測控系統原理與設計（第2版）

本書第2版全面系統地闡述了基於單片機的各類常見測控儀器或系統的整機原理和總體設計思想。內容包括：測控通道、主機及接口、測量數據處理、PID控制算法、監控程式設計、抗干擾技術、微機化測控系統設計及實例、測控系統新技術。

基本介紹

• 書名：測控系統原理與設計(第2版)
• 作者：孫傳友孫曉斌
• ISBN：10位[7811241463]13位[9787811241464]
• 定價：￥27.00元
• 出版社：北京航空航天大學出版社
• 出版時間：2007-12-1

內容提要

書中給出了大量的實用硬體電路和軟體程式，每一章後都附有思考題與習題。與本書配套的CAI課件、電子教案、習題解答、實驗指導、雙語教學等教學輔助資源還可從該課程網站免費下載。

本書為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，可作為測控技術與儀器、自動化等專業的教材或教學參考書，也可供從事測控領域工作的工程技術人員參考。

編輯推薦

本書第2版全面系統地闡述了基於單片機的各類常見測控儀器或系統的整機原理和總體設計思想。內容包括：測控通道、主機及接口、測量數據處理、PID控制算法、監控程式設計、抗干擾技術、微機化測控系統設計及實例、測控系統新技術。書中給出了大量的實用硬體電路和軟體程式，每一章後都附有思考題與習題。與本書配套的CAI課件、電子教案、習題解答、實驗指導、雙語教

學等教學輔助資源還可從該課程網站免費下載。

本書為普通高等教育“十一五’’國家級規劃教材，可作為測控技術與儀器、自動化等專業的教材或教學參考書，也可供從事測控領域工作的工程技術人員參考。

目錄

第1章緒論

1.1測控系統的地位與作用

1.2測控系統微機化的重要意義

1.3微機化測控系統的類型和組成

1.3.1微機化檢測系統

1.3.2微機化控制系統

1.3.3微機化測控系統

1.4本課程的內容與性質

思考題與習題

第2章測控通道（輸入/輸出通道）

2.1模擬輸入通道

2.1.1模擬輸入通道的基本類型與組成結構

2.1.2感測器的選用

2.1.3信號調理電路的參數設計和選擇

2.1.4採集電路的參數設計和選擇

2.1.5模擬輸入通道的誤差分配與綜合

2.2模擬輸出通道

2.2.1模擬輸出通道的基本理論

2.2.2模擬輸出通道的基本結構

2.2.3模擬輸出通道組成電路的選用

2.3開關量輸入/輸出通道

2.3.1開關量輸入通道

2.3.2開關量輸出通道

2.3.3開關量輸入/輸出通道設計舉例

2.4單元電路的級聯設計

2.4.1電氣性能的相互匹配

2.4.2信號耦合與時序配合

2.4.3電平轉換接口

思考題與習題

第3章主機及其接口

3.1主機電路

3.1.1基於PC機的主機電路

3.1.2基於單片機的主機電路

3.2測控接口及程式

3.2.1A/D與微型機接口及程式

3.2.2VFC與微型機接口及程式

3.2.3D/A與微型機接口及程式

3.2.4功率接口

3.3人一機接口及程式

3.3.1顯示器接口及程式

3.3.2鍵盤接口及程式

3.3.3鍵盤/顯示器接口及程式

3.3.4印表機接口及程式

3.3.5報警器接口及程式

3.4通信接口

3.4.1串列通信接口

3.4.2並行通信接口

思考題與習題

第4章測量數據處理

4.1零位和靈敏度的誤差校正

4.1.1軟體校正方法

4.1.2硬體校正方法

4.2量程自動切換

4.2.1量程切換的依據

4.2.2量程切換的方法

4.3超限自動報警

4.3.1超限報警處理程式設計

4.3.2超限報警系統設計實例

4.4標度變換

4.4.1硬體實現方法

4.4.2軟體實現方法

4.5非線性校正算法

4.5.1查表法

4.5.2插值法

4.5.3擬合法

4.6數字濾波

4.6.1限幅濾波和中位值濾波

4.6.2平均濾波

4.6.3低通濾波

4.6.4複合濾波

思考題與習題

第5章PID控制算法

5.1PID控制原理與程式流程

5.1.1過程控制的基本概念

5.1.2模擬PID調節器

5.1.3數字PID控制器

5.1.4PID算法的程式流程

5.2標準PID算法的改進

5.2.1微分項的改進

5.2.2積分項的改進

5.3數字PID參數的選擇

5.3.1採樣周期的選擇

5.3.2數字PID控制的參數選擇

5.4數字PID控制的工程實現

5.4.1給定值和被控量處理

5.4.2偏差處理

5.4.3控制算法的實現

5.4.4控制量處理

5.4.5自動/手動切換

思考題與習題

第6章監控程式設計

6.1監控程式的功能和組成

6.2監控主程式和初始化管理

6.2.1監控主程式

6.2.2初始化管理

6.3鍵盤管理

6.3.1一鍵一義的鍵盤管理

6.3.2一鍵多義的鍵盤管理

6.3.3自動/手動切換

6.4顯示、中斷與時鐘管理

6.4.1顯示管理

6.4.2中斷管理

6.4.3時鐘管理

6.5硬體故障的自檢

6.5.1自檢方式

6.5.2自檢算法

6.5.3自檢軟體

思考題與習題

第7章抗干擾技術

7.1噪聲干擾的形成

7.1.1噪聲源

7.1.2噪聲的耦合方式

7.1.3噪聲的干擾模式

7.2硬體抗干擾技術

7.2.1接地技術

7.2.2禁止技術

7.2.3長線傳輸的干擾及抑制

7.2.4共模干擾的抑制

7.2.5差模干擾的抑制

7.2.6供電系統抗干擾

7.2.7印刷電路板抗干擾

7.3軟體抗干擾技術

7.3.1軟體冗餘技術

7.3.2軟體陷阱技術

7.3.3“看門狗”技術

7.3.4故障自動恢復處理程式

思考題與習題

第8章微機化測控系統設計及實例

8.1設計要求和研製過程

8.1.1設計的基本要求

8.1.2設計研製過程

8.2總體設計

8.3硬體設計

8.3.1元器件的選擇

8.3.2電路設計的原則

8.3.3硬體電路研製過程

8.4軟體設計

8.4.1軟體研製過程

8.4.2軟體設計的依據——系統定義

8.4.3軟體設計方法

8.4.4軟體的測試和運行

8.5設計實例

8.5.1電冰櫃溫度測控系統設計

8.5.2防盜報警系統設計

思考題與習題

第9章測控系統新技術

9.1計算機測控系統的發展

9.1.1集中測控系統

9.1.2集散控制系統

9.1.3現場匯流排控制系統

9.2網路化測控系統

9.2.1網路化測控系統的發展

9.2.2網路化測控系統的結構

9.2.3網路化測控系統功能與特點

9.3虛擬儀器

9.3.1虛擬儀器的概念

9.3.2虛擬儀器的組成特點

9.3.3虛擬儀器的體系結構

9.3.4典型的虛擬儀器系統及其匯流排

9.3.5虛擬儀器網路化

思考題與習題

附錄1MCS-51指令表

附錄2常用集成晶片引腳圖

參考文獻