计算机测控系统设计与应用

第1章  计算机测控系统概论                  
 1. 1  计算机测控系统的发展过程                  
 1. 1. 1  基地式仪表                  
 1. 1. 2  单元组合仪表                  
 1. 1. 3  数据采集系统(DAS)                  
 1. 1. 4  直接数字控制系统(DDC)                  
 1. 1. 5  监督控制系统(SCC)                  
 1. 1. 6  集散控制系统(DCS)                  
 1. 1. 7  现场总线控制系统(FCS)                  
 1. 1. 8  工业过程计算机集成制造系统(流程CIMS)                  
 1. 2  微处理器与微控制器技术                  
 1. 2. 1  INTEL公司                  
 1. 2. 2  MOTOROLA公司                  
 1. 2. 3  Zilog公司                  
 1. 2. 4  NEC公司                  
 1. 2. 5  HITACHI公司                  
 1. 2. 6  ATMEL公司                  
 1. 2. 7  Philips公司                  
 1. 2. 8  Microchip公司                  
 1. 2. 9  TOSHIBA公司                  
 1. 2. 10  Winbond公司                  
 1. 2. 11  Elan公司                  
 1. 2. 12  TI公司                  
 1. 3  数字信号处理器DSP技术                  
 1. 3. 1  C2000系列                  
 1. 3. 2  C5000系列                  
 1. 3. 3  C6000系列                  
 1. 3. 4  ADSP-218×M／N系列                  
 1. 3. 5  ADSP-219×系列                  
 1. 4  计算机测控系统的发展趋势                  
 1. 4. 1  可编程控制器(PLC)                  
 1. 4. 2  采用新型的控制系统                  
 1. 4. 3  实现最优控制                  
 1. 4. 4  自适应控制                  
 1. 4. 5  人工智能                  
 1. 4. 6  模糊控制(Fuzzy Control)                  
 1. 4. 7  神经网络控制                  
 习题                  
 第2章  微处理器与微控制器总线配置                  
 2. 1  INTEL8088 CPU三总线的配置                  
 2. 1. 1  8284时钟发生器驱动器                  
 2. 1. 2  8288总线控制器                  
 2. 1. 3  8088微处理器                  
 2. 1. 4  存储空间的配置(Von·Noreaman结构)                  
 2. 2  MCS-51系列及其兼容单片微控制器三总线的配置                  
 2. 2. 1  几种常用的MCS-51系列及其兼容单片微控制器                  
 2. 2. 2  三总线的构成                  
 2. 2. 3  存储空间的配置(Harward结构)                  
 2. 3  MCS-96系列单片微控制器三总线的配置                  
 2. 3. 1  几种常用的MCS-96系列单片微控制器                  
 2. 3. 2  三总线的构成                  
 2. 3. 3  存储空间的配置(Preston 结构)                  
 2. 4  总线结构                  
 2. 4. 1  总线的概念及分类                  
 2. 4. 2  总线标准简介                  
 2. 4. 3  总线组成及总线功能                  
 2. 4. 4  PCI总线                  
 2. 4. 5  LPC接口                  
 2. 4. 6  流行总线的性能比较                  
 习题                  
 第3章  译码与存储器系统设计                  
 3. 1  简单译码集成电路                  
 3. 1. 1  常用简单译码集成电路                  
 3. 1. 2  应用举例                  
 3. 2  PLD可编程逻辑器件                  
 3. 2. 1  可编程逻辑器件的发展                  
 3. 2. 2  可编程逻辑器件的分类                  
 3. 2. 3  PLD电路的表示方法                  
 3. 2. 4  Xilinx公司及其产品简介                  
 3. 2. 5  Altera公司及其产品简介                  
 3. 2. 6  Lattice的系列产品                  
 3. 2. 7  边界扫描技术                  
 3. 2. 8  GAL器件译码应用举例                  
 3. 3  程序存储器及其扩展方法                  
 3. 3. 1  常用程序存储器芯片EPROM                  
 3. 3. 2  地址锁存器及其应用                  
 3. 3. 3  程序存储器扩展实例                  
 3. 4  数据存储器及其扩展方法                  
 3. 4. 1  常用数据存储器芯片RAM                  
 3. 4. 2  数据存储器扩展实例                  
 3. 4. 3  SRAM的掉电保护                  
 3. 4. 4  非易失性SRAM                  
 3. 5  Flash存储器及其扩展方法                  
 3. 5. 1  常用Flash存储器                  
 3. 5. 2  AT29C512及其与CPU的接口                  
 3. 6  双端口RAM及其扩展方式                  
 3. 6. 1  常用的双端口RAM                  
 3. 6. 2  IDT7130在双机并行通信中的应用                  
 3. 7  串行EEPROM存储器及其扩展方法                  
 3. 7. 1  I2C BUS简介                  
 3. 7. 2  SPI串行外围接口简介                  
 3. 7. 3  MICROWIRE／PLUS串行通信接口                  
 3. 7. 4  AT24C××系列串行EEPROM及其扩展方法                  
 3. 7. 5  AT93C××系列串行EEPROM及其扩展方法                  
 3. 7. 6  FM25040铁电NVRAM及其应用                  
 3. 7. 7  X5043／5045 WDT／串行EEPROM及其扩展方法                  
 习题                  
 第4章  基本输入输出系统设计                  
 4. 1  简单I／O接口电路的扩展方法                  
 4. 1. 1  用锁存器扩展简单的输出U                  
 4. 1. 2  用三态缓冲器扩展简单的输入口                  
 4. 1. 3  用移位寄存器扩展I／O接口                  
 4. 2  可编程并行接口8255A及其应用                  
 4. 2. 1  8255A芯片介绍                  
 4. 2. 2  8255A与CPU的接口电路                  
 4. 2. 3  双机并行通信接口设计                  
 4. 3  可编程计数器／定时器8253及其应用                  
 4. 3. 1  8253芯片介绍                  
 4. 3. 2  8253与CPU的接口电路                  
 4. 3. 3  8253应用实例                  
 4. 3. 4  8254在脉冲测量数字滤波中的应用                  
 4. 4  可编程双通道异步收发器TL16C552                  
 4. 4. 1  TL16C552芯片介绍                  
 4. 4. 2  寄存器选择                  
 4. 4. 3  寄存器操作说明                  
 4. 4. 4  可编程波特率发生器                  
 4. 4. 5  TL16C552与CPU的接口电路                  
 4. 5  数字量与脉冲量接口技术                  
 4. 5. 1  光耦合器                  
 4. 5. 2  数字量输入通道                  
 4. 5. 3  数字量输出通道                  
 4. 5. 4  脉冲量输入输出通道                  
 习题                  
 第5章  键盘和打印机接口技术                  
 5. 1  独立式键盘接口设计                  
 5. 1. 1  键盘的特点及确认                  
 5. 1. 2  独立式按键扩展实例                  
 5. 2  矩阵式键盘接口设计                  
 5. 2. 1  矩阵键盘工作原理                  
 5. 2. 2  按键的识别方法                  
 5. 2. 3  键盘的编码                  
 5. 2. 4  键盘工作方式                  
 5. 2. 5  矩阵键盘接口实例                  
 5. 2. 6  双功能及多功能键的设计                  
 5. 2. 7  键盘处理中的特殊问题重键和连击                  
 5. 3  DIP开关与拨码盘接口设计                  
 5. 3. 1  DIP开关                  
 5. 3. 2  拨码盘                  
 5. 3. 3  BCD码拨盘与8255的接口                  
 5. 4  打印机接口电路设计                  
 5. 4. 1  标准Centronics接口                  
 5. 4. 2  应用实例                  
 习题                  
 第6章  测控系统的显示技术                  
 6. 1  显示技术的发展及其特点                  
 6. 1. 1  显示技术的发展                  
 6. 1. 2  显示器件的主要参数                  
 6. 2  LED显示器接口设计                  
 6. 2. 1  LED显示器的结构                  
 6. 2. 2  LED显示器的扫描方式                  
 6. 2. 3  LED显示器扩展实例                  
 6. 2. 4  LED显示驱动器MAX7219及其应用                  
 6. 3  段型LCD显示器接口设计                  
 6. 3. 1  LCD的发展过程                  
 6. 3. 2  LCD的特点                  
 6. 3. 3  LCD的基本结构及工作原理                  
 6. 3. 4  LCD的驱动方式                  
 6. 3. 5  液晶显示驱动器                  
 6. 3. 6  LCD接口电路设计                  
 6. 4  点阵液晶显示控制器T6963C及其应用                  
 6. 4. 1  T6963C特性                  
 6. 4. 2  T6963C与CPU的接口                  
 6. 4. 3  T6963C指令集                  
 6. 4. 4  DMF5000N系列点阵液晶显示模块介绍                  
 6. 4. 5  DMF5000N系列液晶显示模块的接口技术                  
 6. 4. 6  应用程序设计                  
 习题                  
 第7章  计算机测控系统的控制技术                  
 7. 1  计算机测控系统的被控对象及性能指标                  
 7. 1. 1  被控对象                  
 7. 1. 2  性能指标                  
 7. 1. 3  对象特性对控制性能的影响                  
 7. 2  PID控制技术                  
 7. 3  数字PID算法                  
 7. 3. 1  PID算法                  
 7. 3. 2  PID算式的改进                  
 7. 4  PID参数整定                  
 7. 4. 1  PID参数对控制性能的影响                  
 7. 4. 2  采样周期T的选取                  
 7. 4. 3  扩充临界比例度法                  
 7. 5  串级控制技术                  
 7. 5. 1  串级控制算法                  
 7. 5. 2  副回路微分先行串级控制算法                  
 7. 6  前馈-反馈控制技术                  
 7. 6. 1  前馈控制的结构                  
 7. 6. 2  前馈-反馈控制的结构                  
 7. 6. 3  数字前馈-反馈控制算法                  
 7. 7  数字控制器的直接设计方法                  
 7. 7. 1  基本概念                  
 7. 7. 2  最少拍无差系统的设计                  
 7. 7. 3  最少拍无纹波系统                  
 7. 8  大林算法                  
 7. 8. 1  大林算法的基本形式                  
 7. 8. 2  振铃现象的消除                  
 7. 8. 3  大林算法的设计步骤                  
 7. 9  史密斯预估控制技术                  
 7. 9. 1  史密斯预估控制原理                  
 7. 9. 2  史密斯预估控制举例                  
 7. 10  模糊控制技术                  
 7. 10. 1  模糊控制的数学基础                  
 7. 10. 2  模糊控制系统组成                  
 7. 10. 3  模糊控制器设计                  
 7. 10. 4  双输入单输出模糊控制器设计                  
 7. 10. 5  模糊PID控制                  
 习题                  
 第8章  模拟信号测量与控制接口技术                  
 8. 1  传感器                  
 8. 1. 1  传感器的定义和分类及构成                  
 8. 1. 2  传感器的基本性能                  
 8. 1. 3  传感器的应用领域                  
 8. 1. 4  基准电压源和恒流源                  
 8. 1. 5  温度传感器                  
 8. 1. 6  湿度传感器                  
 8. 1. 7  流量传感器                  
 8. 1. 8  热释电红外传感器                  
 8. 1. 9  光电传感器                  
 8. 1. 10  气敏传感器                  
 8. 1. 11  霍尔传感器                  
 8. 1. 12  应变式电阻传感器                  
 8. 1. 13  压力传感器                  
 8. 1. 14  CCD图像传感器                  
 8. 2  模拟信号放大技术                  
 8. 2. 1  放大器                  
 8. 2. 2  运算放大器及其应用                  
 8. 2. 3  测量放大器                  
 8. 2. 4  程控增益放大器                  
 8. 3  多通道模拟信号测量技术                  
 8. 3. 1  信号和采样定理                  
 8. 3. 2  采样／保持器                  
 8. 3. 3  模拟开关                  
 8. 3. 4  32通道模拟量输入电路设计实例                  
 8. 4  模拟量输入通道                  
 8. 4. 1  模拟量输入通道的组成                  
 8. 4. 2  A／D转换器的工作原理                  
 8. 4. 3  量化                  
 8. 4. 4  A／D转换器的技术指标                  
 8. 5  模拟量输出通道                  
 8. 5. 1  模拟量输出通道的组成                  
 8. 5. 2  D／A转换器的工作原理                  
 8. 5. 3  D／A转换器的技术指标                  
 8. 6  12位A／D转换器AD574A                  
 8. 6. 1  AD574A的内部结构与引脚功能                  
 8. 6. 2  AD574A的应用特性及校准                  
 8. 6. 3  AD574A与CPU的接口                  
 8. 6. 4  AD574A的应用调试说明                  
 8. 7. 6  路12位A／D转换器ADS7864                  
 8. 7. 1  引脚描述                  
 8. 7. 2  应用说明                  
 8. 7. 3  ADS7864与CPU的接口                  
 8. 8  24位∑-△A／D转换器AD7714                  
 8. 8. 1  引脚介绍                  
 8. 8. 2  片内寄存器                  
 8. 8. 3  模拟输入                  
 8. 8. 4  基准输入                  
 8. 8. 5  AD7714数字接口                  
 8. 8. 6  AD7714与CPU的接口                  
 8. 8. 7  AD7714的应用                  
 8. 9  8路24位△-∑A／D转换器ADS1216                  
 8. 9. 1  引脚说明                  
 8. 9. 2  应用说明                  
 8. 9. 3  寄存器定义                  
 8. 9. 4  命令                  
 8. 9. 5  ADS1216与CPU的接口                  
 8. 10  12位串行A／D转换器ADS7822                  
 8. 10. 1  引脚说明                  
 8. 10. 2  应用说明                  
 8. 10. 3  ADS7822与CPU的接口技术                  
 8. 11  12位D／A转换器DAC1208                  
 8. 11. 1  DAC1208／1209／1210的内部结构与引脚功能                  
 8. 11. 2  DAC1208与CPU的接口                  
 8. 11. 3  DAC1230系列D／A转换器                  
 8. 12  4路12位并行D／A转换器OAC7624                  
 8. 12. 1  引脚介绍                  
 8. 12. 2  应用说明                  
 8. 12. 3  DAC7624／25与CPU的接口                  
 8. 13  4路12位串行D／A转换器DAC7614                  
 8. 13. 1  引脚介绍                  
 8. 13. 2  应用说明                  
 8. 13. 3  DAC7614与CPU的接口技术                  
 8. 14  电流／电压转换电路                  
 8. 14. 1  电压／0～10mA转换                  
 8. 14. 2  电流／0～5V转换                  
 8. 14. 3  集成电压／电流转换器XTR110                  
 习题                  
 第9章  数字控制与应用程序设计                  
 9. 1  数字控制基础                  
 9. 1. 1  数字控制的基本原理                  
 9. 1. 2  数字控制方式                  
 9. 1. 3  开环数字控制                  
 9. 2  逐点比较法插补原理                  
 9. 2. 1  逐点比较法直线插补                  
 9. 2. 2  逐点比较法圆弧插补                  
 9. 3  步进电动机控制                  
 9. 3. 1  步进电动机的工作原理                  
 9. 3. 2  步进电动机控制系统原理图                  
 9. 3. 3  步进电动机的驱动电路                  
 9. 3. 4  步进电动机的工作方式                  
 9. 3. 5  步进电动机控制程序设计                  
 9. 4  数字滤波程序                  
 9. 4. 1  程序判断滤波                  
 9. 4. 2  中值滤波                  
 9. 4. 3  算术平均滤波                  
 9. 4. 4  加权平均滤波程序                  
 9. 4. 5  低通滤波                  
 9. 4. 6  滑动平均滤波                  
 9. 4. 7  各种滤波方法的比较                  
 9. 5  标度变换程序                  
 9. 5. 1  线性标度变换                  
 9. 5. 2  非线性标度变换                  
 习题                  
 第10章  特殊集成电路及其应用                  
 10. 1  DS12C887实时日历时钟                  
 10. 1. 1  引脚介绍                  
 10. 1. 2  DS12C887的应用说明                  
 10. 1. 3  各寄存器作用                  
 10. 1. 4  DS12C887的中断和更新周期                  
 10. 1. 5  DS12C887与CPU的接口                  
 10. 2  X1205实时日历时钟                  
 10. 2. 1  引脚介绍                  
 10. 2. 2  应用说明                  
 10. 2. 3  操作说明                  
 10. 2. 4  X1205与CPU的接口                  
 10. 3  BL50462AP及其软件解码技术                  
 10. 3. 1  BL50462AP特点及引脚介绍                  
 10. 3. 2  指令码组成                  
 10. 3. 3  发射与接收电路                  
 10. 3. 4  解码电路                  
 10. 3. 5  解码原理                  
 10. 3. 6  程序设计                  
 10. 4  微控制器监控电路及其应用                  
 10. 4. 1  MAX703～709／813L监控电路及其应用                  
 10. 4. 2  MB3773电源监视器及其应用                  
 习题                  
 第11章  现场总线技术                  
 11. 1  现场总线的现状与发展                  
 11. 1. 1  现场总线的产生                  
 11. 1. 2  现场总线的特点和优点                  
 11. 1. 3  现场总线标准的制定                  
 11. 1. 4  现场总线网络的买现                  
 11. 1. 5  现场总线的现状                  
 11. 1. 6  现场总线技术的发展趋势                  
 11. 2  数字通信基础                  
 11. 2. 1  基本概念                  
 11. 2. 2  通信系统的组成                  
 11. 2. 3  数据编码                  
 11. 2. 4  局域网及其拓扑结构                  
 11. 2. 5  网络传输介质                  
 11. 2. 6  介质访问控制方式                  
 11. 2. 7  CRC校验                  
 11. 3  串行通信接口                  
 11. 3. 1  RS-232C串行通信接口                  
 11. 3. 2  RS-485串行通信接口                  
 11. 3. 3  串行异步通信协议                  
 11. 4  Modbus通信协议                  
 11. 4. 1  概述                  
 11. 4. 2  两种传输方式                  
 11. 4. 3  Modbus消息帧                  
 11. 4. 4  错误检测方法                  
 11. 5  CAN现场总线                  
 11. 5. 1  CAN的技术规范                  
 11. 5. 2  CAN通信控制器SJA1000                  
 11. 5. 3  CAN BUS器件                  
 11. 5. 4  CAN应用节点设计                  
 11. 6  LonWorks                  
 11. 6. 1  LonWorks节点                  
 11. 6. 2  路由器                  
 11. 6. 3  LonTalk协议                  
 11. 6. 4  通信端口与收发器                  
 11. 6. 5  面向对象的开发语言-Neuron C                  
 11. 6. 6  LonWorks开发工具                  
 11. 6. 7  LonWorks应用节点设计                  
 11. 6. 8  基于PCI总线的LON网络智能适配器                  
 11. 6. 9  设备驱动程序WDM的开发                  
 11. 7  PROFIBUS现场总线                  
 11. 7. 1  PROFIBUS概述                  
 11. 7. 2  从站通信控制器SPC3                  
 11. 7. 3  主站通信控制器ASPC2                  
 11. 7. 4  PROFIBUS-DP开发包4                  
 11. 7. 5  PROFIBUS-DP从站的开发                  
 11. 8  M-BUS收发器TSS721A                  
 11. 8. 1  引脚介绍                  
 11. 8. 2  数据传输模式                  
 11. 8. 3  从机3. 3V电源                  
 11. 8. 4  防掉电功能                  
 11. 8. 5  应用电路                  
 11. 8. 6  应用领域                  
 习题                  
 第12章  测控系统的抗干扰与可靠性设计                  
 12. 1  干扰的分类                  
 12. 1. 1  按干扰产生的原因分类                  
 12. 1. 2  按干扰传导模式分类                  
 12. 1. 3  按干扰波形及性质分类                  
 12. 2  干扰的耦合方式                  
 12. 2. 1  直接耦合方式                  
 12. 2. 2  公共阻抗耦合方式                  
 12. 2. 3  电容耦合方式                  
 12. 2. 4  电磁感应耦合方式                  
 12. 2. 5  辐射耦合方式                  
 12. 2. 6  漏电耦合方式                  
 12. 3  计算机测控系统可靠性设计                  
 12. 3. 1  可靠性设计任务                  
 12. 3. 2  可靠性设计技术                  
 12. 4  电磁兼容性设计                  
 12. 4. 1  电磁兼容及相关概念                  
 12. 4. 2  电磁兼容控制技术                  
 12. 5  抗干扰的硬件措施                  
 12. 5. 1  抗串模干扰的措施                  
 12. 5. 2  抗共模干扰的措施                  
 12. 5. 3  采用双绞线                  
 12. 5. 4  反射波干扰及抑制                  
 12. 5. 5  正确连接模拟地和数字地                  
 12. 5. 6  电源的抗干扰措施                  
 12. 5. 7  压敏电阻及其应用                  
 12. 5. 8  TVS瞬变电压抑制器及其应用                  
 12. 6  抗干扰的软件措施                  
 12. 6. 1  数字信号输入输出中的软件抗干扰措施                  
 12. 6. 2  CPU的抗干扰技术                  
 12. 7  测控系统的容错设计                  
 12. 7. 1  硬件故障的自诊断技术                  
 12. 7. 2  软件的容错设计                  
 习题                  
 第13章  测控系统设计与实例                  
 13. 1  测控系统设计的方法                  
 13. 1. 1  测控任务的确定                  
 13. 1. 2  选择系统的主机机型                  
 13. 1. 3  确定控制算法                  
 13. 1. 4  系统总体方案设计                  
 13. 1. 5  硬件设计                  
 13. 1. 6  软件设计                  
 13. 1. 7  选择工业自动化仪表                  
 13. 1. 8  系统调试                  
 13. 2  计算机油井工况综合监测系统                  
 13. 2. 1  系统功能                  
 13. 2. 2  硬件组成                  
 13. 2. 3  软件设计                  
 13. 3  PMM2000多功能电力监控网络仪表                  
 13. 3. 1  系统功能特点                  
 13. 3. 2  系统硬件结构                  
 13. 3. 3  软件设计与算法                  
 13. 3. 4  应用                  
 13. 4  工业锅炉计算机控制系统的设计                  
 13. 4. 1  工业锅炉的工作过程                  
 13. 4. 2  工业锅炉计算机控制的意义                  
 13. 4. 3    业锅炉计算机控制系统的基本功能                  
 13. 4. 4  直接数字控制(DDC)系统的设计                  
 13. 4. 5  系统总体设计                  
 参考文献