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目 录1

前言1

第一章 绪 论2

第一节微型机控制技术发展过程2

第二节 微型机工业控制系统的结构4

第三节程序系统——软件4

第二章微型计算机的数制与编码6

第一节数的进位制6

1-1十进制6

1-2二进制6

1-3二－十进制转换6

1-4十－二进制转换7

1-5二－八进制的相互转换7

第二节数的表示方法8

2-1电子计算机中数的表示法8

2-2数的原码、反码、补码和运算规则8

2-3八进制和十六进制数的表示法10

3-1二－十进制码（BCD码）11

第三节 微型计算机中的编码11

3-2奇偶校验编码12

3-3字符和符号的编码12

第三章 微型机控制系统常用的逻辑电路14

第一节 常用的逻辑集成门电路14

1-1 TTL集成门电路14

1-2 MOS和CMOS逻辑集成门电路15

2-1正逻辑和负逻辑及常用的逻辑门符号17

第二节常用的逻辑门电路17

2-2异或门和三态开关电路18

第三节微型计算机的逻辑部件21

3-1代码寄存器21

3-2三态缓冲寄存器22

3-3移位寄存器23

3-4译码器23

3-5二进制加法运算器24

3-双向数据流的传输电路26

3-7多路器27

3-8同步器29

第四节逻辑信号的传输总线30

4-1总线结构30

4-2单总线与多总线31

第四章存贮器32

第一节只读存贮器32

1-1线选法编址的只读存贮器32

1-2重合选择法编址的只读存贮器33

1-3三状态只读存贮器34

第二节重编程序只读存贮器35

2-1 EPROM的特性35

2-2EPROM270835

2-3 EPROM2708写入原理36

第三节随机存取存贮器37

3-1静态RAM37

3-3动态RAM38

3-2静态RAM的产品实例38

3-4三态门存贮器地址译码器和双向缓冲寄存器40

第五章微型计算机中央处理器41

第一节CPU常用寄存器、运算器及累加器41

第二节堆栈和堆栈指示器43

2-1堆栈及其工作方式43

2-2堆栈及管理指示器（SP）工作原理46

3-1控制部分及存贮管理部分的功能47

第三节控制部件和存贮管理部件47

3-2控制部分及存贮管理部分的基本结构48

第四节CPU定时部分49

4-1 CPU定时部分的主要任务49

4-2 CPU定时器电路和工作原理50

第五节操作码译码器与操作控制部件51

5-1操作码译码器工作原理51

5-2组合逻辑型的操作控制部件工作原理52

5-3微程序型操作控制部件54

1-3循环和移位（ROTATE）指令58

1-2算数和逻辑运算指令58

第六章微型计算机的指令系统58

1-1取数（LD）、交换（EX）、传送（MOVE）和搜索（CP）指令58

第一节指令的分类和功能58

1-4清除（RESET）、置位复位（SET）和测试（BIT）等位操作指令59

1-5转移（JUMP）、跳越（SKIP）、调用（CALL）和返回（RET）指令59

1-6输入／输出指令（I/O指令）60

1-7 CPU控制指令60

第二节指令的结构与编码60

2-1微型机中指令字的结构60

2-2指令的编码60

第三节微型计算机的寻址方式61

3-1指令格式61

3-2寻址方式62

第七章输入／输出接口和外部设备66

第一节输入／输出接口66

1-1入／出接口的功能66

1-2程序数据传送66

1-3直接存贮器存取（DMA传送）69

1-4有关可编程序接口问题70

第二节中断系统及程序中断传送71

2-1中断开放－封锁71

2-2中断处理72

2-3 不可屏蔽中断（NMI）73

2-4可屏蔽中断（INT）73

2-5中断优先权75

2-6中断嵌套76

2-7程序中断传送77

第三节外部设备79

3-1键盘79

3-2电传打字机81

3-3纸带输入机和穿孔机81

3-4盒式磁带机82

3-5软磁盘84

3-6行式输出印字机85

1-1 CRT显示器总体结构和各部件的功能88

第八章微型计算机的显示系统88

第一节微型计算机CRT显示系统的结构88

1-2 CRT显示系统的工作过程简介89

第二节显示管和偏转部件工作原理90

2-1静电聚焦电磁偏转式显示管结构和工作原理90

2-2偏转部件工作原理91

第三节Z－轴部件工作原理92

第四节字符产生器工作原理94

4-1字符图形产生器的基本结构和工作原理95

4-2笔划书写式和光栅式字符产生器96

第五节光栅式字符产生器工作原理………………………………………（96 ）96

5-1定点光栅式字符产生器96

5-2视频光栅式字符产生器98

第六节线产生器工作原理99

6-1双数－模转换数字式线产生器100

6-2模拟式线产生器101

第七节显示处理部件工作原理102

7-1接口逻辑和数据的传送103

7-2数据存贮器和译码器104

第九章Z-80系列微型计算机105

第一节Z-80CPU105

1-1 Z-80CPU的结构105

1-2 Z-80CPU指令系统简介108

1-3Z-80CPU定时系统115

第二节 Z-80并行入／出电路（Z-80PIO）122

2-1 Z-80PIO的结构和主要特性122

2-2 Z-80PIO正常投入工作125

第三节 Z-80计数器定时器电路（Z-80CTC）129

3-1 Z-80CTC的结构和功能129

3-2 Z-80CTC引脚及其功能介绍131

3-3 Z-80CTC工作过程133

第四节 Z-80直接存贮器存取（Z-80DMA）136

4-1 Z-80DMA的结构和功能136

4-2 Z-80DMA的操作简介138

4-3Z-80DMA编程和操作139

4-4Z-80DMA程序设计举例143

第五节用Z-80系列集成片构成微型机系统144

5-1构成Z-80最小系统144

5-2构成一个过程控制系统146

第十章 实例分析——TRS-80微型机148

第一节TRS-80微型计算机的结构和功能148

1-1主机的结构和功能148

1-2键盘显示系统、I/O接口及电源的结构和功能149

第二节CPU与存贮器工作原理150

2-1 CPU工作原理150

2-2地址译码器的工作原理154

2-3系统RAM工作原理156

第三节 TRS-80机显示系统工作原理157

3-1显示RAM地址产生电路157

3-2显示信号产生电路163

4-1接口编址和译码电路171

第四节输入／输出接口171

4-2盒式磁带机马达控制电路172

4-3盒式磁带机的音频输入／输出电路172

第五节电源供给174

第十一章16位微处理机及其系统176

第一节概述176

1-1硬件发展概况176

1-3 16位微型机系统概况177

1-2软件发展概况177

第二节微处理机Z8000179

2-1 Z8000的结构和功能179

2-2 Z8000多寄存器结构184

2-3 Z8000的数据处理格式和寻址方式186

2-4 Z8000的指令设置和指令格式186

第三节Z8000的中断和陷阱系统188

3-1中断和陷阱的结构188

3-2中断和陷阱的处理过程188

4-1存贮器管理单元Z-MMU的结构和功能191

第四节Z8000微处理机的存贮管理191

4-2段寻址的作用193

4-3保护装置193

第五节Z8036Z-CIO可编程序接口194

5-1概述194

5-2 Z8036Z-CIO的基本功能195

5-3实例分析*200

第六节Z8090Z-UPC外设控制器204

6-1概述204

6-2 Z8090Z-UPC的功能及其程控原理204

6-3 Z8090Z-UPC的应用实例*211

第七节微处理机MC68000212

7-1 MC68000的结构和功能212

7-2 MC68000引脚及其功能介绍214

第八节MC68000的寻址和指令系统简介216

8-1MC68000的寻址方式216

8-2MC68000的数据传送特点217

8-3 MC68000的指令系统218

第一节微型机控制系统的发展过程221

第二节微型机工业控制系统的特点、组成及其类型221

2-1微型机工业控制系统的主要特点221

第十二章微型机工业控制系统概述221

2-2微型机工业控制系统的组成222

2-3微型机工业控制系统的类型223

第一节概述228

1-1输入过程通道228

第十三章 微型机工业控制系统的外围设备228

1-2输出过程通道229

第二节模拟量输入通道信号的处理230

2-1标渡变换230

2-2多路切换采样器230

第三节采样保持和数据放大232

3-采样保持232

3-2数据放大233

4-1模－数转换器（A/D转换）236

第四节模－数转换器和数－模转换器236

4-2模－数转换（A/D转换）的整量化误差、数－模转换（D/A转换）和孔径时间239

第五节模拟量输出通道242

5-1作用和结构242

5-2模拟量的存贮和输出243

第六节过程通道的干扰及其抑制244

6-1常态干扰的抑制244

6-2共态干扰的抑制246

6-3数字滤波247

第十四章微型机控制系统248

第一节微型机直接数字控制（DDC）系统248

1-1 DDC系统的组成特点248

1-2微型机DDC系统的控制规律250

1-3实例——双机自动切换的闭环控制系统*258

第二节微型机集－散控制系统265

2-1集－散系统的发展过程265

2-2集－散控制系统的现状和特点265

2-3实例——Unitrol∑系列集－散系统267

第三节 分级分布式微型机实时控制系统270

3-1系统的发展过程和主要特点271

3-2系统的基本结构及实时控制原则271

3-3实例1——星式结构并行通讯分布式微型机控制系统简介272

3-4实例2——树式结构串行通讯分布式微型机控制系统简介273

第四节微型机控制系统中的数学模型问题275

4-1数学模型的分类及模型识别问题275

4-2微型机控制系统模型识别的一般方法277

4-3自适应与自学习识别281

第五节测定过程特性和整定调节器参数283

5-1阶跃响应法测定生产过程的特性283

5-2调节器参数的整定285

第十五章 微型机工业控制程序设计方法288

第一节程序设计基础288

1-1程序设计中的语言288

1-2微型机的操作系统289

1-3程序设计步骤293

第二节应用程序开发方法及开发系统简介295

2-1应用程序的开发方法296

2-2 MC的开发系统及其应用简介296

第十六章微型机在工业控制中的应用300

第一节微型机在生产过程自动控制系统中的应用*300

1-1系统工作原理301

1-2过程监控原理303

1-3可编程序I/O接口8255305

第二节微型机在电气传动系统中的应用306

2-1 MC在电机直流调速系统中的应用306

2-2 MC在感应电动机控制中的应用307

2-3由MC控制的电流源逆变器供电的同步电机传动308

第三节MC对三相六波头循环变流器的直接数控309

3-1概述309

3-2循环变流器可控硅控制极的控制方式310

3-3 MC的基本控制系统311

第四节 MP在电源系统中的应用312

第五节MP和MC在自动化管理系统中的应用313

5-1主－从微型机的硬件技术装备314

5-2软件技术装置314

5-3系统的功能314

5-4系统的三种工作方式315

5-5系统的应用软件315

第六节MC在控制核电站再热蒸汽温度中的应用316

6-1概况及控制对象的分析316

6-2 RTC调节器系统的结构318

6-3中间再热温度调节装置（RTC）的输入和输出319

6-4系统的工作过程319

第七节分布式主从多微计算机控制系统321

7-1概述321

7-2系统的结构特点322

7-3系统的软件结构324

7-4系统的诊断及故障处理325

主要参考资料327