微机测控系统原理与设计PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1测控系统的地位与作用 1

1.2测控系统微机化的重要意义 2

1.3微机测控系统的类型和组成 3

1.3.1微机检测系统 4

1.3.2微机控制系统 4

1.3.3微机测控系统 4

1.4微机测控系统的主机类型 5

1.4.1 PC 5

1.4.2可编程控制器PLC 7

1.4.3单片机 8

思考题与习题 9

第2章 测控通道 10

2.1模拟输入通道 10

2.1.1模拟输入通道的基本类型与组成结构 10

2.1.2传感器的选用 12

2.1.3信号调理电路的参数设计和选择 14

2.1.4采集电路参数的设计和选择 21

2.1.5模拟输入通道的误差分配与综合 31

2.2模拟输出通道 35

2.2.1模拟输出通道的基本理论 35

2.2.2模拟输出通道的基本结构 39

2.2.3模拟输出通道单元电路的选用 42

2.3开关量输入输出通道 45

2.3.1开关量输入通道 46

2.3.2开关量输出通道 47

2.3.3开关量输入输出通道设计举例 50

2.4单元电路的级联设计 54

2.4.1电气性能的相互匹配 55

2.4.2信号耦合与时序配合 55

2.4.3电平转换接口 57

思考题与习题 60

第3章80C51单片机及其接口 62

3.1 80C51单片机 62

3.1.1 80C51单片机的内部结构 63

3.1.2 80C51单片机的外部引脚 65

3.1.3 80C51单片机的指令系统 68

3.2输入通道接口 72

3.2.1并行A/D接口 73

3.2.2串行A/D接口 77

3.2.3 VFC接口 80

3.3输出通道接口 82

3.3.1并行D/A接口 82

3.3.2串行D/A接口 85

3.3.3功率接口 87

3.4人-机接口 89

3.4.1显示器接口 90

3.4.2键盘接口 98

3.4.3键盘／显示器接口 106

3.4.4报警器接口 115

3.4.5打印机接口 118

3.5通信接口 122

3.5.1串行通信接口 122

3.5.2并行通信接口 137

思考题与习题 146

第4章测量数据处理 148

4.1测量数据的产生过程和影响因素 148

4.1.1测量数据的产生过程 148

4.1.2测量数据的影响因素 149

4.2零位和灵敏度的误差校正 150

4.2.1零位误差和灵敏度误差 150

4.2.2软件校正方法 151

4.2.3硬件校正方法 152

4.3量程自动切换 154

4.3.1量程切换的依据 154

4.3.2量程切换的方法 155

4.4超限自动报警 157

4.4.1超限报警处理程序设计 157

4.4.2超限报警系统设计实例 158

4.5标度变换 161

4.5.1硬件实现方法 162

4.5.2软件实现方法 165

4.6非线性校正算法 169

4.6.1查表法 170

4.6.2插值法 171

4.6.3拟合法 176

4.7数字滤波 180

4.7.1限幅滤波和中位值滤波 181

4.7.2平均滤波 182

4.7.3低通滤波 187

4.7.4复合滤波 189

思考题与习题 189

第5章PID控制算法 191

5.1 PID控制原理与程序流程 191

5.1.1过程控制的基本概念 191

5.1.2模拟PID调节器 193

5.1.3数字PID控制器 193

5.1.4 PID算法的程序流程 196

5.2标准PID算法的改进 199

5.2.1微分项的改进 199

5.2.2积分项的改进 202

5.3数字PID参数的选择 204

5.3.1采样周期的选择 204

5.3.2数字PID控制的参数选择 205

5.4数字PID控制的工程实现 207

5.4.1给定值和被控量处理 208

5.4.2偏差处理 209

5.4.3控制算法的实现 210

5.4.4控制量处理 210

5.4.5自动／手动切换 211

思考题与习题 212

第6章 监控程序设计 213

6.1监控程序的功能和组成 213

6.2监控主程序和初始化管理 215

6.2.1监控主程序 215

6.2.2初始化管理 216

6.3键盘管理 216

6.3.1一键一义的键盘管理 217

6.3.2一键多义的按键管理 218

6.3.3自动手动切换 221

6.4显示、中断与时钟管理 222

6.4.1显示管理 222

6.4.2中断管理 223

6.4.3时钟管理 225

6.5硬件故障的自检 226

6.5.1自检方式 226

6.5.2自检算法 227

6.5.3自检软件 229

思考题与习题 230

第7章 抗干扰技术 231

7.1噪声干扰的形成 231

7.1.1噪声源 231

7.1.2噪声的耦合方式 233

7.1.3噪声的干扰模式 235

7.2硬件抗干扰技术 237

7.2.1接地技术 237

7.2.2屏蔽技术 243

7.2.3长线传输的干扰及抑制 244

7.2.4共模干扰的抑制 247

7.2.5差模干扰的抑制 252

7.2.6供电系统抗干扰 254

7.2.7印刷电路板抗干扰 256

7.3软件抗干扰技术 259

7.3.1软件冗余技术 260

7.3.2软件陷阱技术 262

7.3.3“看门狗”技术 266

7.3.4故障自动恢复处理程序 273

思考题与习题 278

第8章 微机测控系统设计及实例 279

8.1设计要求和研制过程 279

8.1.1设计的基本要求 279

8.1.2设计研制过程 280

8.2总体设计 282

8.3硬件设计 284

8.3.1元器件的选择 285

8.3.2电路设计的原则 287

8.3.3硬件电路研制过程 288

8.4软件设计 289

8.4.1软件研制过程 290

8.4.2软件设计的依据——系统定义 291

8.4.3软件设计方法 293

8.4.4软件的测试和运行 294

8.5设计实例 295

8.5.1电冰箱温度测控系统设计 295

8.5.2防盗报警系统设计 299

思考题与习题 307

第9章 微机测控系统新技术 308

9.1计算机测控系统的发展 308

9.1.1集中测控系统 308

9.1.2集散控制系统（DCS） 310

9.1.3现场总线控制系统（FCS） 312

9.2网络化测控系统 314

9.2.1网络化测控系统的发展 314

9.2.2网络化测控系统的结构 315

9.2.3网络化测控系统功能与特点 320

9.3虚拟仪器 323

9.3.1虚拟仪器的概念 323

9.3.2虚拟仪器的组成特点 324

9.3.3虚拟仪器的体系结构 326

9.3.4典型的虚拟仪器系统及其总线 328

9.3.5虚拟仪器网络化 329

9.4嵌入式系统 331

9.4.1嵌入式系统定义和特点 331

9.4.2嵌入式系统的组成 332

9.4.3嵌入式系统的应用 334

9.4.4 80C51单片机的嵌入式系统 335

思考题与习题 337

附录1 80C51指令表 338

附录2常用集成芯片引脚图 342

参考文献 345