计算机控制技术手册

第1章 计算机控制技术基础
1.1 计算机控制系统的基本概念
1.1.1 开环控制系统和闭环控制系统
技术基础篇
1.1.2 计算机控制系统的构成
1.1.3 计算机控制系统的主要特性
1.1.4 计算机控制系统的分类
1.2.1 自动控制理论的发展过程
1.2.2 计算机控制发展简史
1.2 计算机控制系统的发展过程
1.3 计算机控制系统的发展趋势
1.3.1 机床的数字控制
1.3.2 智能机器人
1.3.3 汽车电子化
1.3.4 实时专家系统
1.4 计算机控制系统的理论基础
1.4.1 信号的离散和恢复
1.4.2 Z变换
1.4.3 线性离散系统的状态变量描述
1.4.4 最优控制
1.4.5 系统辨识
1.4.6 自适应控制
第2章 主要微处理器
2.1 8位微处理器
2.1.1 8080
2.1.2 8085
2.1.3 Z80
2.1.4 M6800，6820和6809
2.1.5 MCS6500系列
2.1.6 CDP1802
2.2.1 引脚排列及说明
2.2 8086/8088
2.2.2 体系结构
2.2.3 中断系统
2.2.4 指令系统
2.3 80186/80188
2.3.1 引脚排列及说明
2.3.2 体系结构
2.3.3 中断系统
2.2.4 指令系统
2.4.1 引脚功能
2.4 80286
2.4.2 体系结构
2.4.3 中断系统
2.4.4 指令系统
2.5 80386
2.5.1 功能描述
2.5.2 引脚排列及说明
2.5.3 体系及结构
2.5.4 中断和异常系统
2.5.5 指令系统
2.6.1 功能描述
2.6 80486
2.6.2 体系结构
2.6.3 中断系统
2.6.4 指令系统
2.6.5 引脚排列及说明
2.7 80860
2.7.1 体系结构
2.7.2 总线接口和引脚功能说明
2.7.3 RISC核心部件和指令系统说明
2.7.4 i860XP微处理器
2.8 Z280和Z8000
2.8.2 Z8000
2.9 Z80000
2.9.1 寄存器结构
2.9.2 存储器管理
2.9.3 异常系统
2.9.4 指令系统说明
2.10 TMS9900系列
2.10.1 主要引脚功能说明
2.10.3 指令系统
2.10.2 体系结构说明
2.10.4 中断系统
2.11 MC68000
2.11.1 体系结构说明
2.11.2 中断系统
2.11.3 指令系统说明
2.12 MC68020
2.12.1 体系结构说明
2.12.2 异常系统
2.12.3 指令系统说明
2.13.1 体系结构说明
2.13 MC68040
2.13.2 与68020及68881/882的比较
2.13.3 中断异常
2.13.4 指令系统说明
2.13.5 68000系列中其他成员
2.14 NS16000系列
2.14.1 寄存器和存储器结构
2.14.2 寻址方式及指令系统
2.15 32位微处理器V80
2.15.1 体系结构
2.15.2 引脚功能说明
2.15.3 指令系统说明
2.16 其他微处理器
2.16.1 MC88000系列
2.16.2 SPARC微处理器
2.16.3 MIPS R4000系列
2.16.4 AM2900系列
2.16.5 AM29050
2.16.6 NS32032
3.1.2 引脚定义
3.1.1 主要性能特点
3.1 MULTIBUS I
第3章 总线及总线标准
3.1.3 iLBX局部总线扩展
3.1.4 iSBX I/O扩展总线
3.1.5 Multi channel I/O总线
3.2 MULTIBUS Ⅱ
3.2.1 iPSB并行系统总线
3.2.2 iSSB串行系统总线
3.2.3 iLBXII局部扩展总线
3.3.2 引脚定义
3.3.1 主要性能特点
3.3 STD总线
3.3.3 主要引脚信号说明
3.4 VME总线
3.4.1 主要性能特点
3.4.2 主要引脚信号分组
3.4.3 引脚定义
3.5 ISA总线
3.5.1 主要性能特点
3.5.2 引脚定义
3.6.1 主要性能特点
3.6 EISA总线
3.6.2 引脚定义
3.7 微通道(MCA)总线
3.7.1 主要性能特点
3.7.2 引脚定义
3.7.3 主要引脚说明
3.8 STE总线
3.8.1 主要性能特点
3.8.2 引脚定义
3.9.2 VAXBI引脚定义
3.9.1 VAXBI结点框图
3.9 VAXBI BUS
3.9.3 BCI引脚定义
3.10 IEEE 696/S100总线
3.10.1 主要性能特点
3.10.2 引脚定义
第4章 通信接口及标准
4.1 Centronics并行接口
4.2 GPIB通用接口
4.2.1 GPIB接口的特点
4.2.2 GPIB接口总线的定义、功能及主要技术指标
4.2.3 GPIB接口总线的操作
4.2.4 GPIB支持用集成电路
4.3 RS--232--C串行接口标准
4.3.1 RS--232--C信号特性、电缆长度及波特率
4.3.2 RS--232--C引脚分配及定义
4.3.3 RS--232--C的连接方法
4.3.4 TTL与RS--232--C之间的电平转换
4.4 RS--449、RS--422、RS--423和RS-485
4.4.1 RS--449、RS--422、RS--423和RS--485的特点
4.4.2 RS--449的信号线定义
4.4.3 RS--422--A和RS--423--A
4.4.4 RS--485
4.5 20mA电流环接口
4.5.1 电流环路设计
4.5.2 20mA电流环接口与RS--232--C接口的关系
硬件篇
第5章 主流机型
5.1 系统2工业计算机
5.1.1 系统特点
5.1.2 系统部件及可选部件
5.1.3 模板分类
5.1.4 存储器的地址分配
5.1.5 I/O端口地址分配
5.1.6 中断地址
5.1.7 可靠性措施
5.1.8 系统2工控机系列
5.1.9 技术规范
5.2 工业个人计算机(IPC)
5.2.1 IPC的技术特点
5.2.2 IPC的主要部件
5.2.3 I/O卡分类
5.2.5 IPC生产厂名录
5.2.4 几种主要IPC的性能比较
5.3 VAX系列计算机
5.3.1 基本配制
5.3.2 结构型式
5.3.3 实时CPU
5.3.4 VAX实时加速器
5.3.5 VAX--11/780
第6章 微控制器(一)
6.1 MCS--48系列
6.1.1 8048/8049引脚排列及功能
6.1.2 48系列中特殊电路
6.1.3 指令系统
6.2 MCS--51系列
6.2.1 8051/8052引脚排列及功能
6.2.2 内部结构
6.2.3 中断结构
6.2.4 串行接口
6.2.5 节电运行
6.2.6 51系列中的增强型电路
6.2.7 指令系统
6.3.1 8044结构
6.3 RUPI 44系列
6.3.2 中断系统
6.3.3 串行接口单元
6.4 MCS--96系列
6.4.1 8096
6.4.2 8096BH
6.4.3 8098
6.4.4 MCS--96状态和控制寄存器
6.4.5 指令系统
6.4.6 80C196
6.5 80960KB微控制器及其基本系统
6.5.1 性能特点
6.5.2 结构原理
6.5.3 基本系统
第7章 微控制器(二)
7.1 MC6801系列
7.1.1 MC6801引脚排列及功能
7.1.2 MC68HC11
7.1.3 指令系统
7.2.1 主要功能说明
7.2 MC6805系列
7.2.2 中断系统
7.2.3 MC68HC05系列
7.2.4 MC6805指令集
7.3 Z8系列
7.3.1 引脚排列及功能
7.3.2 内部结构
7.3.3 中断系统
7.3.4 指令系统
7.4 PHILIPS微控制器
7.4.1 8XC751引脚排列及功能
7.4.2 存储器结构及特殊功能寄存器
7.4.3 87C751编程
7.4.4 8XC751节电工作方式
7.4.5 8XC752引脚排列及功能
7.4.6 8XC752存储器结构及特殊功能寄存器
7.4.7 I2C总线
7.5 NSC微控制器
7.5.1 COP400系列
7.5.2 COP800系列
7.5.3 HPC系列
7.5.4 三线串行口
7.6 TRANSPUTER
7.6.1 Transputer T800
7.6.2 Transputer T9000
7.7 微控制器开发系统
7.7.1 国外微控制器开发系统主要特点
7.7.2 国内微控制器开发系统的主要类型
7.7.3 开发系统举例
第8章 微控制器常用接口电路
8.1 8255、8253接口电路
8.1.1 8255可编程并行接口
8.1.2 8253可编程定时器/计数器
8.2 扫描显示接口
8.2.1 8031扫描显示电路
8.2.2 LED、LCD显示驱动电路
8.3 键盘/显示专用接口电路8279
8.4 A/D转换器
8.4.1 主要技术性能指标
8.4.2 A/D转换器的分类
8.4.3 A/D转换器与微控制器的连接
8.5.2 主要D/A转换器
8.5.1 主要技术性能指标
8.5 D/A转换器
8.6 常用A/D、D/A转换器一览表
8.7 微型打印机
8.7.1 TPμP微型打印机
8.7.2 微型打印机接口
软件篇
第9章 操作系统
9.1 Unix
9.1.1 系统基础
9.1.2 Unix环境中特殊语言工具Shell
9.1.3 Unix的正文处理工具与程序开发工具
9.1.4 Unix下的C语言程序开发环境
9.1.5 Unix系统与网络通信
9.2 iRMX86系统
9.2.1 特点及结构
9.2.2 处理机管理
9.2.3 基本I/O系统和扩展I/O系统
9.2.4 中断管理
9.2.5 内存管理
9.3.1 结构和功能
9.3 VAX/VMS系统
9.3.2 实用程序
9.3.3 命令语言
9.3.4 VAX程序开发工具
9.4 MS--DOS和CCDOS
9.4.1 版本及结构
9.4.2 DOS命令
9.4.3 CCDOS
9.5 OS/2操作系统
9.5.1 版本及主要性能
9.5.2 体系结构
9.5.3 OS/2的应用程序
9.5.4 系统命令
第10章 常用语言和工具软件
10.1 汇编语言
10.1.1 MCS--51汇编语言
10.1.2 MCS--96/98汇编语言
10.1.3 8086/8088宏汇编语言
10.1.4 MC68000汇编语言
10.2 高级语言
10.2.1 C语言
10.2.2 FORTH语言
10.2.3 PL/M语言
10.3 常用工具软件
10.3.1 编辑软件
10.3.2 调试软件
10.3.4 PCTOOLS
10.3.5 程序固化软件(MEP512)
第11章 实时软件设计
11.1 实时软件
11.1.1 分类
11.1.2 基本特点
11.2.1 基本程序设计
11.2 实时软件设计方法
11.2.2 实时系统中特殊数据结构
11.2.3 实时监控程序设计
11.2.4 输入通道的软件设计
11.2.5 输入数据预处理
11.2.6 输出通道的软件设计
11.2.7 中断程序设计
11.2.8 实时操作系统环境下的软件设计
11.3 实时软件设计的工程化方法
11.3.1 实时软件生存周期
11.3.2 设计的目标及原则
11.3.3 需求分析及规格制订
11.3.4 开发方法
11.3.5 可靠性设计
11.3.6 CASE技术简介
11.4 实时控制信息输入软件标准化准则
11.4.1 输入信息的转变过程
11.4.2 输入软件标准化准则
11.5 实时软件的评价和测试技术
11.5.1 性能评价及提高质量方法
11.5.2 测试及测试过程
11.5.3 测试方法
11.6 实时软件维护
11.6.1 实时软件维护的类型
11.6.2 维护工作实施步骤及管理
第12章 控制算法及其设计
12.1 PID控制
12.1.1 PID控制算式的一般形式
12.1.2 PID控制算式的变形
12.1.3 PID参数的整定
12.2.1 比率控制
12.2 PID控制的发展
12.2.2 计算指标控制
12.2.3 选择性控制
12.2.4 串级控制
12.2.5 参数最优化的低阶控制算法
12.3 数字控制器的设计
12.3.1 “模拟系统”设计方法
12.3.2 “离散系统”设计方法
12.3.3 D(z)的几种计算方法
12.4 基于系统输入输出描述的控制算法
12.4.1 模型算法控制
12.4.2 动态矩阵控制
12.5 模糊控制
12.5.1 模糊数学基础
12.5.2 模糊控制器的原理
12.5.3 实用模糊控制器
器件篇
第13章 传感器
13.1 传感器的基本知识
13.1.1 传感器的分类
13.1.2 构成及技术要求
13.1.3 选用的一般规则
13.2 传感器的特性
13.2.1 输入特性
13.2.2 静态响应特性
13.2.3 动态响应特性
13.2.4 对仪器和环境的要求
13.2.5 传感器的检验与标定
13.3 温度传感器
13.3.1 热电偶
13.3.2 热电阻
13.3.3 热敏电阻
13.3.4 集成电路温度传感器
13.3.6 光纤温度传感器
13.3.5 石英晶体谐振式温度传感器
13.3.7 红外线温度传感器
13.3.8 其他温度传感器
13.4 压力传感器
13.4.1 应变式压力传感器
13.4.2 压阻式压力传感器
13.4.3 电容式压力传感器
13.4.4 差动变压器式压力传感器
13.4.5 压电式压力传感器
13.4.7 谐振式压力传感器
13.4.6 光纤压力传感器
13.4.8 其他压力传感器
13.5 位移传感器
13.5.1 电位器式位移传感器
13.5.2 电感式位移传感器
13.5.3 变压器式位移传感器
13.5.4 数字式位移传感器
13.5.5 光纤位移传感器
13.5.6 其他位移传感器
13.6.1 超声波厚度传感器
13.6 厚度传感器
13.6.2 微波厚度传感器
13.6.3 核辐射厚度传感器
13.6.4 X射线厚度传感器
13.6.5 电涡流厚度传感器
13.6.6 电容式厚度传感器
13.6.7 磁性厚度传感器
13.7 接近度传感器
13.7.1 振荡器式接近度传感器
13.7.3 电涡流式接近度传感器
13.7.2 霍尔式接近度传感器
13.7.4 电磁式接近度传感器
13.7.5 高压线接近度传感器
13.7.6 机器人接近度传感器
13.8 转矩传感器
13.8.1 电阻应变式转矩传感器
13.8.2 压磁式转矩传感器
13.8.3 光电式转矩传感器
13.8.4 相位差式转矩传感器
13.9 转速传感器
13.8.6 反作用转矩传感器
13.8.5 振弦式转矩传感器
13.9.1 变磁阻式转速传感器
13.9.2 电容式转速传感器
13.9.3 光电式转速传感器
13.9.4 电磁测速发电机
13.9.5 发电机式转速传感器
13.9.6 霍尔式转速传感器
13.10.1 压电式加速度传感器
13.10 加速度传感器
13.10.2 应变式加速度传感器
13.10.3 伺服式加速度传感器
13.10.4 振弦式加速度传感器
13.10.5 摆式加速度传感器
13.10.6 其他加速度传感器
13.11 流量传感器
13.11.1 差压式流量传感器
13.11.2 流体阻力式流量传感器
13.11.3 流体振动式流量传感器
13.11.5 质量流量传感器
13.11.4 容积式流量传感器
13.11.6 其他流量传感器
13.12 物位传感器
13.12.1 浮力式液位传感器
13.12.2 电容式物位传感器
13.12.3 超声波式物位传感器
13.12.4 光纤液位传感器
13.12.5 核辐射式物位传感器
13.12.6 其他物位传感器
13.13.1 pH传感器
13.13 液体成分传感器
13.13.2 离子传感器(离子电极)
13.13.3 离子敏感场效应晶体管(ISFET)
13.13.4 酶传感器
13.13.5 微生物传感器
13.13.6 免疫传感器
13.14 气体传感器
13.14.1 半导体气体传感器
13.14.2 氢气传感器
13.14.3 氧气传感器
13.14.4 可燃性气体传感器
13.14.6 测量大气传感器
13.14.5 毒性气体传感器
13.15 湿度传感器
13.15.1 金属氧化物陶瓷湿度传感器
13.15.2 高分子湿度传感器
13.15.3 电解质湿度传感器
13.15.4 热敏电阻式湿度传感器
13.15.5 红外线湿度传感器
13.15.6 微波湿度传感器
13.16 光传感器
13.16.1 光致电压型光传感器(光电池)
13.16.2 光敏电阻
13.16.3 光敏晶体管
13.16.4 二维光传感器
13.17 颜色传感器
13.17.1 单晶硅色敏传感器
13.17.2 非晶硅彩色传感器
13.17.3 色调传感器
13.18 传感器的发展趋势及智能传感器
13.19 中国传感器主要生产单位名录
14.1.3 主要技术指标
14.1.2 品种与分类
14.1 主要特性及技术指标
第14章 变送器
14.1.1 主要特性
14.2 型号命名法
14.2.1 Ⅱ型变送器的型号命名
14.2.2 Ⅲ型变送器的型号命名
14.3 温度变送器
14.3.1 DDZ--Ⅱ型温度变送器
14.3.2 DDZ--Ⅲ型温度变送器
14.3.3 DDZ--S系列温度变送器
14.3.6 调校方法
14.3.4 主要技术性能
14.3.5 选用准则
14.4 压力变送器
14.4.1 主要技术性能
14.4.2 选用准则
14.5 差压变送器
14.5.1 工作原理及特点
14.5.2 主要技术性能
14.5.3 选用准则
14.5.4 调校方法
14.6.1 电容式变送器
14.6 电子式变送器
14.6.2 820系列变送器(振弦式变送器)
14.6.3 扩散硅式变送器
14.7 电量变送器
14.7.1 主要类型及用途
14.7.2 基本工作原理
14.7.3 输入输出特性
14.7.4 主要电量变送器的性能
14.8 智能变送器
14.8.1 基本工作原理
14.8.2 特点
14.8.3 智能变送器的应用
14.9 我国变送器部分生产厂名录
第15章 执行器
15.1 概述
15.1.1 技术特征
15.1.2 分类及特点
15.2 气动执行器
15.2.1 QZ型气动执行器
15.2.2 电信号气动长行程执行器
15.3 液压执行器
15.4 电动执行器
15.4.1 伺服电动机
15.4.2 步进电机
15.4.3 电磁式执行器
15.4.4 角行程电动执行器
15.4.5 智能电动执行机构
15.5 无触点开关
15.5.1 大功率晶体管
15.5.2 可控硅
15.5.3 接近开关
15.5.4 光电开关
15.6 固态继电器
15.6.1 直流型固态继电器
15.6.2 交流型固态继电器
15.6.3 输入控制
15.6.4 驱动方法
15.6.5 固态继电器的应用
15.7 中国部分执行器生产厂及其主要产品
16.1.1 PLC的结构及类型
16.1 可编程序控制器及其发展趋势
第16章 可编程序控制器
系统篇
16.1.2 主要技术参数及功能
16.1.3 PLC与工控机的异同点
16.1.4 PLC的发展趋势
16.2 I/O模板
16.2.1 I/O模板的连接方式
16.2.2 数字量输入模板
16.2.3 数字量输出模板
16.2.4 模拟量输入模板
16.2.5 模拟量输出模板
16.3 数据通信模板
16.3.1 OMRON公司的数据通信模板
16.3.2 GE公司的数据通信模板
16.4 PLC的编程
16.4.1 继电器号的分配方法
16.4.2 GE编程语言
16.4.3 编程器
16.5 PLC的选型和配置
16.5.1 型号选择
16.6 主要PLC产品及性能
16.5.3 存储器容量的选择
16.5.2 I/O模板的选择
第17章 分散型综合控制系统
17.1 概念及特点
17.1.1 系统的主要特点
17.1.2 基本组成部件
17.2 星形拓扑的DCS
17.2.1 多回路数据采集仪
17.2.2 智能调节器
17.2.3 上位机和下位机的通信
17.2.4 人一机联系
17.3.2 现场监控站
17.3.3 通信功能及上位机
17.3 分布式控制系统
17.3.1 系统的基本结构
17.3.4 操作控制站
17.4 通信网络接口
17.5 主要分散型控制系统简介
17.5.1 TDC-3000
17.5.2 BITBUS
17.5.3 μXL
17.5.4 HIAS-3000系统
17.5.5 i/A SERIES
17.5.7 CENTUM
17.5.6 WDPFS
17.6 发展趋势
17.7 可靠性措施
17.7.1 设计阶段的可靠性措施
17.7.2 制造阶段的可靠性措施
17.7.3 使用中的可靠性措施
17.8 系统的选型
17.9 主要系统的性能比较
18.1.1 工业环境的主要特征
第18章 工业网络
18.1 基本概念
18.1.2 工厂自动化模型
18.1.3 工业网络的性能特点
18.2 网络协议及标准
18.2.1 OSI基本参考模型
18.2.2 HDLC规程
18.2.3 PROWAY C标准
18.2.4 IEEE 802标准
18.3 网络结构
18.3.1 总线形网络
18.3.2 星形网络
18.3.3 环形网络
18.4 信息传输
18.4.1 传输介质
18.4.2 传输方式
18.4.3 传输技术
18.5 介质访问方法
18.5.1 带碰撞检测的载波侦听多点访问法
18.5.2 令牌总线法
18.5.3 令牌环法
18.6 现场总线
18.6.1 体系结构
18.6.2 无线现场总线
18.7 MAP协议
18.7.1 MAP结构及同ISO OSI间的关系
18.7.2 MAP在工厂自动化中的位置
18.7.3 MAP使用的几个协议和标准
18.7.4 各层的主要功能
18.8.1 概念和目标
18.8.2 体系结构
18.8 计算机集成制造系统
18.8.3 CIMS中的基础技术
第19章 电源及抗干扰技术
19.1 干扰的产生及分析
19.1.1 干扰源
19.1.2 噪声耦合途径
19.1.3 干扰对象的抗干扰度
19.2 抗干扰常用器件
19.2.1 隔离变压器
19.2.2 光电耦合器
19.2.3 隔离放大器
19.2.4 滤波器
19.2.5 电源监视器
19.2.6 屏蔽电缆与屏蔽外壳
19.2.7 瞬间变压抑制器
19.2.8 DC--DC转换器
19.3 抗干扰技术
19.3.1 干扰源抑制技术
19.3.2 噪声耦合抑制技术
19.3.3 提高电气系统抗扰度措施
19.4.1 数字滤波
19.4 软件抗干扰技术
19.4.2 开关量的软件抗干扰处理
19.4.3 编程中的抗干扰技巧
19.5 电源及其净化技术
19.5.1 电源噪声来源，种类及危害
19.5.2 微机供电系统的抗干扰设计
19.5.3 电源净化技术及净化稳压电源产品
19.6 计算机病毒及防治措施
19.6.1 病毒作用原理及特点
19.6.2 防治措施
一、拉氏变换和Z变换表
附录
二、CC74HC/HCT电路的主要技术指标
三、CMOS数字电路电参数表
四、PMOS数字电路电参数表
五、ASCII编码表
六、半导体集成电路型号命名方法
七、液晶显示器件外形尺寸标注及引线排布规则
八、常用电器图形符号
九、流程图、资源图用符号
十、专业术语英汉对照表
参考文献