基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
當今時代，控制、計算機、通信、指揮以及信息技術(簡稱C4I技術)共同推動著過程控制系統與自動測試系統的飛速發展，其中通信技術幫助系統完成信息的傳遞，是系統各部件有機結合併實現高度集成的基礎。匯流排與通信技術使測控系統的部件和構成很方便地由分立元器件發展到集成器件、個人儀器的儀器外掛程式、嵌入式系統、多處理器自動化裝置，再到目前的集散控制系統和網路化虛擬儀器。本教材圍繞測控系統與儀器的通信技術，介紹了測控匯流排與儀器通信的一般原理和方法，包括數據通信的基礎、片間匯流排通信技術、內匯流排通信技術、系統匯流排通信技術、標準匯流排通信技術、現場匯流排通信技術、網路通信技術、儀器通信技術以及無線通信技術等。
教材適合測控技術與儀器、自動化、機電一體化等專業的本科生教學，也可以作為相關領域科技人員的技術參考資料。
目錄
前言
第1章 概論
1．1 過程控制系統
1．1．1 生產過程控制系統的演變
1．1．2 我國生產過程控制系統發展概況
1．1．3 計算機過程控制系統的基本組成
1．2 智慧型儀器與自動測試系統
1．2．1 概述
1．2．2 自動測試系統的組成
1．2．3 智慧型儀器與個人儀器
1．3 測控匯流排與儀器通信技術舉例
1．4 測控匯流排與儀器通信技術的基本內容
習題
第2章 數據通信基礎
2．1 數據通信的基本概念
2．1．1 信息
2．1．2 數據
2．1．3 信號
2．1． 4信道
2．2 數據通信系統的構成
2．3 傳輸方式
2．3．1 並行傳輸方式及串列傳輸方式
2．3．2 基帶傳輸、載帶傳輸與寬頻傳輸
2．3．3 單工方式、半雙工方式與全雙工方式
2．4 編碼
2．4．1 碼元
2．4．2 內部碼與通信碼
2．4．3 編碼與解碼
2．5 復用技術
2．5．1 頻分復用
2．5．2 時分復用
2．5．3 波分復用
2．6 交換技術
2．6．1 線路交換方式
2．6．2 報文交換方式和報文分組交換方式
2．6．3 報文分組交換方式的實現方法
2．7 同步技術
2．7．1 幀與幀同步
2．7．2 位同步
2．7．3 字元同步
2．8 差錯控制方法
2．9 檢錯編碼
2．10 拓撲結構
2．11 異步通信與同步通信
習題
第3章 簡單接口通信技術
3．1 I/0信道的兩種基本形式
3．2 簡單接口通信基本原理
3．3 簡單接口通信的連線方式
3．3．1 主從式結構
3．3．2 星形結構
3．3．3 菊花鏈結構與環形結構
3．3．4 匯流排型結構
習題
第4章 共享存儲區通信技術。
4．1 共享存儲區的物理結構
4．1．1 公用匯流排方式
4．1．2 矩陣開關方式
4．1．3 多連線埠共用方式
4．1．4 匯流排視窗方式
4．2 共享存儲區的邏輯結構
4．2．1 虛擬結構
4．2．2 信箱結構
4．2．3 通信池結構
4．3 共享存儲區的分配與管理
4．3．1 判決器法
4．3．2 連線埠控制器法
4．3．3 本質型多連線埠存儲器的裁決邏輯
4．3．4 匯流排視窗法
4．4 雙連線埠存儲器及其套用
4．4．1 雙向傳輸的雙連線埠存儲器
4．4．2 單向傳輸的雙連線埠存儲器
4．5 交叉記憶體雙通信池及其套用
4．5．1 雙通信池的結構框圖
4．5．2 雙通信池的工作原理
4．5．3 數據橋及數據橋控制電路
4．5．4 地址橋及輔助電路
4．5．5 交叉記憶體雙通信池套用舉例
4．6 簡易匯流排視窗
4．6．1 帶簡易匯流排視窗的雙微機系統結構
4．6．2 匯流排開關
4．6．3 匯流排開關的控制邏輯
習題
第5章 標準匯流排通信
5．1 匯流排、匯流排標準及標準匯流排
5．2 開放型系統
5．2．1匯流排母板與匯流排插座
5．2．2匯流排標準
5．2．3匯流排仲裁
5．3 Muhibus匯流排
5．3．1 Multibus匯流排的信號及定義
5．3．2 數據傳送過程
5．3．3 禁止操作過程
5．3．4 中斷操作過程
5．3．5 匯流排仲裁操作
5．4 STD匯流排
5．4．1 概述
5．4．2 STD匯流排的信號及其定義
5．4．3 STD匯流排標準的時序特性
5．4．4 中斷優先權判別
5．4．5 匯流排優先權的仲裁
5．5 STD多微處理機系統
習題
第6章 工業控制計算機網路
6．1 計算機網路概述
6．2 計算機網路體系結構
6．2．1 計算機網路體系結構概述
6．2．2 開放系統互連與七層OSI參考模型
6．3 ARQ協定及算法
6．4 滑動視窗流控制技術
6．5 面向字元的數據鏈路層通信協定
6．5．1 概述
6．5．2 字元格式及傳輸控制字元
6．5．3 報文分類和報文格式
6．5．4 控制數據鏈路的工作過程
6．6 面向比特的數據鏈路層通信協定
6．6．1 HDLC協定的幾個基本概念
6．6．2 HDLC協定的幀格式
6．6．3 HDLC協定控制段(c)的分析和說明
6．7 區域網路
6．7．1 區域網路特點
6．7．2 區域網路參考模型
6．7．3 區域網路的存取控制方法
6．8 IEEE 802標準
6．8．1 IEEE 802標準的幾點說明
6．8．2 邏輯鏈路控制協定
6．9 MAP及相關協定
6．9．1 MAP的基本內容
6．9．2 MAP的基本單元及組成
6．9．3 TOP
6．10 TCP/IP
6．10．1 TCP/IP結構模型
6．10．2 網際協定
6．10．3 傳輸控制協定
6．10．4 用戶數據報協定
6．11 Client/Server模型及例程
6．11．1 客戶機/伺服器模式
6．11．2 winSock套接字
6．11．3 阻塞與非阻塞
6．11．4 基本套接字的系統調用
6．11．5 異步選擇機制
6．11．6 WinSock的啟動和終止
6．11．7 WinSock的錯誤處理
6．11．8 基於winSock的點對點通信程式設計
習題
第7章 現場匯流排
7．1 概述
7．2 現場匯流排類型
7．3 CAN匯流排
7．3．1 概述
7．3．2 CAN匯流排基本特點
7．3．3 CAN匯流排的分層及幀格式
7．3．4 CAN匯流排通信介質訪問控制方式
7．4 LON匯流排
7．4．1 概述
7．4．2 神經元晶片
7．4．3 LonWorks通信協定——LonTalk
7．4．4 LonWorks套用舉例
習題
第8章 GPIB
8．1 概述
8．1．1 GPIB結構
8．1．2 GPIB三線掛鈎技術
8．1．3 GPIB接口功能
8．2 GPIB的訊息編碼格式
8．2．1 單線接口訊息編碼
8．2．2 多線接口訊息編碼
8．2．3 本地訊息編碼
8．2．4 設備訊息編碼
8．3 GPIB自動測試系統通信機理分析
8．3．1 基本測試過程的訊息序列
8．3．2 GPIB自動測試系統通信機理
8．4 GPIB接口晶片及GPIB接口設計
8．4．1 兩類GPIB接口晶片
8．4．2 TMS-9914A可程式GPIB接口晶片套用舉例
習題
第9章 儀器專用匯流排
9．1 引言
9．2 CAMAC匯流排
9．2．1 基本機箱標準
9．2．2 數據路及其操作
9．2．3 CAMAC分支系統
9．2．4 CAMAC串列系統
9．2．5 多控制器系統
9．3 VXI匯流排
9．3．1 VXI系統的組成結構
9．3．2 VXI系統的匯流排結構
9．3．3 VXI匯流排器件及其通信協定
9．3．4 VXI匯流排儀器協定
9．4 PXI匯流排
9．4．1 PXI匯流排標準的組成
9．4．2 機械結構標準
9．4．3 電氣技術標準
9．4．4 軟體結構標準
9．4．5 一種基於PXI匯流排的通用測試分析系統
習題
第10章 無線通信技術及網路
10．1 概述
10．1．1 無線通信系統分類
10．1．2 無線通信的發展前景
10．2 無線通信的基本原理
10．2．1 無線電波的傳播特性
10．2．2 調製解調技術
10．2．3 無線介質接入方案
10．3 射頻系統及套用
10．3．1 無線通信射頻系統概述
10．3．2 接收機
10．3．3 發射機
10．3．4 nRF905無線射頻收發晶片及其在無線影音監控系統中的套用
10．4 無線通信網路
10．4．1 無線廣域網
10．4．2 無線城域網
10．4．3 無線區域網路
10．4．4 無線個域網
10．4．5 Ad Hoc網路技術
10．5 藍牙技術
10．5．1 藍牙技術的概念
10．5．2 藍牙網路拓撲
10．5．3 藍牙協定棧
10．5．4 藍牙系統結構
10．6 無線感測器網路
10．6．1 基本概念
10．6．2 無線感測器網路特點
10．6．3 無線感測器網路的體系結構
10．6．4 無線感測器網路的協定棧
10．6．5 無線感測器網路的套用前景
習題
附錄 基於winSOCk的客戶機/伺服器通信編程源程式
參考文獻
第1章 概論
1．1 過程控制系統
1．1．1 生產過程控制系統的演變
1．1．2 我國生產過程控制系統發展概況
1．1．3 計算機過程控制系統的基本組成
1．2 智慧型儀器與自動測試系統
1．2．1 概述
1．2．2 自動測試系統的組成
1．2．3 智慧型儀器與個人儀器
1．3 測控匯流排與儀器通信技術舉例
1．4 測控匯流排與儀器通信技術的基本內容
習題
第2章 數據通信基礎
2．1 數據通信的基本概念
2．1．1 信息
2．1．2 數據
2．1．3 信號
2．1． 4信道
2．2 數據通信系統的構成
2．3 傳輸方式
2．3．1 並行傳輸方式及串列傳輸方式
2．3．2 基帶傳輸、載帶傳輸與寬頻傳輸
2．3．3 單工方式、半雙工方式與全雙工方式
2．4 編碼
2．4．1 碼元
2．4．2 內部碼與通信碼
2．4．3 編碼與解碼
2．5 復用技術
2．5．1 頻分復用
2．5．2 時分復用
2．5．3 波分復用
2．6 交換技術
2．6．1 線路交換方式
2．6．2 報文交換方式和報文分組交換方式
2．6．3 報文分組交換方式的實現方法
2．7 同步技術
2．7．1 幀與幀同步
2．7．2 位同步
2．7．3 字元同步
2．8 差錯控制方法
2．9 檢錯編碼
2．10 拓撲結構
2．11 異步通信與同步通信
習題
第3章 簡單接口通信技術
3．1 I/0信道的兩種基本形式
3．2 簡單接口通信基本原理
3．3 簡單接口通信的連線方式
3．3．1 主從式結構
3．3．2 星形結構
3．3．3 菊花鏈結構與環形結構
3．3．4 匯流排型結構
習題
第4章 共享存儲區通信技術。
4．1 共享存儲區的物理結構
4．1．1 公用匯流排方式
4．1．2 矩陣開關方式
4．1．3 多連線埠共用方式
4．1．4 匯流排視窗方式
4．2 共享存儲區的邏輯結構
4．2．1 虛擬結構
4．2．2 信箱結構
4．2．3 通信池結構
4．3 共享存儲區的分配與管理
4．3．1 判決器法
4．3．2 連線埠控制器法
4．3．3 本質型多連線埠存儲器的裁決邏輯
4．3．4 匯流排視窗法
4．4 雙連線埠存儲器及其套用
4．4．1 雙向傳輸的雙連線埠存儲器
4．4．2 單向傳輸的雙連線埠存儲器
4．5 交叉記憶體雙通信池及其套用
4．5．1 雙通信池的結構框圖
4．5．2 雙通信池的工作原理
4．5．3 數據橋及數據橋控制電路
4．5．4 地址橋及輔助電路
4．5．5 交叉記憶體雙通信池套用舉例
4．6 簡易匯流排視窗
4．6．1 帶簡易匯流排視窗的雙微機系統結構
4．6．2 匯流排開關
4．6．3 匯流排開關的控制邏輯
習題
第5章 標準匯流排通信
5．1 匯流排、匯流排標準及標準匯流排
5．2 開放型系統
5．2．1匯流排母板與匯流排插座
5．2．2匯流排標準
5．2．3匯流排仲裁
5．3 Muhibus匯流排
5．3．1 Multibus匯流排的信號及定義
5．3．2 數據傳送過程
5．3．3 禁止操作過程
5．3．4 中斷操作過程
5．3．5 匯流排仲裁操作
5．4 STD匯流排
5．4．1 概述
5．4．2 STD匯流排的信號及其定義
5．4．3 STD匯流排標準的時序特性
5．4．4 中斷優先權判別
5．4．5 匯流排優先權的仲裁
5．5 STD多微處理機系統
習題
第6章 工業控制計算機網路
6．1 計算機網路概述
6．2 計算機網路體系結構
6．2．1 計算機網路體系結構概述
6．2．2 開放系統互連與七層OSI參考模型
6．3 ARQ協定及算法
6．4 滑動視窗流控制技術
6．5 面向字元的數據鏈路層通信協定
6．5．1 概述
6．5．2 字元格式及傳輸控制字元
6．5．3 報文分類和報文格式
6．5．4 控制數據鏈路的工作過程
6．6 面向比特的數據鏈路層通信協定
6．6．1 HDLC協定的幾個基本概念
6．6．2 HDLC協定的幀格式
6．6．3 HDLC協定控制段(c)的分析和說明
6．7 區域網路
6．7．1 區域網路特點
6．7．2 區域網路參考模型
6．7．3 區域網路的存取控制方法
6．8 IEEE 802標準
6．8．1 IEEE 802標準的幾點說明
6．8．2 邏輯鏈路控制協定
6．9 MAP及相關協定
6．9．1 MAP的基本內容
6．9．2 MAP的基本單元及組成
6．9．3 TOP
6．10 TCP/IP
6．10．1 TCP/IP結構模型
6．10．2 網際協定
6．10．3 傳輸控制協定
6．10．4 用戶數據報協定
6．11 Client/Server模型及例程
6．11．1 客戶機/伺服器模式
6．11．2 winSock套接字
6．11．3 阻塞與非阻塞
6．11．4 基本套接字的系統調用
6．11．5 異步選擇機制
6．11．6 WinSock的啟動和終止
6．11．7 WinSock的錯誤處理
6．11．8 基於winSock的點對點通信程式設計
習題
第7章 現場匯流排
7．1 概述
7．2 現場匯流排類型
7．3 CAN匯流排
7．3．1 概述
7．3．2 CAN匯流排基本特點
7．3．3 CAN匯流排的分層及幀格式
7．3．4 CAN匯流排通信介質訪問控制方式
7．4 LON匯流排
7．4．1 概述
7．4．2 神經元晶片
7．4．3 LonWorks通信協定——LonTalk
7．4．4 LonWorks套用舉例
習題
第8章 GPIB
8．1 概述
8．1．1 GPIB結構
8．1．2 GPIB三線掛鈎技術
8．1．3 GPIB接口功能
8．2 GPIB的訊息編碼格式
8．2．1 單線接口訊息編碼
8．2．2 多線接口訊息編碼
8．2．3 本地訊息編碼
8．2．4 設備訊息編碼
8．3 GPIB自動測試系統通信機理分析
8．3．1 基本測試過程的訊息序列
8．3．2 GPIB自動測試系統通信機理
8．4 GPIB接口晶片及GPIB接口設計
8．4．1 兩類GPIB接口晶片
8．4．2 TMS-9914A可程式GPIB接口晶片套用舉例
習題
第9章 儀器專用匯流排
9．1 引言
9．2 CAMAC匯流排
9．2．1 基本機箱標準
9．2．2 數據路及其操作
9．2．3 CAMAC分支系統
9．2．4 CAMAC串列系統
9．2．5 多控制器系統
9．3 VXI匯流排
9．3．1 VXI系統的組成結構
9．3．2 VXI系統的匯流排結構
9．3．3 VXI匯流排器件及其通信協定
9．3．4 VXI匯流排儀器協定
9．4 PXI匯流排
9．4．1 PXI匯流排標準的組成
9．4．2 機械結構標準
9．4．3 電氣技術標準
9．4．4 軟體結構標準
9．4．5 一種基於PXI匯流排的通用測試分析系統
習題
第10章 無線通信技術及網路
10．1 概述
10．1．1 無線通信系統分類
10．1．2 無線通信的發展前景
10．2 無線通信的基本原理
10．2．1 無線電波的傳播特性
10．2．2 調製解調技術
10．2．3 無線介質接入方案
10．3 射頻系統及套用
10．3．1 無線通信射頻系統概述
10．3．2 接收機
10．3．3 發射機
10．3．4 nRF905無線射頻收發晶片及其在無線影音監控系統中的套用
10．4 無線通信網路
10．4．1 無線廣域網
10．4．2 無線城域網
10．4．3 無線區域網路
10．4．4 無線個域網
10．4．5 Ad Hoc網路技術
10．5 藍牙技術
10．5．1 藍牙技術的概念
10．5．2 藍牙網路拓撲
10．5．3 藍牙協定棧
10．5．4 藍牙系統結構
10．6 無線感測器網路
10．6．1 基本概念
10．6．2 無線感測器網路特點
10．6．3 無線感測器網路的體系結構
10．6．4 無線感測器網路的協定棧
10．6．5 無線感測器網路的套用前景
習題
附錄 基於winSOCk的客戶機/伺服器通信編程源程式
參考文獻
