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第1篇 微型计算机数据采集技术2

第1章 计算机输入输出技术基础2

1.1 I/O接口2

1.1.1 基本接口电路2

1.1.2 典型接口6

1.2 I/O端口的编址7

1.2.1 存储器映象编址7

1.2.2 I/O单独编址7

1.3 I/O过程的控制7

1.3.1 同步传送方式8

1.3.2 查询传送方式9

1.3.3 中断传送方式11

1.3.4 DMA传送方式11

第2章 数据采集系统的构成13

2.1 数据采集系统的硬件13

2.2 数据采集系统的软件14

第3章 模数转换技术17

3.1 信号的获取及调理17

3.1.1 传感器的选择17

3.1.2 信号调理18

3.2 多路开关20

3.2.1 多路开关集成电路20

3.2.2 多路开关集成电路的主要性能参数23

3.3 信号采样23

3.3.1 采样频率23

3.3.2 孔径时间24

3.3.3 采样保持器24

3.4 模数转换电路26

3.4.1 A/D转换类型26

3.4.2 A/D转换器的主要性能参数28

3.4.3 典型的A/D转换电路28

3.4.4 A/D转换电路和系统总线的接口33

第4章 数据预处理38

4.1 数据预处理的必要性38

4.2 常用数字滤波算法38

参考文献40

第2篇 微型计算机控制技术42

第5章 计算机控制系统的组成及特点42

5.1 概述42

5.2 微型机控制系统的组成及特点43

5.3 微型机控制系统的分类44

第6章 数字PID控制器的设计与实现48

6.1 数字PID控制算法48

6.1.1 模拟PID调节规律的离散化49

6.1.2 数字PID控制器算法的改进51

6.1.3 带一阶延迟滤波器的数字PID控制器算法55

6.2 数字PID控制器的程序实现57

6.2.1 程序编制58

6.2.2 数据运算58

6.2.3 数字滤波器59

6.3 数字PID控制器参数整定60

6.3.1 阶跃响应曲线法60

6.3.2 临界比例法62

6.3.3 扩充临界比例法63

6.3.4 采样周期的选择63

6.4 对象具有纯滞后的数字控制器的设计64

第7章 微型机控制系统的设计与实现67

7.1 微型机控制系统的设计步骤67

7.1.1 确定控制系统的总体方案67

7.1.2 确定控制算法68

7.1.3 选择总线标准及微型机系统68

7.1.4 系统硬件及软件设计71

7.1.5 控制系统的调试72

7.2 微型机控制系统应用实例72

7.2.1 温度控制系统73

7.2.2 数字随动系统80

第8章 单片机原理及应用83

8.1 概述83

8.1.1 单片机的产生83

8.1.2 单片机的发展83

8.1.3 单片机的新发展和设想86

8.2 MCS-51单片机性能及结构87

8.2.1 MCS-51单片机的主要性能87

8.2.2 MCS-51单片机内部及总体结构88

8.2.3 MCS-51单片机引脚功能90

8.3 MCS-51单片机内部各部件原理及功能92

8.3.1 存储器的配置和特点92

8.3.2 输入输出通道100

8.3.3 定时器/计数器104

8.3.4 串行通信与接口108

8.3.5 中断和复位系统124

8.4 MCS-51指令系统127

8.4.1 MCS-51的寻址方式128

8.4.2 MCS-51的指令类型128

8.5 MCS-51单片机外部功能的扩展131

8.5.1 MCS-51单片机外部电路的扩展131

8.5.2 MCS-51单片机与模数及数模转换器的扩展接口131

8.6 微型机-单片机两级控制系统137

8.6.1 系统的总体结构138

8.6.2 STD总线模板138

8.6.3 微型机-STD总线单片机两级炉温控制系统140

8.7 MCS-96系列单片机146

8.7.1 MCS-96系列单片机功能概述146

8.7.2 单片机80C196简介147

第9章 可编程序控制器原理及应用150

9.1 PLC技术发展特点150

9.2 PLC系统组成及结构152

9.2.1 PLC系统硬件152

9.2.2 PLC系统软件158

9.2.3 PLC系统配置与扩展159

9.3 PLC编程语言163

9.3.1 梯形图LD164

9.3.2 指令清单IL167

9.3.3 顺序功能图SFC168

9.3.4 功能块图FBD171

9.3.5 结构化文本ST172

9.4 PLC基本工作原理172

9.4.1 中央处理器工作原理173

9.4.2 基本I/O工作原理183

9.4.3 PLC存储器组织187

9.5 PLC指令系统简介196

9.5.1 基本指令196

9.5.2 特殊指令197

9.6 PLC应用系统设计204

9.6.1 设计步骤及原则204

9.6.2 PLC应用系统举例208

9.7 OMRON PLC网络系统225

9.7.1 上位机链接225

9.7.2 控制器链接231

9.7.3 网络链接实验236

第10章 分布式计算机控制系统概述243

10.1 计算机控制系统的体系结构243

10.2 分布式计算机控制系统的特点与递阶层次244

10.3 分布式计算机控制系统产品简介246

10.3.1 TDC-3000集散控制系统247

10.3.2 CENTUM-XL，μXL集散控制系统248

10.3.3 INI-90集散控制系统249

10.3.4 I/A Series集散控制系统249

10.3.5 MOD 300集散控制系统250

10.3.6 HS 2000及HS 2000μCS集散控制系统250

10.4 分布控制系统的发展趋势252

参考文献253