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目录1

第一章 微型计算机控制系统概述1

第一节 微型计算机控制系统概述1

一、电子计算机的用途2

二、本书的主要内容4

第二节 微型机控制系统的组成4

一、硬件5

二、软件6

一、操作指导控制系统7

第三节 微型机控制系统的分类7

二、直接数字控制系统（DDC）8

三、计算机监督系统（SCC）9

四、分布控制系统（Distributed Control）10

第四节 微型计算机控制系统的发展趋势13

一、可编程控制器（PC）13

二、用计算机实现最优控制14

三、自适应控制系统14

四、人工智能14

思考题15

第二章 微型计算机接口技术16

第一节 存储器及I/O接口的编址方式17

一、隔离式编址方式17

二、统一编址方式26

第二节 模拟量输出通道（D/A）27

一、D/A转换器原理27

二、8位D/A转换器及其与CPU的接口28

三、12位D/A转换器及其与CPU的接口35

第三节 数据的采样及保持40

一、数据采样定理40

二、多路开关42

三、采样／保持器45

第四节 模拟量输入通道（A/D）48

一、A/D转换器的工作原理49

二、A/D转换器的技术指标49

三、8位A/D转换器及其与CPU的接口51

四、12位A/D转换器及其与CPU的接口60

第五节 标准总线67

一、S—100总线68

二、STD总线72

三、IEEE—48879

四、RS—232—C81

习题与思考题84

第三章 常用控制程序设计87

第一节 判断程序的设计87

一、算术判断程序88

二、逻辑判断程序90

三、标志判断程序99

第二节 巡回检测程序100

一、概述100

二、巡回检测举例101

二、数字滤波的方法106

第三节 数字滤波程序106

一、概述106

三、各种滤波方法的比较115

第四节 标度变换程序115

一、标度变换原理115

二、标度变换子程序116

三、非线性参数标度变换118

第五节 上、下限报警处理程序120

一、简单的上、下限报警程序121

二、上、下限报警处理程序123

第六节 显示程序125

一、显示的方法及器件126

二、数码管显示程序的设计129

三、硬件显示电路133

第七节 定时程序136

一、软件定时程序137

二、硬件定时程序139

第八节 键盘控制程序145

一、非编码键盘扫描程序146

二、少量功能键的设计151

三、编码键盘153

第九节 马达控制程序155

一、小功率直流马达调速原理156

二、开环脉冲调速系统157

三、带方向控制的脉冲调速系统160

四、闭环马达控制系统163

第十节 步进电机控制程序170

一、步进电机的工作原理171

二、步进电机控制系统原理172

三、步进电机控制程序的设计175

四、步进电机变速控制程序178

习题与思考题180

第四章 计算机控制系统的数据处理187

第一节 计算法188

一、计算公式的推导及硬件设计189

二、计算程序的设计190

第二节 查表法191

一、顺序查表法191

二、计算查表法193

三、对分查表法194

第三节 非线性补偿及误差修正195

一、线性插值法196

二、二次抛物线插值法198

三、非线性补偿应用举例199

四、环境温度误差的修正202

第四节 数据极性和字长的预处理方法203

一、输入、输出通道数据极性的预处理203

二、输入、输出数据字长的预处理206

第五节 钢水连续定氧微型机数据处理系统208

一、系统的组成及原理208

二、系统程序设计211

习题与思考题212

第五章 直接数字控制及其算法215

第一节 PID调节的作用216

一、为什么要用数字PID调节器216

二、PID调节的作用217

第二节 PID算法的数字实现220

一、PID控制算式的数字化220

二、PID算法程序设计222

第三节 PID算法的几种发展228

一、不完全微分的PID算式228

二、积分分离的PID算式230

三、变速积分的PID算式231

四、带有死区的PID控制232

五、PID比例控制233

第四节 PID参数的整定235

一、采样周期T的确定236

二、扩充临界比例度法237

三、扩充响应曲线法237

四、优选法239

第五节 模拟量校正装置的离散化方法239

一、Z变换法240

二、带有零阶保持器的Z变换241

三、差分反演法243

四、双线性变换244

五、双线性变换和频率预畸变245

第六节 具有最快响应的无波纹系统249

一、直接数字控制系统的脉冲传递函数249

二、被控对象为一阶环节时D（z）的设计250

三、被控对象为二阶环节时D（z）的设计251

第七节 大林算法256

一、大林算法的D（z）基本形式256

二、振铃现象及其消除方法258

一、实现D（z）的几种计算方法260

第八节 控制算法在微型机上的实现260

二、D（z）算法的计算机程序设计265

习题与思考题273

第六章 微型计算机控制系统的设计276

第一节 微型机控制系统的设计方法及步骤276

一、控制系统总体方案的确定276

二、微型计算机的选择278

三、控制算法的选用281

四、微型机控制系统的硬件设计281

五、微型机控制系统的软件设计282

六、微型机控制系统的调试284

一、控制系统的组成286

第二节 微型计算机温度控制系统286

二、数字控制器的数学模型291

三、控制系统程序设计293

第三节 四辊轧机微型机位置控制系统302

一、系统要求及控制原理302

二、控制系统的组成303

三、控制系统数学模型（主回路）305

四、控制系统的程序设计307

一、插补运算原理312

第四节 微型计算机车床控制系统312

二、微型机车床控制系统320

习题与思考题327

附录 常用数据转换集成电路330

一、D/A转换器330

二、A/D转换器340

三、数据采集子系统348

四、电压／频率转换器349

五、采样／保持放大器350

六、多路开关352