計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)及應(yīng)用

前言

隨著計(jì)算機(jī)在機(jī)械工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員必備的知識(shí)。本書(shū)就是基于這一觀念，為廣大機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和計(jì)算機(jī)測(cè)控專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員編寫(xiě)的。本書(shū)系統(tǒng)闡述了計(jì)算機(jī)原理、輸入輸出系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信、數(shù)據(jù)采集、測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等知識(shí)。在本書(shū)編寫(xiě)中力求知識(shí)新穎，實(shí)用性強(qiáng)。本書(shū)可供廣大機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)之用，也可作為機(jī)械工程碩士研究生專(zhuān)業(yè)課教材及其他專(zhuān)業(yè)的研究生和本科生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的參考書(shū)。本書(shū)有大量的圖表資料，可作為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的工具書(shū)使用。本書(shū)分為兩大部分。第1部分為教程，其中：第l章介紹計(jì)算機(jī)硬件與系統(tǒng)；第2章介紹微機(jī)基本軟件系統(tǒng)；第3章介紹計(jì)算機(jī)通信技術(shù)；第4章介紹計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)；第5章介紹計(jì)算機(jī)測(cè)控應(yīng)用技術(shù)，其中有PID控制技術(shù)、PWM控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、虛擬儀器設(shè)計(jì)、分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第6章介紹單片微機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)；第.7 章介紹測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例。第II部分是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)編寫(xiě)了存儲(chǔ)器訪問(wèn)、I2C通信、RS～232C通信、鍵盤(pán)輸入、液晶顯示、開(kāi)關(guān)量輸入輸出、定時(shí)器中斷、A／D轉(zhuǎn)換、D／A轉(zhuǎn)換等10個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，描述清楚，學(xué)生依照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)按步驟進(jìn)行，就能完成實(shí)驗(yàn)并深刻體驗(yàn)和理解所學(xué)的理論知識(shí)。

內(nèi)容概要

本書(shū)系統(tǒng)闡述了計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的核心技術(shù)知識(shí)，包括計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)與基本軟件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)等知識(shí)。本書(shū)理論聯(lián)系實(shí)際，內(nèi)容豐富?？梢宰鳛闄C(jī)械工程碩士研究生的專(zhuān)業(yè)課教材，也可作為測(cè)控專(zhuān)業(yè)的研究生和本科生的專(zhuān)業(yè)課教材。本書(shū)有大量的圖表資料，也可作為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的工具書(shū)使用。    實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)部分，結(jié)合教材內(nèi)容，共設(shè)計(jì)了10個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括并行接口的存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)、I2C串行接口的存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)、RS-232C通信實(shí)驗(yàn)、鍵盤(pán)輸入實(shí)驗(yàn)、液晶圖形與字符顯示實(shí)驗(yàn)、開(kāi)關(guān)量輸入與輸出實(shí)驗(yàn)、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器中斷實(shí)驗(yàn)、用ADC0809進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)、用V／F變換方法進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)、大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與保存實(shí)驗(yàn)等。    書(shū)后附錄簡(jiǎn)要介紹了在8位單片機(jī)系統(tǒng)中廣為應(yīng)用的C51程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

書(shū)籍目錄

前言第1部分　教程緒論　第1章　微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)　　1.1　微型計(jì)算機(jī)的處理器　　1.2　微型計(jì)算機(jī)總線　　　1.2.1　微機(jī)的內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線、外部總線、3GIO總線　　　1.2.2　系統(tǒng)總線的連接方式　　　1.2.3　總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響　　　1.2.4　常用系統(tǒng)總線介紹　　　1.2.5　微處理器總線的時(shí)序　　1.3　存儲(chǔ)器　　　1.3.1　存儲(chǔ)器類(lèi)型與存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)　　　1.3.2　隨機(jī)主存儲(chǔ)器（RAM）　　　1.3.3　輔助存儲(chǔ)器　　1.4　常用輸入輸出設(shè)備　　　1.4.1　輸入輸出設(shè)備　　　1.4.2　鍵盤(pán)　　　1.4.3　顯示器　　　1.4.4　打印機(jī)　　思考題與習(xí)題　第2章　微機(jī)基本軟件系統(tǒng)　　2.1　微機(jī)基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）　　　2.1.1　BIOS的功能　　　2.1.2　BIOS的種類(lèi)　　　2.1.3　BIOS設(shè)置　　2.2　中斷系統(tǒng)　　2.3　操作系統(tǒng)（OS）　　　2.3.1　Windows 95　　　2.3.2　Windows CE　　　2.3.3　windows NT（工作站）　　　2.3.4　Windows 98　　　2.3.5　Windows Me　　　2.3.6　Windows 2000　　　2.3.7　Windows XP　　　2.3.8　Windows 2003　　　2.3.9　Windows VISTA　　　2.3.10　Linux　　　2.3.11　UC／0S-II　　思考題與習(xí)題　第3章　計(jì)算機(jī)通信技術(shù)　　3.1　USB接口　　　3.1.1　USB概述　　　3.1.2　USB系統(tǒng)　　　3.1.3　總線拓樸　　　3.1.4　USB通信端點(diǎn)與管道　　　3.1.5　USB總線協(xié)議　　　3.1.6　USB接口器件介紹　　3.2　RS-232C接口　　　3.2.1　RS-232C傳遞信息的格式標(biāo)準(zhǔn)　　　3.2.2　RS-232C標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)線定義　　　3.2.3　信號(hào)線的連接和使用　　　3.2.4　RS-232C電氣特性　　　3.2.5　機(jī)械特性　　3.3　RS-423A／422A／485接口　　　3.3.1　RS-423A接口　　　3.3.2　RS-422A接口　　　3.3.3　RS-485接口　　　3.3.4　RS-423A／422A／485接口性能比較　　3.4　CAN總線接口　　　3.4.1　CAN總線特點(diǎn)　　　3.4.2　標(biāo)準(zhǔn)CAN總線和擴(kuò)展CAN總線　　　3.4.3　總線仲裁　　　3.4.4　出錯(cuò)處理　　　3.4.5　CAN控制器與收發(fā)器　　3.5　計(jì)算機(jī)通信小結(jié)　　思考題與習(xí)題　第4章　計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)　　4.1　集成運(yùn)算放大器與信號(hào)調(diào)理　　　4.1.1　運(yùn)算放大器主要參數(shù)　　　4.1.2　虛地概念　　　4.1.3　集成運(yùn)算放大器的典型應(yīng)用線路　　4.2　采樣保持電路　　4.3　采樣過(guò)程與采樣定理　　4.4　采樣偏差的校正技術(shù)　　4.5　信號(hào)隔離與選通技術(shù)　　4.6　數(shù)據(jù)采集中的抗干擾技術(shù)　　　4.6.1　干擾因素與抗干擾基本方法　　　4.6.2　若干特殊濾波技術(shù)　　　4.6.3　A／D轉(zhuǎn)換過(guò)程中的抗干擾技術(shù)　　4.7　D／A轉(zhuǎn)換技術(shù)與應(yīng)用電路　　　4.7.1　R-2RT形電阻網(wǎng)絡(luò)型DAC的工作原理　　　4.7.2　權(quán)電阻型DAC的工作原理　　　4.7.3　DAC的性能指標(biāo)　　　4.7.4　DAC0832及其與計(jì)算機(jī)的接口　　　4.7.5　8位以上DAC及其與微機(jī)的連接　　4.8　A／D轉(zhuǎn)換技術(shù)與應(yīng)用電路　　　4.8.1　逐位逼近式ADC的結(jié)構(gòu)及工作原理　　　4.8.2　雙積分式ADC的結(jié)構(gòu)及工作原理　　　4.8.3　∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)及工作原理　　　4.8.4　AD574系列A／D轉(zhuǎn)換器及其與計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)　　　4.8.5　12位A／D轉(zhuǎn)換器MAX186／MAX188　　　4.8.6　ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器　　　4.8.7　使用處理器內(nèi)帶的A／D轉(zhuǎn)換器　　思考題與習(xí)題　第5章　控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)　　5.1　控制系統(tǒng)概述　　5.2　PID控制技術(shù)　　　5.2.1　常規(guī)PID控制　　　5.2.2　自適應(yīng)PID控制　　　5.2.3　智能PID控制　　5.3　步進(jìn)電機(jī)的PwM控制技術(shù)　　　5.3.1　PWM控制的基本原理　　　5.3.2　步進(jìn)電機(jī)概述　　　5.3.3　恒力矩均勻細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)　　　5.3.4　全數(shù)字PWM逆變驅(qū)動(dòng)技術(shù)　　5.4　變頻調(diào)速技術(shù)　　　5.4.1　異步電動(dòng)機(jī)概述　　　5.4.2　異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速　　　5.4.3　異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速　　　5.4.4　變壓變頻協(xié)調(diào)控制　　5.5　虛擬儀器設(shè)計(jì)　　　5.5.1　虛擬儀器基本概念　　　5.5.2　LabVIEW虛擬儀器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)　　　5.5.3　虛擬儀器設(shè)計(jì)舉例　　5.6　DCS在配料系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)　　　5.6.1　概述　　　5.6.2　基于串行總線的配料控制系統(tǒng)　　5.7　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　　5.7.1　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的意義　　　5.7.2　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的分析方法　　　5.7.3　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化　　思考題與習(xí)題　第6章　單片微型計(jì)算機(jī)　　6.1　8位單片機(jī)系列產(chǎn)品　　6.2　8051單片機(jī)　　　6.2.1　8051的基本結(jié)構(gòu)與功能　　　6.2.2　8051封裝與引腳功能　　　6.2.3　時(shí)鐘電路　　　6.2.4　復(fù)位和復(fù)位電路　　　6.2.5　存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)　　　6.2.6　指令部件　　　6.2.7　特殊功能寄存器　　　6.2.8　布爾處理器　　　6.2.9　8051的機(jī)器周期與指令周期　　　6.2.10　8051訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器的時(shí)序　　　6.2.11　8051的系統(tǒng)擴(kuò)展　　　6.2.12　8051的中斷系統(tǒng)　　　6.2.13　8051的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器　　　6.2.14　8051的串行接口　　6.3　單片機(jī)在沖床自動(dòng)控制中的應(yīng)用　　6.4　多功能單片機(jī)C8051F　　　6.4.1　C8051F特性簡(jiǎn)介　　　6.4.2　指令集　　　6.4.3　中斷系統(tǒng)　　　6.4.4　電源管理方式　　6.5　宏晶多功能單片機(jī)簡(jiǎn)介　　思考題與習(xí)題第Ⅱ部分　實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)　實(shí)驗(yàn)1　并行接口的存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)2　I2C串行接口的存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)3　RS-232C通信實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)4　鍵盤(pán)輸入實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)5　液晶圖形與字符顯示實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)6　開(kāi)關(guān)量輸入與輸出實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)7　定時(shí)器／計(jì)數(shù)器中斷實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)8　用ADC0809進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)9　用V／F變換方法進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)　實(shí)驗(yàn)10　大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與保存實(shí)驗(yàn)附錄C51　程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言簡(jiǎn)介參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：隨著監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的廣泛使用，監(jiān)測(cè)與診斷的要求也在不斷增加，監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)越來(lái)越龐大、復(fù)雜，而且在不同場(chǎng)合下對(duì)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)有不同的要求。工業(yè)總線技術(shù)的進(jìn)步和監(jiān)測(cè)與診斷要求的不斷提高，對(duì)系統(tǒng)組建的難度也在不斷增加，這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，首先由于監(jiān)測(cè)目標(biāo)的多樣化，使得任何一種總線技術(shù)都難以覆蓋整個(gè)自動(dòng)測(cè)試的需求。如何針對(duì)監(jiān)測(cè)需求的應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，使其發(fā)揮出最佳的監(jiān)測(cè)性能是目前亟待解決的問(wèn)題。另一方面，由于監(jiān)測(cè)過(guò)程和監(jiān)測(cè)儀器功能的復(fù)雜化和多樣化，使現(xiàn)代自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組建，特別是監(jiān)測(cè)軟件的設(shè)計(jì)難度成倍增加。但是現(xiàn)在的監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)往往既不兼容，又不能共享軟、硬件資源，在一些較為復(fù)雜和監(jiān)測(cè)參數(shù)較多的場(chǎng)合下，需要許多儀器，這些儀器不但價(jià)格昂貴、體積大、占用空間，而且儀器之間的連接形式繁瑣復(fù)雜。監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)往往由開(kāi)發(fā)人員和制造廠完成，用戶雖然可以提出某些意見(jiàn)和要求，但不可能立即予以體現(xiàn)，而且用戶也不大可能參與監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造，因此系統(tǒng)的個(gè)性、可擴(kuò)展性、更新?lián)Q代和預(yù)測(cè)維修等方面無(wú)法滿足用戶需求，限制了其應(yīng)用。為了滿足科學(xué)技術(shù)和工業(yè)發(fā)展的需要，解決現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷中出現(xiàn)的新問(wèn)題，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的智能監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)。它以先進(jìn)的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)迅速崛起，并很快在各個(gè)領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用，效益與作用日趨顯著，覆蓋面越來(lái)越廣，得到眾多使用者的充分肯定。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)及應(yīng)用》：西安交通大學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育系列教材

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