微机测控系统原理与设计

微机测控系统原理与设计
作　者： 曹江涛，孙传友 编
出版时间：2013
丛编项： 高等学校教材
内容简介
　　《微机测控系统原理与设计/高等学校教材》全面系统地阐述了基于80C51单片机的微机测控系统的整机原理和总体设计。内容包括：绪论、测控通道、80C51单片机及其接口、测量数据处理、PID控制算法、监控程序设计、抗干扰技术、微机测控系统设计及实例、微机测控系统新技术。书中给出了大量的实用硬件电路和软件程序。《微机测控系统原理与设计/高等学校教材》各章的习题解答都可在“百度文库”网上浏览和下载。《微机测控系统原理与设计/高等学校教材》可作为各类工科院校测控技术与仪器、自动化、机电一体化等专业的教材或教学参考书，也可供从事测控领域工作的工程技术人员参考或作为自学读物。
目录
第1章 绪论
1.1 测控系统的地位与作用
1.2 测控系统微机化的重要意义
1.3 微机测控系统的类型和组成
1.3.1 微机检测系统
1.3.2 微机控制系统
1.3.3 微机测控系统
1.4 微机测控系统的主机类型
1.4.1 PC
1.4.2 可编程控制器PLC
1.4.3 单片机
思考题与习题
第2章 测控通道
2.1 模拟输入通道
2.1.1 模拟输入通道的基本类型与组成结构
2.1.2 传感器的选用
2.1.3 信号调理电路的参数设计和选择
2.1.4 采集电路参数的设计和选择
2.1.5 模拟输入通道的误差分配与综合
2.2 模拟输出通道
2.2.1 模拟输出通道的基本理论
2.2.2 模拟输出通道的基本结构
2.2.3 模拟输出通道单元电路的选用
2.3 开关量输入输出通道
2.3.1 开关量输入通道
2.3.2 开关量输出通道
2.3.3 开关量输入输出通道设计举例
2.4 单元电路的级联设计
2.4.1 电气性能的相互匹配
2.4.2 信号耦合与时序配合
2.4.3 电平转换接口
思考题与习题
第3章 80C51单片机及其接口
3.1 80C51单片机
3.1.1 80C51单片机的内部结构
3.1.2 80C51单片机的外部引脚
3.1.3 80C51单片机的指令系统
3.2 输入通道接口
3.2.1 并行A/D接口
3.2.2 串行A/D接口
3.2.3 VFC接口
3.3 输出通道接口
3.3.1 并行D/A接口
3.3.2 串行D/A接口
3.3.3 功率接口
3.4 人-机接口
3.4.1 显示器接口
3.4.2 键盘接口
3.4.3 键盘／显示器接口
3.4.4 报警器接口
3.4.5 打印机接口
3.5 通信接口
3.5.1 串行通信接口
3.5.2 并行通信接口
思考题与习题
第4章 测量数据处理
4.1 测量数据的产生过程和影响因素
4.1.1 测量数据的产生过程
4.1.2 测量数据的影响因素
4.2 零位和灵敏度的误差校正
4.2.1 零位误差和灵敏度误差
4.2.2 软件校正方法
4.2.3 硬件校正方法
4.3 量程自动切换
4.3.1 量程切换的依据
4.3.2 量程切换的方法
4.4 超限自动报警
4.4.1 超限报警处理程序设计
4.4.2 超限报警系统设计实例
4.5 标度变换
4.5.1 硬件实现方法
4.5.2 软件实现方法
4.6 非线性校正算法
4.6.1 查表法
4.6.2 插值法
4.6.3 拟合法
4.7 数字滤波
4.7.1 限幅滤波和中位值滤波
4.7.2 平均滤波
4.7.3 低通滤波
4.7.4 复合滤波
思考题与习题
第5章 PID控制算法
5.1 PID控制原理与程序流程
5.1.1 过程控制的基本概念
5.1.2 模拟PID调节器
5.1.3 数字PID控制器
5.1.4 PID算法的程序流程
5.2 标准PID算法的改进
5.2.1 微分项的改进
5.2.2 积分项的改进
5.3 数字PID参数的选择
5.3.1 采样周期的选择
5.3.2 数字PID控制的参数选择
5.4 数字PID控制的工程实现
5.4.1 给定值和被控量处理
5.4.2 偏差处理
5.4.3 控制算法的实现
5.4.4 控制量处理
5.4.5 自动／手动切换
思考题与习题
第6章 监控程序设计
6.1 监控程序的功能和组成
6.2 监控主程序和初始化管理
6.2.1 监控主程序
6.2.2 初始化管理
6.3 键盘管理
6.3.1 一键一义的键盘管理
6.3.2 一键多义的按键管理
6.3.3 自动手动切换
6.4 显示、中断与时钟管理
6.4.1 显示管理
6.4.2 中断管理
6.4.3 时钟管理
6.5 硬件故障的自检
6.5.1 自检方式
6.5.2 自检算法
6.5.3 自检软件
思考题与习题
第7章 抗干扰技术
7.1 噪声干扰的形成
7.1.1 噪声源
7.1.2 噪声的耦合方式
7.1.3 噪声的干扰模式
7.2 硬件抗干扰技术
7.2.1 接地技术
7.2.2 屏蔽技术
7.2.3 长线传输的干扰及抑制
7.2.4 共模干扰的抑制
7.2.5 差模干扰的抑制
7.2.6 供电系统抗干扰
7.2.7 印刷电路板抗干扰
7.3 软件抗干扰技术
7.3.1 软件冗余技术
7.3.2 软件陷阱技术
7.3.3 “看门狗”技术
7.3.4 故障自动恢复处理程序
思考题与习题
第8章 微机测控系统设计及实例
第9章 微机测控系统新技术
附录1 80C51指令表
附录2 常用集成芯片引脚图
参考文献