准 63

5.2.3 总线仲裁 64

5.3 Multibus总线 66

5.3.1 Multibus总线的信号及定义 66

5.3.2 数据传送过程 68

5.3.3 禁止操作过程 68

5.3.4 中断操作过程 69

5.3.5 总线仲裁操作 69

5.4 STD总线 71

5.4.1 概述 71

5.4.2 STD总线的信号及其定义 72

5.4.3 STD总线标准的时序特性 74

5.4.4 中断优先权判别 75

5.4.5 总线优先级的仲裁 77

5.5 STD多微处理机系统 78

习题 83

第6章 工业控制计算机网络 84

6.1 计算机网络概述 84

6.2 计算机网络体系结构 84

6.2.1 计算机网络体系结构概述 84

6.2.2 开放系统互连与七层OSI参考模型 86

6.3 ARQ协议及算法 89

6.4 滑动窗口流控制技术 89

6.5 面向字符的数据链路层通信协议 91

6.5.1 概述 91

6.5.2 字符格式及传输控制字符 92

6.5.3 报文分类和报文格式 92

6.5.4 控制数据链路的工作过程 94

6.6 面向比特的数据链路层通信协议 96

6.6.1 HDLC协议的几个基本概念 96

6.6.2 HDLC协议的帧格式 96

6.6.3 HDLC协议控制段（C）的分析和说明 97

6.7 局域网 100

6.7.1 局域网特点 100

6.7.2 局域网参考模型 100

6.7.3 局域网的存取控制方法 101

6.8 IEEE 802标准 105

6.8.1 IEEE 802标准的几点说明 105

6.8.2 逻辑链路控制协议 108

6.9 MAP及相关协议 110

6.9.1 MAP的基本内容 111

6.9.2 MAP的基本单元及组成 112

6.9.3 TOP 114

6.10 TCP/IP 114

6.10.1 TCP/IP结构模型 114

6.10.2 网际协议 115

6.10.3 传输控制协议 119

6.10.4 用户数据报协议 121

6.11 Client/Server模型及例程 122

6.11.1 客户机／服务器模式 122

6.11.2 WinSock套接字 123

6.11.3 阻塞与非阻塞 123

6.11.4 基本套接字的系统调用 124

6.11.5 异步选择机制 126

6.11.6 WinSock的启动和终止 127

6.11.7 WinSock的错误处理 128

6.11.8 基于WinSock的点对点通信程序设计 129

习题 132

第7章 现场总线 133

7.1 概述 133

7.2 现场总线类型 133

7.3 CAN总线 135

7.3.1 概述 135

7.3.2 CAN总线基本特点 135

7.3.3 CAN总线的分层及帧格式 135

7.3.4 CAN总线通信介质访问控制方式 137

7.4 LON总线 138

7.4.1 概述 138

7.4.2 神经元芯片 139

7.4.3 LonWorks通信协议——LonTalk 142

7.4.4 LonWorks应用举例 146

习题 148

第8章 GPIB 149

8.1 概述 149

8.1.1 GPIB结构 149

8.1.2 GPIB三线挂钩技术 151

8.1.3 GPIB接口功能 152

8.2 GPIB的消息编码格式 155

8.2.1 单线接口消息编码 155

8.2.2 多线接口消息编码 157

8.2.3 本地消息编码 159

8.2.4 设备消息编码 161

8.3 GPIB自动测试系统通信机理分析 164

8.3.1 基本测试过程的消息序列 164

8.3.2 GPIB自动测试系统通信机理 169

8.4 GPIB接口芯片及GPIB接口设计 171

8.4.1 两类GPIB接口芯片 171

8.4.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯片应用举例 171

习题 178

第9章 仪器专用总线 180

9.1 引言 180

9.2 CAMAC总线 180

9.2.1 基本机箱标准 180

9.2.2 数据路及其操作 181

9.2.3 CAMAC分支系统 188

9.2.4 CAMAC串行系统 190

9.2.5 多控制器系统 193

9.3 VXI总线 195

9.3.1 VXI系统的组成结构 195

9.3.2 VXI系统的总线结构 196

9.3.3 VXI总线器件及其通信协议 200

9.3.4 VXI总线仪器协议 202

9.4 PXI总线 204

9.4.1 PXI总线标准的组成 204

9.4.2 机械结构标准 204

9.4.3 电气技术标准 205

9.4.4 软件结构标准 205

9.4.5 一种基于PXI总线的通用测试分析系统 205

习题 208

第10章 无线通信技术及网络 209

10.1 概述 209

10.1.1 无线通信系统分类 209

10.1.2 无线通信的发展前景 210

10.2 无线通信的基本原理 211

10.2.1 无线电波的传播特性 211

10.2.2 调制解调技术 212

10.2.3 无线介质接入方案 213

10.3 射频系统及应用 216

10.3.1 无线通信射频系统概述 216

10.3.2 接收机 217

10.3.3 发射机 219

10.3.4 nRF905无线射频收发芯片及其在无线影音监控系统中的应用 220

10.4 无线通信网络 223

10.4.1 无线广域网 223

10.4.2 无线城域网 224

10.4.3 无线局域网 224

10.4.4 无线个域网 226

10.4.5 Ad Hoc网络技术 227

10.5 蓝牙技术 230

10.5.1 蓝牙技术的概念 230

10.5.2 蓝牙网络拓扑 231

10.5.3 蓝牙协议栈 231

10.5.4 蓝牙系统结构 232

10.6 无线传感器网络 233

10.6.1 基本概念 233

10.6.2 无线传感器网络特点 234

10.6.3 无线传感器网络的体系结构 234

10.6.4 无线传感器网络的协议栈 235

10.6.5 无线传感器网络的应用前景 236

习题 237

附录 基于WinSock的客户机／服务器通信编程源程序 238

参考文献 252