微机控制系统及其应用 第4版PDF电子书下载

第1章　计算机控制系统概述 1

1.1 自动控制系统的基本概念 1

1.2　计算机控制系统的组成 3

1.2.1　硬件部分 4

1.2.2　软件部分 6

1.3　计算机控制系统的分类 6

1.4　微型计算机控制系统的发展趋势 9

第2章　8XC552系列单片机结构及工作原理 11

2.1　典型8位单片机性能概述 11

2.2　8XC552单片机内部结构 14

2.2.1　8051核件 15

2.2.2　存储器结构 17

2.2.3　8XC552 I/O端口 21

2.2.4　定时／计数器 23

2.2.5　A/D转换器和PWM 24

2.2.6　8XC552的中断系统 24

2.3　8XC552的引脚及功能 24

2.3.1　端口线 24

2.3.2　电源线 27

2.3.3　控制线 27

2.4　8XC552单片机的工作方式 29

习题与思考题 33

第3章　8XC552单片机的指令系统及汇编语言程序设计 35

3.1　MCS—51的寻址方式 35

3.2　指令系统简介 38

3.3　汇编语言程序设计 45

3.3.1　汇编语言格式 45

3.3.2　汇编语言构成 46

3.4　程序设计举例 48

习题与思考题 58

第4章　8XC552的定时／计数器、串行接口及中断系统 61

4.1　定时／计数器T0,T1 61

4.1.1　定时／计数器T0,T1方式寄存器和控制寄存器 62

4.1.2　T0,T1的工作方式 63

4.1.3　编程举例 65

4.2　8XC552的定时／计数器T2 68

4.2.1　8XC552对T2的定时／计数控制 69

4.2.2　8XC552捕捉T2时间的功能 70

4.2.3　8XC552对T2定时／计数值的比较功能 70

4.3　8XC552定时／计数器T3 72

4.4　串行接口SIO0 73

4.4.1　SIO0的电路结构及工作原理 74

4.4.2　SIO0的工作方式及控制 75

4.4.3　通信波特率的选择 76

4.4.4　串行口初始化及编程举例 77

4.5　串行接口SIO1 83

4.5.1　I2C总线的基本知识 83

4.5.2　8XC552中SIO1的电路结构和功能 86

4.5.3　SIO1的工作方式 90

4.5.4　SIO1的状态处理模块 96

4.5.5　SIO1的初始化程序简介 96

4.6　8XC552的中断系统 97

4.6.1　中断的概念 97

4.6.2　8XC552/MCS—51的中断系统 97

习题与思考题 104

第5章　过程输入／输出通道 106

5.1　信号的采样与复现 106

5.1.1　采样定理 106

5.1.2　信号的复现与零阶保持器 108

5.2　采样保持器及模拟开关 110

5.2.1　采样保持器 110

5.2.2　模拟开关 113

5.3　模拟量输入信号的放大 115

5.3.1　增益可编程放大器 115

5.3.2　仪用放大器 117

5.3.3　隔离放大器 119

5.3.4　电压／电流变换电路 120

5.4　模／数转换器及接口技术 122

5.4.1　逐次比较型A/D转换器的转换原理 122

5.4.2　量化误差、转换器编码与A/D转换器性能指标 123

5.4.3　逐次比较型A/D转换器 125

5.4.4　其他类型的A/D转换器及接口技术 135

5.4.5　高性能A/D转换器简介 144

5.5　模拟量输出通道 146

5.5.1　D/A转换器的原理及主要技术指标 147

5.5.2　D/A转换器及接口技术 149

5.5.3　输出保持器 159

5.6　开关量输入与输出通道 159

5.6.1　开关量输入通道 159

5.6.2　开关量输出通道 160

习题与思考题 165

第6章　微机控制系统应用程序 166

6.1　控制系统对应用程序设计的要求 166

6.2　人机接口及过程监视程序 167

6.2.1　键盘接口及处理程序 167

6.2.2　显示接口技术及程序设计 174

6.2.3　报警程序设计 187

6.3　测量数据的预处理技术 192

6.3.1　数字滤波程序 192

6.3.2　线性化处理程序 196

6.3.3　标度变换程序设计 200

6.4　常用数字控制算法的数学描述及程序设计 201

6.4.1　PID算法的数字实现 201

6.4.2　基本PID算法的程序设计 203

6.4.3　应用数字PID应考虑的几个问题 205

6.4.4　数字PID控制器的改进 208

6.4.5　PID参数整定方法简介 212

6.5　输出控制程序设计 213

6.5.1　步进电机的控制技术及程序设计 213

6.5.2　小功率直流电机的速度调节 219

习题与思考题 222

第7章　微机控制系统设计实例及抗干扰措施 224

7.1　微机控制系统的设计 224

7.1.1　控制系统的硬件设计要求 225

7.1.2　控制系统的软件设计 225

7.1.3　控制算法的选择 226

7.1.4　系统的调试及试运行 226

7.2　控制系统设计实例 227

7.2.1　粮仓温度检测系统 227

7.2.2　自动剪板机的顺序控制系统 231

7.2.3　退火炉温度控制系统 236

7.2.4　用80C552作为主控机的温度控制系统的设计 241

7.3　故障自动检测程序的设计 252

7.3.1　ROM和RAM的自检程序 252

7.3.2　A/D和D/A转换器的自检程序 254

7.3.3　显示装置的自检程序 255

7.3.4　总线及插件自检 256

7.4　微机控制系统的抗干扰及可靠性设计 256

7.4.1　电源、地线的干扰与抑制 257

7.4.2　硬件抗干扰措施 259

7.4.3　软件抗干扰方法 262

7.4.4　印制电路板设计中的抗干扰措施 265

7.4.5　微机控制系统的可靠性设计 267

习题与思考题 269

第8章　PLC与IPC应用技术 270

8.1　PLC组成原理与分类 270

8.1.1　PLC发展与应用概况 270

8.1.2　PLC基本结构与工作原理 272

8.1.3　PLC分类与特点 278

8.2　PLC编程原理 281

8.2.1　S7-200系列PLC概述 281

8.2.2　S7-200系列PLC的数据类型与基本编程元件 284

8.2.3　S7-200系列PLC的基本编程指令 290

8.2.4　典型应用示例 305

8.3　PLC应用系统设计方法 310

8.3.1　PLC应用系统设计基本方法和步骤 310

8.3.2　基于继电器梯形图的设计方法 312

8.3.3　数字逻辑设计方法 314

8.4　基于PC总线的工业控制计算机 317

8.4.1　PC总线标准规范 317

8.4.2　IPC工业控制计算机的特点与组成 318

8.4.3　典型的IPC工业控制系统 321

习题与思考题 325

第9章　嵌入式系统结构与设计原理 328

9.1　嵌入式系统与嵌入式计算机 328

9.2　嵌入式系统组成原理 330

9.2.1　嵌入式系统的体系结构 330

9.2.2　典型的嵌入式处理器 330

9.2.3　嵌入式实时操作系统 332

9.2.4　几种典型的嵌入式操作系统 333

9.3　嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ 334

9.3.1　嵌入式系统中两种系统程序结构 334

9.3.2　嵌入式系统软件的层次结构 335

9.3.3　μC/OS-Ⅱ的特点及其系统结构 336

9.4　嵌入式系统的开发环境 339

9.4.1　嵌入式系统的开发流程 339

9.4.2　基于ARM的嵌入式系统程序设计概述 340

9.4.3　基于S3C44BOX的嵌入式系统开发板及其软硬件结构 344

9.5　嵌入式系统应用设计示例 347

9.5.1　实验1——ARM7中断处理 347

9.5.2　实验2——μC/OS-Ⅱ中断处理 349

9.5.3　实验3——多任务通信实验 350

9.5.4　实验4——LCD控制器实验 352

9.5.5　实验5——PWM输出 354

9.6　嵌入式系统开发平台的设计 357

9.6.1　嵌入式开发平台的构建 357

9.6.2　开发平台的整体结构 358

9.6.3　图形界面定制 359

9.6.4　TCP/IP应用程序 360

9.6.5　文件系统的使用 363

9.6.6　TFTP客户端在LwIP下的实现 364

9.6.7　数据格式转换 365

习题与思考题 367

第10章　工业控制网络 368

10.1　工业控制网络概述 368

10.1.1　工业控制网络的产生与发展 368

10.1.2　工业控制网络的概念 369

10.1.3　控制网络在企业网络系统中的地位 370

10.2　集散控制系统 371

10.2.1　集散控制系统概述 371

10.2.2　集散控制系统体系结构 372

10.2.3　集散控制系统的特点 374

10.3　现场总线网络技术 375

10.3.1　现场总线网络技术特点及发展现状 376

10.3.2　几种常用的现场总线 378

10.4　PROFIBUS现场总线控制网络 380

10.4.1　PROFIBUS基本特性 381

10.4.2　PROFIBUS-DP 386

10.4.3　PROFIBUS控制系统 394

10.4.4　PROFIBUS在糖香料配送中心控制系统中的应用 396

10.5　工业以太网技术 399

10.5.1　工业以太网技术及特点 399

10.5.2　工业以太网的主要标准 400

10.5.3　工业以太网应用模式 403

10.6　工业控制网络系统设计 404

参考文献 408