微型计算机控制技术及应用

第1章 绪论
(1)
1.1 微型计算机控制系统的体系结构
(1)
1.1.1 微型计算机控制系统的组成
(1)
1.1.2 微型计算机控制系统的硬件结构 (2) 
1.1.3 微型计算机控制系统的软件 (4)
1.2 微型计算机控制系统的分类 (5)
1.2.1 自动控制系统的分类 (5)
1.2.2 微型计算机控制系统的类型 (6)
1. 3 计算机控制系统的发展 (12)
1.3.1 控制系统的发展阶段 (12)
1.3.2 微型计算机控制系统的发展趋势 (13) 
习题一 (15)
第2章 数字控制理论基础与设计方法
(16)
2.1 微型计算机控制系统的数学模型 (18)
2.1.1 数学模型基础 (18)
2.1.2 控制系统的微分方程及其求解 (20)
2.1.3 拉代变换与控制系统的传递函数 (23) 
2.2 离散系统的基本概念 (35)
2.2.1 Z变换及其性质 (36)
2.2.2 Z反变换 (39)
2.2.3 离散系统的数学模型 (41)
2.3 微机数字PID控制及其算法 (47)
2.3.1 时间连续的PID控制规律 (48)
2.3.2 PID控制的数字化实现 (49)
2.3.3 PID算法程序设计 (51)
2.3.4 PID控制算法中的几个实际问题 (52) 
2.3.5 几种常用的数字PID及其算法 (56)
2.3.6 PID控制的脉冲传递函数 (60)
2.3.7 PID参数的整定 (61)
习题二 (64)
第3章 数字控制器的直接设计方法
(67)
3.1 数字控制器的脉冲传递函数 (67)
3.2 最少拍随动系统的设计 (67)
3.2.1 最少拍随动系统的脉冲传递函数 (68) 
3.2.2 最少拍随动系统数字控制器的分析 (68) 
3.2.3 最少拍随动系统数字控制器的设计 (70) 
3.3 最少拍无纹波随动系统的设计 (72)
3.3.1 单位阶跃输入最少拍无纹波随动系统的设计 (72)

3.3.2 单位速度输入最少拍无纹波随动系统的设计 (72)

3.3.3 最少拍无纹波随动系统设计举例 (73) 
3.4 大林(Dahlin)算法 (75)
3.4.1 大林算法中D(z)的基本形式 (75)
3.4.2 一阶惯性环节大林算法的D(z)基本形式 (75) 
3.4.3 二阶惯性环节大林算法的D(z)基本形式 (76) 
3.4.4 振铃现象及其消除方法 (76)
3.5 D(z)算法的软件实现 (79)
3.5.1 直接程序设计法 (79)
3.5.2 串行程序设计法 (80)
3.5.3 并行程序设计法 (81)
3.5.4 数字控制器设计方法小结 (83)
习题三 (84)
第4章 模糊控制技术
(85)
4.1 模糊控制的基本概念 (85)
4.1.1 模糊控制的特点 (85)
4.1.2 模糊控制的数字基础 (86)
4.2 模糊控制的实现 (89)
4.2.1 模糊化接口 (89)
4.2.2 知识库 (90)
4.2.3 模糊推理机 (91)
4.2.4 清晰化接口 (91)
4.3 模糊控制器设计方法 (92)
4.3.1 结构设计 (92)
4.3.2 模糊化 (93)
4.3.3 模糊控制器论域及比例因子的确定 (94) 
4.3.4 模糊控制规则的建立 (94)
4.3.5 清晰化 (94)
4.4 气体流量模糊控制系统设计实例 (95)
4.4.1 系统结构 (95)
4.4.2 流量检测和控制 (96)
4.4.3 模糊控制器的设计 (96)
4.4.4 系统的软件设计及抗干扰措施 (98)
习题四 (98)
第5章 微机控制系统中的微处理器
(99)
5.1 MCS-51系列单片机的硬件结构 (99)
5.1.1 基本结构 (99)
5.1.2 存储器的配置和组织 (103)
5.1.3 振荡器、时钟电路和CPU时序 (107)
5.1.4 并行I/O端口 (108)
5.1.5 定时器/计数器 (110)
5.1.6 串行接口 (111)
5.1.7 中断系统 (113)
5.2 MCS-51单片机的指令系统 (115)
5.2.1 指令和助记符 (115)
5.2.2 寻址方式 (116)
5.2.3 指令系统 (117)
5.3 常用单片微型计算机 (121)
5.3.1 ATMEL 89系列单片机 (121)
5.3.2 ATMEL 90系列单片机 (122)
5.3.3 MCS-251系列单片机 (123)
5.3.4 80C51单片微控制器 (123)
5.3.5 Motorola单片机 (124)
5.4 工业控制机 (126)
习题五 (127)
第6章 接口与总线
(128)
6.1 概述 (128)
6.1.1 接口与总线的概念 (128)
6.1.2 接口与总线的分类 (131)
6.2 并行接口 (132)
6.2.1 Centronics和IEEE 1284并行接口标准 (132) 
6.2.2 STD总线 (132)
6.2.3 PC/104与Compact PCI总线 (134)
6.3 异步串行接口 (136)
6.3.1 串行传输的基本概念 (136)
6.3.2 RS-232C串行接口 (137)
6.3.3 RS-499与RS-485串行接口 (140)
6.3.4 20mA电流环串行接口 (143)
6.4 同步串行接口 (144)
6.4.1 I2C接口 (144)
6.4.2 SPI接口 (153)
6.4.3 1-Wire总线接口 (157)
6.5 现场总线技术 (161)
6.5.1 现场总线与现场总线系统 (161)
6.5.2 现场总线的技术特征 (162)
6.5.3 典型的几种现场总线 (163)
习题六 (168)
第7章 前向通道与数据采集
(169)
7.1 微机控制系统中的前向通道 (169)
7.1.1 前向通道组成和特点 (169)
7.1.2 传感器与变送器 (170)
7.2 数字量输入通道 (175)
7.2.1 输入信号调理 (176)
7.2.2 隔离技术 (176)
7.2.3 开关信号输入 (177)
7.2.4 脉冲信号输入 (177)
7.2.5 数字编码信号输入 (182)
7.3 模拟量输入通道 (183)
7.3.1模拟信号调理 (184)
7.3.2 A/D转换器及其性能指标 (187)
7.3.3 常用A/D转换器 (188)
7.3.4 A/D转换器及其接口 (190)
7.4 数据采集 (201)
7.4.1 采样定理与采样/保持 (202)
7.4.2 多路开关与数据选择 (204)
7.4.3 数据采集程序 (208)
习题七 (211)
第8章 后向通道与执行机构
(212)
8.1 输出通道的结构 (212)
8.1.1 数字量输出通道 (212)
8.1.2 模拟量输出通道 (212)
8.2 开关量输出的常用器件与电路 (213)
8.2.1 功率开关接口技术 (213)
8.2.2 电磁式继电器的驱动 (215)
8.2.3 可控硅输出接口 (216)
8.2.4 固态继电器输出接口 (218)
8.3 模拟量输出的方法及器件 (220)
8.3.1 D/A转换接口技术及应用 (220)
8.3.2 F/V转换接口技术 (231)
8.3.3 线性功率驱动接口 (233)
8.4 常用电动机及驱动方法 (235)
8.4.1 伺服电机控制接口 (235)
8.4.2 步进电机控制接口 (239)
习题八 (242)
第9章 人—机接口
(243)
9.1 键盘接口技术 (243)
9.1.1 独立式键盘和矩阵式键盘 (243)
9.1.2 键盘接口及程序设计 (245)
9.2 显示接口技术 (250)
9.2.1 LED显示接口技术 (250)
9.2.2 LCD显示接口技术 (254)
9.3 触摸屏技术 (267)
9.3.1 触摸屏的工作原理 (267)
9.3.2 触摸屏的三个基本技术特性 (268)
9.4 微型打印机及接口 (269)
9.4.1 打印接口 (270)
9.4.2 TP霵系列微型打印机 (271)
9.4.3 打印机接口设计 (272)
习题九 (274)
第10章 微机控制系统的可靠性与抗干扰技术
(276) 
10.1 可靠性与抗干扰技术的基本概念 (276)
10.1.1 可靠性的概念 (276)
10.1.2 电磁兼容性 (277)
10.1.3 噪声的分类和耦合方式 (279)
10.14 控制系统可靠性设计的基本途径 (284) 
10.2 硬件的可靠性与抗干扰技术 (284)
10.2.1 元器件与系统结构 (284)
10.2.2 滤波与去耦电路 (286)
10.2.3 隔离与屏蔽技术 (289)
10.2.4 电源干扰的抑制与接地技术 (294)
10.2.5 停电保护和热插拨技术 (297)
10.2.6 Watchdog技术 (300)
10.2.7 印制板的抗干扰措施 (302)
10.3 软件的可靠性与抗干扰技术 (302)
10.3.1存储空间的分配和程序结构的设计 (302) 
10.3.2 数字滤波技术 (304)
10.3.3 数据的检错和纠错 (308)
10.3.4 开机自检与故障诊断 (309)
习题十 (311)
第11章 微机控制系统的设计实例
(312)
11.1微机控制系统设计概述 (312)
11.1.1微机控制系统的设计方法 (312)
11.1.2 微机控制系统的设计要素 (316)
11.2 温度控制系统的设计 (317)
11.2.1测量电路方案选择 (318)
11.2.2 总体流程 (318)
11.2.3 理论分析与计算 (319)
11.2.4 测量过程总体分析 (320)
11.2.5 抗干扰措施 (323)
11.2.6 软件设计 (323)
11.3 CAN总线构成的智能自控系统 (328)
11.3.1系统总体方案的设计 (328)
11.3.2 节点硬件电路的设计 (329)
11.3.3 CAN总线控制器SJA1000与接口 (331) 
11.3.4 软件设计 (337)
11.4 热电厂锅炉集散控制系统 (339)
11.4.1系统组成 (340)
11.4.2 控制方案 (344)
11.4.3 组态软件 (346)
附录 (350)
附录A MCS-51指令表 (350)
附录B 图形符号对照表 (355)
参考文献 (357)