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目 录1

第一章计算机控制系统概论1

§1.1计算机控制系统的基本问题1

§1.2计算机控制系统的控制算法设计4

§1.3计算机控制系统的分类13

§1.4计算机控制系统的基本配置14

第二章微型计算机系统与数据通信18

§2.1计算机的分类18

§2.2微型计算机结构特征19

2.2.1基本的微型计算机结构19

2.2.2计算机系统的层次结构20

§2.3数据通信基础知识22

2.3.1数据通信的概念及电信技术22

2.3.2数据传输技术基础23

2.4.1微型计算机总线26

§2.4微型计算机系统中的数据通信26

2.4.2微型计算机接口29

2.4.3微型计算机输入输出控制32

2.4.4微型计算机系统中的串行数据通信35

§2.5外围功能芯片37

2.5.1外围功能芯片的分类37

2.5.2硬布线逻辑功能芯片的使用方法39

2.5.3可编程功能芯片内寄存器的通信方法42

2.6.2硬件物理模型48

§2.6微型计算机系统模型48

2.6.1微型计算机系统模型的概念48

2.6.3软件编程模型51

2.6.4微型计算机控制系统中的时空关系53

第三章过程通道和数据采集系统55

§3.1 概述55

3.1.1过程通道的组成和功用55

3.1.2信号变换中的采样、量化、保持和编码56

§3.2模拟量输入通道57

3.2.1模拟量输入通道的一般组成58

3.2.2多路转换器58

3.2.3可编程增益放大器60

3.2.4采样／保持器61

§3.3数／模与模／数转换技术62

3.3.1数／模转换原理62

3.3.2模／数转换原理64

3.3.3模／数与数／模转换器的主要技术指标66

§3.4单片模／数转换器及其与微处理器的接口技术67

3.4.1 A/D转换芯片的外特性及与CPU的接口67

3.4.2 8位模／数转换器ADC 0809及其接口技术68

3.4.3 10位模／数转换器及其接口77

§3.5程序控制的数据采集系统81

3.5.1数据采集系统的结构方案81

3.5.2数据采集系统实例82

3.6.1 DMA的必要性86

§3.6高速微型机数据采集系统86

3.6.2 Z-80 DMA控制器87

3.6.3 Z-80 DMA应用实例91

§3.7模拟量输出通道94

3.7.1多路模拟量输出通道的结构型式94

3.7.2单片数／模转换器及其与微处理器的接口95

3.7.3双极性模拟量输出的实现96

3.8.1过程通道的抗干扰98

§3.8微机控制系统的抗干扰98

3.8.2供电系统的抗干扰103

3.8.3系统结构的抗干扰设计103

第四章微型计算机控制系统的控制算法105

§4.1 PID控制算法105

4.1.1 PID控制的控制策略分析105

4.1.2 PID控制的控制算式108

4.1.3 PID控制算式的参数整定116

4.1.4串级控制结构119

§4.2纯滞后补偿控制算法120

4.2.1史密斯（Smith）预估控制121

4.2.2大林（Dahlin）算法125

§4.3前馈—反馈控制算法129

4.3.1前馈控制的基本策略及控制结构129

4.3.2前馈—反馈控制结构及实例130

4.3.3数字前馈—反馈控制算式133

4.3.4实例分析135

§4.4解耦控制139

4.4.1解耦控制140

4.4.2数字解耦控制142

§4.5模型参考适应控制算法144

4.5.1 MRAC的控制结构和控制策略144

4.5.2模型参考适应控制算法146

第五章微型计算机控制系统的工程设计155

§5.1系统设计的基本要求、特点和步骤155

§5.3硬件系统设计159

§5.2系统总体方案设计159

5.3.1选择微处理器的原则和方法160

5.3.2存贮器子系统的设计162

5.3.3总线标准的选择165

5.3.4输入输出通道设计168

§5.4软件系统设计179

5.4.1结构化程序设计180

5.4.2监控程序的剖析190

5.4.3实时控制系统的管理程序设计204

§5.5可靠性设计和故障对策207

5.5.1可靠性的基本概念及其数量特征207

5.5.2系统的可靠性设计209

5.5.3提高计算机系统可靠性的方法和途径210

第六章微型计算机控制系统的工程实现212

§6.1 引言212

§6.2单板机的同级开发212

6.2.1单板机开发应用的步骤213

6.2.3单板机的硬件开发和调试214

6.2.2开发任务的确定214

6.2.4用户软件的生成216

6.2.5调试程序的技能217

6.2.6单板机同级开发的一般技巧220

6.2.7单板机开发专用系统的过程223

6.2.8单板机同级开发的局限性224

§6.3个人计算机软件开发环境225

6.3.1汇编语言程序的开发过程225

6.3.2编辑／汇编程序EDTASM226

6.3.3查错调试程序DEBUG229

6.3.4 TRS-80上机操作232

§6.4微型计算机开发系统简介233

6.4.1 MDS的分类233

6.4.2在线仿真技术234

6.4.3 MDS 230及ICE-80235

6.5.2微机硬件系统的测试237

6.5.1有关测试的基本概念237

§6.5微型计算机系统测试237

6.5.3微机软件系统的测试238

6.5.4微型计算机控制系统的测试245

第七章微型计算机控制系统实例247

§7.1 高性能交流电机SPWM调速系统微机实现247

7.1.1异步电动机变频调速的一般问题247

7.1.2逆变器谐波消除和电压控制技术248

7.1.3 SPWM信号发生器的微机实现257

7.1.4微机控制的电瓶车交流拖动261

§7.2直流电机位置随动模型参考适应微机控制系统264

7.2.1自适应控制算法的推导264

7.2.2系统总体方案的设计266

7.2.3系统方案的实施267

7.2.4系统调试步骤和技术手段273

7.2.5实验设计及结果分析275

参考资料277