微机控制技术及应用PDF电子书下载

第1章 微机控制概述 1

1.1控制系统组成 2

1.1.1控制系统概念 2

1.1.2硬件组成 3

1.1.3软件组成 5

1.2控制系统分类 5

1.2.1数据采集系统 5

1.2.2操作指导控制系统 6

1.2.3直接数字控制系统 6

1.2.4监督计算机控制系统 7

1.2.5分散控制系统 8

1.2.6现场总线控制系统 8

1.3控制装置种类 8

1.3.1可编程控制器 9

1.3.2可编程调节器 9

1.3.3总线式工控机 10

1.3.4单片微型计算机 10

1.4单片微型计算机基本系统 11

1.4.1MCS-51系列单片机 11

1.4.2AT89系列单片机 12

本章小结 14

习题与思考 14

第2章 模拟量输入通道 15

2.1信号调理电路 15

2.2多路模拟开关 16

2.2.1结构原理 17

2.2.2扩展电路 17

2.3前置放大器 18

2.3.1测量放大器 19

2.3.2可变增益放大器 20

2.4采样保持器 20

2.4.1数据采样定理 20

2.4.2采样保持器 21

2.5A/D转换器 21

2.5.1工作原理与性能指标 22

2.5.2ADC0809芯片 24

2.5.3AD574A芯片 25

2.5.4MC14433芯片 27

2.6接口电路 29

2.6.1ADC0809与AT89C52的接口电路 29

2.6.2AD574A与AT89C52的接口电路 32

2.6.3MC14433与AT89C52的接口电路 33

本章小结 36

习题与思考 36

第3章 模拟量输出通道 37

3.1D/A转换器 38

3.1.1D/A转换器工作原理 38

3.1.2D/A转换器性能指标 39

3.1.38位DAC0832芯片 40

3.1.412位DAC1210芯片 41

3.2接口电路 43

3.2.1AT89C52与DAC0832的连接 43

3.2.2AT89C52与DAC1210的连接 45

3.3输出方式 46

3.3.1电压输出方式 46

3.3.2电流输出方式 48

本章小结 49

习题与思考 49

第4章 数字量输入输出通道 51

4.1光电耦合隔离技术 51

4.1.1光电耦合隔离器 51

4.1.2光电耦合隔离电路 52

4.2数字量输入通道 53

4.2.1信号调理电路 53

4.2.2脉冲计数电路 54

4.2.3拨盘开关电路 55

4.3数字量输出通道 57

4.3.1晶体管驱动电路 57

4.3.2继电器驱动电路 57

4.3.3晶闸管驱动电路 58

4.3.4固态继电器驱动电路 59

本章小结 61

习题与思考 61

第5章 检测装置与执行装置 62

5.1检测装置 62

5.1.1传感器的性能与分类 63

5.1.2温度传感器 65

5.1.3湿度传感器 71

5.1.4压力传感器 72

5.1.5物位传感器 74

5.1.6流量传感器 76

5.2执行装置 79

5.2.1模拟量执行器 80

5.2.2开关量执行器 86

本章小结 91

习题与思考 91

第6章 键盘及其接口技术 93

6.1键盘输入电路 93

6.1.1键盘的抖动干扰 93

6.1.2抖动干扰的消除 94

6.2非编码独立式键盘 95

6.2.1独立式键盘的结构原理 95

6.2.2独立式键盘的接口技术 95

6.3非编码矩阵式键盘 97

6.3.1矩阵式键盘的结构原理 97

6.3.2矩阵式键盘的识别方法 98

6.3.3矩阵式键盘的程序设计 98

6.4编码键盘 101

6.4.1二进制编码器 101

6.4.2编码键盘接口电路 102

本章小结 103

习题与思考 104

第7章 显示器及其接口技术 105

7.1LED数码管显示器 105

7.1.1LED显示器工作原理 106

7.1.2LED显示器显示方式 108

7.1.3LED显示器接口电路 110

7.2LCD液晶显示器 115

7.2.1LCD显示器结构原理 116

7.2.2LCD显示器驱动方式 116

7.2.3LCD显示器接口电路 118

7.3图形显示器 120

7.3.1图形显示概述 120

7.3.2图形显示画面 121

本章小结 124

习题与思考 124

第8章 数据处理技术 126

8.1测量数据预处理技术 126

8.1.1系统误差的自动校准 126

8.1.2数据极性的预处理 128

8.1.3数据字长的预处理 131

8.2数字滤波方法 132

8.2.1平均值滤波 132

8.2.2中值滤波 135

8.2.3限幅滤波 137

8.2.4惯性滤波 138

8.3标度变换算法 138

8.3.1线性式变换 139

8.3.2非线性式变换 140

8.3.3多项式变换 141

8.4查表法 143

8.4.1顺序查表法 143

8.4.2计算查表法 144

8.4.3对分查表法 144

8.5越限报警处理 145

8.5.1越限报警程序 145

8.5.2越限报警方式 146

本章小结 149

习题与思考 149

第9章 微机控制抗干扰技术 150

9.1干扰的来源与传播途径 150

9.1.1干扰的来源 150

9.1.2干扰的传播途径 151

9.2硬件抗干扰措施 152

9.2.1串模干扰的抑制 153

9.2.2共模干扰的抑制 154

9.2.3长线传输干扰的抑制 158

9.2.4信号线的选择与敷设 159

9.2.5电源系统的抗干扰 161

9.2.6接地系统的抗干扰 164

9.3软件抗干扰措施 168

9.3.1指令冗余技术 168

9.3.2软件陷阱技术 169

9.3.3程序运行监视系统 169

本章小结 171

习题与思考 172

第10章 控制规律及算法 173

10.1PID控制 173

10.1.1PID控制原理 174

10.1.2数字PID控制算法 176

10.1.3数字PID算法的改进 179

10.1.4数字PID参数的整定 180

10.2串级控制 182

10.2.1串级控制的结构和原理 182

10.2.2串级控制系统的确定 183

10.2.3数字串级控制算法 184

10.3前馈控制 184

10.3.1前馈控制的结构和原理 185

10.3.2前馈-反馈控制结构 186

10.3.3数字前馈-反馈控制算法 186

10.4其他控制 188

本章小结 188

习题与思考 188

第11章 串行通信技术 190

11.1数据通信概述 190

11.1.1数据通信概念 190

11.1.2串行通信格式 191

11.1.3串行通信制式 192

11.2单片机之间的串行通信 193

11.2.1单片机双机通信 193

11.2.2单片机多机通信 195

11.3PC机与单片机之间的串行通信 196

11.3.1RS-232C接口总线 196

11.3.2RS-485接口总线 198

本章小结 200

习题与思考 200

第12章 工业控制机与可编程控制器 201

12.1工控机结构组成 201

12.1.1硬件组成 202

12.1.2软件组成 203

12.2工控机总线结构 204

12.2.1内部总线 204

12.2.2外部总线 207

12.3工控机功能特点 208

12.4工控机产品简介 209

12.4.1工业计算机机箱 210

12.4.2工业级底板 210

12.4.3工业级CPU卡 210

12.4.4PCI总线1/O卡 212

12.5PLC结构组成 213

12.5.1CPU模块 214

12.5.21/O模块 214

12.5.3编程装置 215

12.5.4电源 215

12.5.5PLC的物理结构 215

12.6PLC编程语言 217

12.7PLC工作过程 219

12.8PLC功能特点 221

12.9PLC产品简介 222

12.9.1CPU模块 222

12.9.2数字量扩展模块 223

12.9.3模拟量扩展模块 223

12.9.4热偶、热阻扩展模块 224

12.9.5通信模块 224

12.9.6通信处理器 225

12.9.7中文显示屏 225

12.9.8编程软件 226

本章小结 226

习题与思考 226

第13章 分散控制系统与现场总线控制系统 228

13.1DCS体系结构 228

13.1.1分散过程控制级 228

13.1.2集中操作监控级 231

13.1.3综合信息管理级 232

13.1.4通信网络系统 233

13.2DCS功能特点 233

13.2.1DCS的软件 233

13.2.2DCS的特点 234

13.3DCS产品简介 234

13.3.1TDC-3000 235

13.3.2I/AS 236

13.3.3SUPCONJX-300 238

13.4FCS体系结构 239

13.5FCS功能特点 242

13.5.1FCS的特点 242

13.5.2FCS的组态 243

13.6FCS产品简介 243

13.6.1CAN 243

13.6.2LonWorks 243

13.6.3PROFIBUS 244

13.6.4WorldFIP 244

13.6.5HART 244

13.6.6FF 245

本章小结 245

习题与思考 246

第14章 监控组态软件 247

14.1组态软件及其发展 247

14.1.1组态软件的发展趋势 248

14.1.2组态软件的特点 248

14.1.3使用组态软件的一般步骤 248

14.2组态软件的图形开发环境 249

14.2.1基本概念 249

14.2.2图形开发环境的工作界面 250

14.3工艺控制流程图的组态 252

14.3.1建模 252

14.3.2变量的定义 252

14.3.3画面的编辑与动画连接 256

14.4复杂图形对象的组态及应用 260

14.4.1趋势曲线 260

14.4.2报表生成 262

14.4.3报警和事件 265

14.4.4配方管理 267

14.5程序的运行与调试 269

14.5.1运行系统设置 269

14.5.2运行系统 269

本章小结 270

习题与思考 270

第15章 控制系统设计及实例 271

15.1系统设计原则 271

15.2系统设计步骤 273

15.2.1准备阶段 273

15.2.2设计阶段 274

15.2.3仿真及调试阶段 279

15.2.4现场调试运行阶段 280

15.3单片机控制系统 281

15.3.1单片机开发系统 281

15.3.2交通灯控制系统 282

15.3.3水槽水位控制系统 285

15.4循环水装置工控机系统 287

15.4.1系统概述 287

15.4.2硬件设计 289

15.4.3软件设计 290

15.4.4功能画面 291

15.5中水回用PLC控制系统 291

15.5.1系统概述 291

15.5.2硬件设计 292

15.5.3程序设计 294

本章小结 295

习题与思考 295

附录 297

附录AMCS-51单片机指令表 297

附录B常用芯片引脚图 302

附录C国外DCS系统一览表 307

附录D国外DCS系统一览表 308

参考文献 310