Design and Application of Computer Measurement and Control System

出版说明 2页
前言 3页
第 1 章 计算机测控系统概论 12页
1.1 计算机测控系统的发展过程 12页
1.1.1 基地式仪表 12页
1.1.2 单元组合仪表 12页
1.1.3 数据采集系统（DAS） 12页
1.1.4 直接数字控制系统（DDC） 13页
1.1.5 监督控制系统（SCC） 13页
1.1.6 集散控制系统（DCS） 14页
1.1.7 现场总线控制系统（FCS） 16页
1.1.8 工业过程计算机集成制造系统（流程 CIMS） 16页
1.2 微处理器与微控制器技术 17页
1.2.1 INTEL 公司 18页
1.2.2 MOTOROLA 公司 21页
1.2.3 Zilog 公司 23页
1.2.4 NEC 公司 24页
1.2.5 HITACHI 公司 26页
1.2.6 ATMEL 公司 27页
1.2.7 Philips 公司 28页
1.2.8 Microchip 公司 28页
1.2.9 TOSHIBA 公司 29页
1.2.10 Winbond 公司 30页
1.2.11 Elan 公司 30页
1.2.12 TI 公司 30页
1.3 数字信号处理器 DSP 技术 31页
1.3.1 C2000 系列 31页
1.3.2 C5000 系列 32页
1.3.3 C6000 系列 32页
1.3.4 ADSP-218×M/N 系列 33页
1.3.5 ADSP-219×系列 34页
1.4 计算机测控系统的发展趋势 35页
1.4.1 可编程控制器（PLC） 35页
1.4.2 采用新型的控制系统 36页
1.4.3 实现最优控制 36页
1.4.4 自适应控制 36页
1.4.5 人工智能 36页
1.4.6 模糊控制（Fuzzy Control） 37页
1.4.7 神经网络控制 37页
习题 37页
第 2 章 微处理器与微控制器总线配置 38页
2.1 INTEL8088 CPU 三总线的配置 38页
2.1.1 8284 时钟发生器驱动器 38页
2.1.2 8288 总线控制器 39页
2.1.3 8088 微处理器 40页
2.1.4 存储空间的配置（Von·Noreaman结构） 44页
2.2 MCS-51 系列及其兼容单片微控制器三总线的配置 46页
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 60页
2.2.3 存储空间的配置(Harward结构) 60页
2.3 MCS-96 系列单片微控制器三总线的配置 62页
2.3.1 几种常用的 MCS-96 系列单片微控制器 62页
2.3.2 三总线的构成 73页
2.3.3 存储空间的配置（Preston结构） 73页
2.4 总线结构 74页
2.4.1 总线的概念及分类 74页
2.4.2 总线标准简介 75页
2.4.3 总线组成及总线功能 77页
2.4.4 PCI 总线 79页
2.4.5 LPC 接口 88页
2.4.6 流行总线的性能比较 92页
习题 94页
第 3 章 译码与存储器系统设计 95页
3.1 简单译码集成电路 95页
3.1.1 常用简单译码集成电路 95页
3.1.2 应用举例 97页
3.2 PLD 可编程逻辑器件 102页
3.2.1 可编程逻辑器件的发展 102页
3.2.2 可编程逻辑器件的分类 104页
3.2.3 PLD 电路的表示方法 105页
3.2.4 Xilinx 公司及其产品简介 106页
3.2.5 Altera 公司及其产品简介 106页
3.2.6 Lattice 的系列产品 107页
3.2.7 边界扫描技术 118页
3.2.8 GAL 器件译码应用举例 119页
3.3 程序存储器及其扩展方法 124页
3.3.1 常用程序存储器芯片EPROM 124页
3.3.2 地址锁存器及其应用 127页
3.3.3 程序存储器扩展实例 128页
3.4 数据存储器及其扩展方法 129页
3.4.1 常用数据存储器芯片 RAM 129页
3.4.2 数据存储器扩展实例 131页
3.4.3 SRAM 的掉电保护 131页
3.4.4 非易失性 SRAM 132页
3.5 Flash 存储器及其扩展方法 135页
3.5.1 常用 Flash 存储器 135页
3.5.2 AT29C512 及其与 CPU的接口 135页
3.6 双端口 RAM 及其扩展方式 138页
3.6.1 常用的双端口 RAM 138页
3.6.2 IDT7130 在双机并行通信中的应用 142页
3.7 串行 EEPROM 存储器及其扩展方法 144页
3.7.1 IáC BUS 简介 144页
3.7.2 SPI 串行外围接口简介 144页
3.7.3 MICROWIRE/PLUS 串行通信接口 145页
3.7.4 AT24C××系列串行 EEPROM及其扩展方法 145页
3.7.5 AT93C××系列串行 EEPROM及其扩展方法 155页
3.7.6 FM25040 铁电 NVRAM 及其应用 161页
3.7.7 X5043/5045 WDT/串行 EEPROM及其扩展方法 172页
习题 177页
第 4 章 基本输入输出系统设计 179页
4.1 简单 I/O 接口电路的扩展方法 179页
4.1.1 用锁存器扩展简单的输出口 179页
4.1.2 用三态缓冲器扩展简单的输入口 182页
4.1.3 用移位寄存器扩展 I/O 接口 184页
4.2 可编程并行接口 8255A 及其应用 187页
4.2.1 8255A 芯片介绍 187页
4.2.2 8255A 与 CPU 的接口电路 193页
4.2.3 双机并行通信接口设计 195页
4.3 可编程计数器/定时器 8253及其应用 197页
4.3.1 8253 芯片介绍 197页
4.3.2 8253 与 CPU 的接口电路 206页
4.3.3 8253 应用实例 207页
4.3.4 8254 在脉冲测量数字滤波中的应用 210页
4.4 可编程双通道异步收发器TL16C 563页
4.4.1 TL16C552 芯片介绍 213页
4.4.2 寄存器选择 216页
4.4.3 寄存器操作说明 217页
4.4.4 可编程波特率发生器 222页
4.4.5 TL16C552 与 CPU 的接口电路 223页
4.5 数字量与脉冲量接口技术 225页
4.5.1 光耦合器 225页
4.5.2 数字量输入通道 230页
4.5.3 数字量输出通道 232页
4.5.4 脉冲量输入输出通道 239页
习题 240页
第 5 章 键盘和打印机接口技术 241页
5.1 独立式键盘接口设计 241页
5.1.1 键盘的特点及确认 241页
5.1.2 独立式按键扩展实例 242页
5.2 矩阵式键盘接口设计 244页
5.2.1 矩阵键盘工作原理 244页
5.2.2 按键的识别方法 244页
5.2.3 键盘的编码 246页
5.2.4 键盘工作方式 246页
5.2.5 矩阵键盘接口实例 249页
5.2.6 双功能及多功能键的设计 250页
5.2.7 键盘处理中的特殊问题--重键和连击 251页
5.3 DIP 开关与拨码盘接口设计 252页
5.3.1 DIP 开关 252页
5.3.2 拨码盘 253页
5.3.3 BCD 码拨盘与 8255 的接口 254页
5.4 打印机接口电路设计 254页
5.4.1 标准 Centronics 接口 254页
5.4.2 应用实例 255页
习题 259页
第 6 章 测控系统的显示技术 261页
6.1 显示技术的发展及其特点 261页
6.1.1 显示技术的发展 261页
6.1.2 显示器件的主要参数 263页
6.2 LED 显示器接口设计 264页
6.2.1 LED 显示器的结构 265页
6.2.2 LED 显示器的扫描方式 266页
6.2.3 LED 显示器扩展实例 268页
6.2.4 LED 显示驱动器 MAX7219及其应用 271页
6.3 段型 LCD 显示器接口设计 277页
6.3.1 LCD 的发展过程 277页
6.3.2 LCD 的特点 278页
6.3.3 LCD 的基本结构及工作原理 279页
6.3.4 LCD 的驱动方式 280页
6.3.5 液晶显示驱动器 281页
6.3.6 LCD 接口电路设计 284页
6.4 点阵液晶显示控制器 T6963C及其应用 286页
6.4.1 T6963C 特性 286页
6.4.2 T6963C 与 CPU 的接口 287页
6.4.3 T6963C 指令集 287页
6.4.4 DMF5000N 系列点阵液晶显示模块介绍 291页
6.4.5 DMF5000N 系列液晶显示模块的接口技术 292页
6.4.6 应用程序设计 294页
习题 299页
第 7 章 计算机测控系统的控制技术 300页
7.1 计算机测控系统的被控对象及性能指标 300页
7.1.1 被控对象 300页
7.1.2 性能指标 301页
7.1.3 对象特性对控制性能的影响 306页
7.2 PID 控制技术 307页
7.3 数字 PID 算法 310页
7.3.1 PID 算法 310页
7.3.2 PID 算式的改进 319页
7.4 PID 参数整定 323页
7.4.1 PID 参数对控制性能的影响 323页
7.4.2 采样周期 T 的选取 325页
7.4.3 扩充临界比例度法 325页
7.5 串级控制技术 327页
7.5.1 串级控制算法 328页
7.5.2 副回路微分先行串级控制算法 329页
7.6 前馈-反馈控制技术 331页
7.6.1 前馈控制的结构 331页
7.6.2 前馈-反馈控制的结构 332页
7.6.3 数字前馈-反馈控制算法 333页
7.7 数字控制器的直接设计方法 335页
7.7.1 基本概念 335页
7.7.2 最少拍无差系统的设计 336页
7.7.3 最少拍无纹波系统 344页
7.8 大林算法 347页
7.8.1 大林算法的基本形式 347页
7.8.2 振铃现象的消除 349页
7.8.3 大林算法的设计步骤 351页
7.9 史密斯预估控制技术 352页
7.9.1 史密斯预估控制原理 352页
7.9.2 史密斯预估控制举例 354页
7.10 模糊控制技术 355页
7.10.1 模糊控制的数学基础 355页
7.10.2 模糊控制系统组成 360页
7.10.3 模糊控制器设计 366页
7.10.4 双输入单输出模糊控制器设计 368页
7.10.5 模糊 PID 控制 371页
习题 373页
第 8 章 模拟信号测量与控制接口技术 375页
8.1 传感器 375页
8.1.1 传感器的定义和分类及构成 375页
8.1.2 传感器的基本性能 377页
8.1.3 传感器的应用领域 379页
8.1.4 基准电压源和恒流源 380页
8.1.5 温度传感器 385页
8.1.6 湿度传感器 396页
8.1.7 流量传感器 397页
8.1.8 热释电红外传感器 399页
8.1.9 光电传感器 400页
8.1.10 气敏传感器 400页
8.1.11 霍尔传感器 401页
8.1.12 应变式电阻传感器 402页
8.1.13 压力传感器 403页
8.1.14 CCD 图像传感器 404页
8.2 模拟信号放大技术 404页
8.2.1 放大器 404页
8.2.2 运算放大器及其应用 407页
8.2.3 测量放大器 412页
8.2.4 程控增益放大器 414页
8.3 多通道模拟信号测量技术 417页
8.3.1 信号和采样定理 417页
8.3.2 采样/保持器 422页
8.3.3 模拟开关 424页
8.3.4 32 通道模拟量输入电路设计实例 428页
8.4 模拟量输入通道 431页
8.4.1 模拟量输入通道的组成 431页
8.4.2 A/D 转换器的工作原理 431页
8.4.3 量化 433页
8.4.4 A/D 转换器的技术指标 435页
8.5 模拟量输出通道 436页
8.5.1 模拟量输出通道的组成 436页
8.5.2 D/A 转换器的工作原理 437页
8.5.3 D/A 转换器的技术指标 439页
8.6 12 位 A/D 转换器 AD574A 439页
8.6.1 AD574A 的内部结构与引脚功能 439页
8.6.2 AD574A 的应用特性及校准 441页
8.6.3 AD574A 与 CPU 的接口 442页
8.6.4 AD574A 的应用调试说明 443页
8.7 6 路 12 位 A/D 转换器ADS 7864 444页
8.7.1 引脚描述 445页
8.7.2 应用说明 446页
8.7.3 ADS7864 与 CPU 的接口 449页
8.8 24 位Σ-ΔA/D 转换器AD 7714 450页
8.8.1 引脚介绍 451页
8.8.2 片内寄存器 453页
8.8.3 模拟输入 457页
8.8.4 基准输入 458页
8.8.5 AD7714 数字接口 460页
8.8.6 AD7714 与 CPU 的接口 462页
8.8.7 AD7714 的应用 465页
8.9 8 路 24 位Δ-ΣA/D 转换器ADS 1216 467页
8.9.1 引脚说明 468页
8.9.2 应用说明 469页
8.9.3 寄存器定义 471页
8.9.4 命令 476页
8.9.5 ADS1216 与 CPU 的接口 477页
8.10 12 位串行 A/D 转换器ADS 7822 481页
8.10.1 引脚说明 481页
8.10.2 应用说明 482页
8.10.3 ADS7822 与 CPU 的接口技术 483页
8.11 12 位 D/A 转换器DAC 1208 485页
8.11.1 DAC1208/1209/1210 的内部结构与引脚功能 485页
8.11.2 DAC1208 与 CPU 的接口 486页
8.11.3 DAC1230 系列 D/A 转换器 488页
8.12 4 路 12 位并行 D/A 转换器DAC 7624 489页
8.12.1 引脚介绍 489页
8.12.2 应用说明 490页
8.12.3 DAC7624/25 与 CPU的接口 491页
8.13 4 路 12 位串行 D/A 转换器DAC 7614 492页
8.13.1 引脚介绍 492页
8.13.2 应用说明 493页
8.13.3 DAC7614 与 CPU 的接口技术 494页
8.14 电流/电压转换电路 496页
8.14.1 电压/0~10mA 转换 496页
8.14.2 电流/0~5V 转换 498页
8.14.3 集成电压/电流转换器XTR 121页
习题 501页
第 9 章 数字控制与应用程序设计 503页
9.1 数字控制基础 503页
9.1.1 数字控制的基本原理 503页
9.1.2 数字控制方式 504页
9.1.3 开环数字控制 505页
9.2 逐点比较法插补原理 506页
9.2.1 逐点比较法直线插补 506页
9.2.2 逐点比较法圆弧插补 511页
9.3 步进电动机控制 516页
9.3.1 步进电动机的工作原理 517页
9.3.2 步进电动机控制系统原理图 518页
9.3.3 步进电动机的驱动电路 519页
9.3.4 步进电动机的工作方式 520页
9.3.5 步进电动机控制程序设计 521页
9.4 数字滤波程序 523页
9.4.1 程序判断滤波 523页
9.4.2 中值滤波 524页
9.4.3 算术平均滤波 524页
9.4.4 加权平均滤波程序 525页
9.4.5 低通滤波 525页
9.4.6 滑动平均滤波 525页
9.4.7 各种滤波方法的比较 526页
9.5 标度变换程序 526页
9.5.1 线性标度变换 526页
9.5.2 非线性标度变换 527页
习题 528页
第 10 章 特殊集成电路及其应用 529页
10.1 DS12C887 实时日历时钟 529页
10.1.1 引脚介绍 529页
10.1.2 DS12C887 的应用说明 530页
10.1.3 各寄存器作用 531页
10.1.4 DS12C887 的中断和更新周期 532页
10.1.5 DS12C887 与 CPU 的接口 533页
10.2 X1205 实时日历时钟 535页
10.2.1 引脚介绍 536页
10.2.2 应用说明 536页
10.2.3 操作说明 540页
10.2.4 X1205 与 CPU 的接口 542页
10.3 BL50462AP 及其软件解码技术 542页
10.3.1 BL50462AP 特点及引脚介绍 542页
10.3.2 指令码组成 543页
10.3.3 发射与接收电路 544页
10.3.4 解码电路 545页
10.3.5 解码原理 545页
10.3.6 程序设计 546页
10.4 微控制器监控电路及其应用 549页
10.4.1 MAX703～709/813L 监控电路及其应用 549页
10.4.2 MB3773 电源监视器及其应用 552页
习题 553页
第 11 章 现场总线技术 554页
11.1 现场总线的现状与发展 554页
11.1.1 现场总线的产生 554页
11.1.2 现场总线的特点和优点 555页
11.1.3 现场总线标准的制定 556页
11.1.4 现场总线网络的实现 558页
11.1.5 现场总线的现状 559页
11.1.6 现场总线技术的发展趋势 564页
11.2 数字通信基础 564页
11.2.1 基本概念 564页
11.2.2 通信系统的组成 566页
11.2.3 数据编码 567页
11.2.4 局域网及其拓扑结构 569页
11.2.5 网络传输介质 571页
11.2.6 介质访问控制方式 573页
11.2.7 CRC 校验 574页
11.3 串行通信接口 575页
11.3.1 RS-232C 串行通信接口 576页
11.3.2 RS-485 串行通信接口 577页
11.3.3 串行异步通信协议 579页
11.4 Modbus 通信协议 579页
11.4.1 概述 579页
11.4.2 两种传输方式 580页
11.4.3 Modbus 消息帧 581页
11.4.4 错误检测方法 584页
11.5 CAN 现场总线 587页
11.5.1 CAN 的技术规范 587页
11.5.2 CAN 通信控制器 SJA 1000 599页
11.5.3 CAN BUS 器件 612页
11.5.4 CAN 应用节点设计 615页
11.6 LonWorks 621页
11.6.1 LonWorks 节点 622页
11.6.2 路由器 627页
11.6.3 LonTalk 协议 627页
11.6.4 通信端口与收发器 630页
11.6.5 面向对象的开发语言-Neuron C 634页
11.6.6 LonWorks 开发工具 635页
11.6.7 LonWorks 应用节点设计 636页
11.6.8 基于 PCI 总线的 LON 网络智能适配器 642页
11.6.9 设备驱动程序 WDM 的开发 647页
11.7 PROFIBUS 现场总线 650页
11.7.1 PROFIBUS 概述 650页
11.7.2 从站通信控制器 SPC 14页
11.7.3 主站通信控制器 ASPC 13页
11.7.4 PROFIBUS-DP 开发包 15页
11.7.5 PROFIBUS-DP 从站的开发 678页
11.8 M-BUS 收发器 TSS721A 686页
11.8.1 引脚介绍 686页
11.8.2 数据传输模式 687页
11.8.3 从机 3.3V 电源 688页
11.8.4 防掉电功能 690页
11.8.5 应用电路 690页
11.8.6 应用领域 691页
习题 692页
第 12 章 测控系统的抗干扰与可靠性设计 694页
12.1 干扰的分类 694页
12.1.1 按干扰产生的原因分类 694页
12.1.2 按干扰传导模式分类 694页
12.1.3 按干扰波形及性质分类 695页
12.2 干扰的耦合方式 695页
12.2.1 直接耦合方式 696页
12.2.2 公共阻抗耦合方式 696页
12.2.3 电容耦合方式 696页
12.2.4 电磁感应耦合方式 697页
12.2.5 辐射耦合方式 697页
12.2.6 漏电耦合方式 697页
12.3 计算机测控系统可靠性设计 697页
12.3.1 可靠性设计任务 697页
12.3.2 可靠性设计技术 698页
12.4 电磁兼容性设计 699页
12.4.1 电磁兼容及相关概念 699页
12.4.2 电磁兼容控制技术 701页
12.5 抗干扰的硬件措施 702页
12.5.1 抗串模干扰的措施 702页
12.5.2 抗共模干扰的措施 711页
12.5.3 采用双绞线 712页
12.5.4 反射波干扰及抑制 714页
12.5.5 正确连接模拟地和数字地 716页
12.5.6 电源的抗干扰措施 717页
12.5.7 压敏电阻及其应用 718页
12.5.8 TVS 瞬变电压抑制器及其应用 719页
12.6 抗干扰的软件措施 721页
12.6.1 数字信号输入输出中的软件抗干扰措施 721页
12.6.2 CPU 的抗干扰技术 722页
12.7 测控系统的容错设计 723页
12.7.1 硬件故障的自诊断技术 723页
12.7.2 软件的容错设计 725页
习题 726页
第 13 章 测控系统设计与实例 727页
13.1 测控系统设计的方法 727页
13.1.1 测控任务的确定 727页
13.1.2 选择系统的主机机型 727页
13.1.3 确定控制算法 728页
13.1.4 系统总体方案设计 728页
13.1.5 硬件设计 729页
13.1.6 软件设计 730页
13.1.7 选择工业自动化仪表 730页
13.1.8 系统调试 731页
13.2 计算机油井工况综合监测系统 731页
13.2.1 系统功能 732页
13.2.2 硬件组成 732页
13.2.3 软件设计 737页
13.3 PMM2000 多功能电力监控网络仪表 739页
13.3.1 系统功能特点 739页
13.3.2 系统硬件结构 739页
13.3.3 软件设计与算法 743页
13.3.4 应用 745页
13.4 工业锅炉计算机控制系统的设计 745页
13.4.1 工业锅炉的工作过程 745页
13.4.2 工业锅炉计算机控制的意义 747页
13.4.3 工业锅炉计算机控制系统的基本功能 748页
13.4.4 直接数字控制（DDC）系统的设计 750页
13.4.5 系统总体设计 752页