目录 1
第一章 微型计算机控制与测量系统概述 1
第一节 自动控制与测量系统简介 1
一、自动检测系统 1
二、自动顺序控制系统 6
三、反馈自动控制系统 9
四、前馈控制和最优化控制 13
第二节 微型计算机在控制与测量系统中的应用方式 16
一、应用于信息的采集与处理 17
二、应用于生产控制 19
三、应用于生产的调度管理 24
第三节 应用范围 24
一、工业生产 24
二、能源技术 27
三、交通技术 28
四、实验室自动化 29
五、医疗领域 30
第四节 采用微型计算机的好处 31
第二章 微型计算机控制与测量系统的结构 34
第一节 微型计算机数据采集与控制系统的一般结构 34
第二节 接口的重要性与功能 39
第三节 微处理机的结构 41
一、一般结构 41
二、指令 45
三、选址方式 49
四、指令的控制 52
一、引言 53
第四节 输入／输出组织与控制 53
二、程序控制的数据传送 56
三、直接存储器传送（DMA） 65
第五节 半导体存储器 67
一、只读存储器（ROM） 67
二、读写存储器（RAM） 71
第三章 测量信号的产生与转换 72
第一节 传感器的一般介绍 72
第二节 位移传感器 77
第三节 光传感器 80
第四节 温度传感器 84
第五节 传感信号的预处理 86
一、引言 86
二、信号规格化 88
三、信号滤波 90
四、线性化处理 91
五、某些特殊处理 94
第四章 模拟量输入与输出通道 96
第一节 引言 96
第二节 模-数与数-模转换的基本原理 100
一、采样 100
二、整量化 104
三、恢复过程 104
第三节 模拟量切换与模拟开关 106
一、模拟量切换 106
二、机械触点式开关 109
三、双极型晶体管开关 111
四、场效应晶体管开关 112
五、集成电路模拟开关 114
第四节 采样与保持 117
第五节 电压-数字转换 121
一、分类 121
二、主要特性参数 123
三、模拟型电压-数字转换 125
四、数字型电压-数字转换 140
五、高速电压-数字转换器 144
六、对数电压-数字转换器 147
七、选择模拟-数字转换器的考虑 149
一、概述 151
第六节 数字-电压转换 151
二、并行转换器 153
三、串行转换器 157
四、间接转换器 161
第七节 数字-交流转换器 162
一、采用并行数字-模拟转换器的方案 163
二、采用直流-交流变换器的方案 163
三、采用变压器的方案 165
四、采用数字-轴角变换器的方案 166
第八节 交流-数字转换器 169
一、单相交流信号-数字转换器 170
二、轴角-数字转换器 171
第五章 开关量输入与输出通道 173
第一节 开关量输入 173
第二节 开关量输出 176
第六章 接口中的某些应用问题 178
第一节 电平转换 178
一、TTL器件与继电器的接口 178
二、TTL器件与交流电源的接口 180
三、TTL器件与HTL器件的接口 182
第二节 动力设备接口 182
一、伺服电机接口 182
二、步进电机接口 184
第三节 实时时钟 184
第四节 串行与并行接口 186
一、引言 186
二、并行接口 188
三、串行接口Intel 8251 USART 190
四、串行传输技术 196
第五节 开关、键盘以及显示设备接口 200
一、开关（包括按钮）接口 201
二、控制键盘接口 202
三、显示设备接口 203
第七章 控制规律 206
第一节 开关控制 206
第二节 PID（比例、积分、微分）控制 208
第三节 串级控制 213
第四节 前馈控制 215
第五节 大滞后补偿控制 218
第六节 Bang-Bang最优控制 220
一、实时操作系统的任务与功能 222
第八章 过程控制软件 222
第一节 实时操作系统 222
二、实时操作系统的组成 229
第二节 应用程序 233
第三节 过程控制程序设计语言 235
一、汇编语言 235
二、实时高级程序设计语言 236
第九章 提高可靠性的措施 239
第一节 干扰的来源及其传播 239
一、概述 239
二、正态干扰和共态干扰 240
三、由放电现象引起的干扰 242
四、干扰的耦合与传播 242
一、供电系统的一般保护措施 243
第二节 微型计算机供电与保护 243
二、异常保护措施 245
第三节 接地问题 248
第四节 光电耦合技术 253
第五节 长线传输中的干扰问题 257
一、双绞线 257
二、阻抗匹配 257
第六节 A/D（D/A）转换器的抗干扰问题 261
一、抗干扰措施 261
二、A/D（D/A）转换器的位置考虑 263
第七节 利用容错技术提高系统的可靠性 266
一、可靠性分析 266
二、双机系统 275
三、提高过程控制软件抗干扰的措施 278
第十章 与微型计算机配套的过程通道插件板 282
第一节 Lab Master——多功能过程通道插件板 282
第二节 Base Board——开关量通道板 285
第三节 光电隔离接口板 286
第四节 LABPAC软件支持包 287
第十一章 集中分散型（集散型）控制系统 289
第一节 引言 289
第二节 典型系统结构 294
一、SPECTRUM系统 294
二、CENTUM、YEWPACK与YEWSERIES80系统 297
三、TDCS-2000系统 298
四、∑系列（日本日立公司） 299
五、PTS 1100系统（日本岛津公司） 300
第三节 应用 302
第十二章 应用系统的开发步骤与方法 307
第一节 系统分析 307
第二节 系统的轮廓构思 309
第三节 系统方案的选择 310
第四节 系统设计 312
第五节 调试与运行 313
第六节 人员培训问题 313
第十三章 应用举例 316
第一节 可编程序控制器及其应用 316
一、引言 316
二、系统结构 318
三、应用 327
第二节 针织提花圆机微型计算机控制系统 329
一、系统设计思想 329
二、硬件设计 331
三、软件设计 332
四、可靠性考虑 337
第三节 微型计算机在远动装置中的应用 338
一、系统装置 338
二、系统扩展 342
三、软件 343
四、系统功能 345
第四节 微型计算机在乙糖煮制过程中的应用 346
一、工艺过程和控制要求 347
二、系统的建立 348
三、控制程序 351
四、系统的可靠性措施 353
第五节 热处理电炉多级温度微型计算机群控系统 354
一、系统的基本功能与配置 354
二、闭环控制系统的设计 358
三、系统的软件结构及设计 360
四、抗干扰措施 364
第六节 啤酒发酵过程微型计算机控制系统 365
一、控制系统研究 365
二、微型计算机及接口硬件设计 370
三、控制软件 374
四、结论 381
一、系统总体结构 382
第七节 微型计算机在歼击机航空兵指挥引导系统中的应用 382
二、数学模型的建立及引导计算方法 384
三、计算机接口和机时分配 386
四、指挥引导控制软件设计 388
五、结论 391
第八节 直读光谱仪Z-80微型计算机数据处理装置 391
一、数据处理装置的硬件 392
二、软件简述 393
三、微型计算机与人工数据处理比较 394
四、抗干扰措施 396
第九节 微型计算机在医学中的应用 396
第十节 交流信号微型计算机控制系统信息采集测试及控制 401
一、信息采集测试系统和输出控制系统 401
二、多中断信号的微处理机响应 406
三、结论 410
第十一节 采用微型计算机的加热炉直接数字过程控制系统 410
一、DDC装置的构成 410
二、炉温控制原理简介 411
三、几点体会 417
第十二节 二级分布式微型计算机控制系统 420
一、二级分布式微型计算机油库自动控制系统 421
二、机械加工过程的二级微型计算机控制系统——DNC系统 423
第十三节 拉丝炉温度微型计算机PID自校正控制 426
一、PID自校正控制算法 427
二、拉丝炉漏板温度PID自校正控制 430
第十四节 微型计算机在机器人系统中的应用 431
参考文献 438