計算機控制技術(第二版)（簡體書）

《計算機控制技術(第2版)》全面系統地介紹了計算機控制系統的基本組成和在工業控制中的應用技術，并結合實際深入淺出地介紹了幾種典型的控制系統和控制技術。主要內容包括：計算機控制系統概述、開關量輸入／輸出通道與人機接口、順序控制與數字控制、模擬量輸入／輸出通道、PID調節器的數字化實現、計算機控制系統的抗干擾技術及工業控制微型計算機。
為了幫助讀者掌握各部分內容，書中每章後面都附有習題。
《計算機控制技術(第2版)》可作為高職高專院校應用電子技術、自動化、機電一體化、電氣工程等專業的計算機控制技術課程的教材，也可作為從事計算機控制工作的工程技術人員的參考書。
《計算機控制技術(第2版)》配有電子教案，需要者可登錄出版社網站，免費下載。

《計算機控制技術(第2版)》由中國高等職業技術教育研究會推薦，面向21世紀高級應用性人才。

第1章 計算機控制系統概述
1.1 計算機控制系統的組成
1.1.1 計算機控制系統的硬件組成
1.1.2 計算機控制系統的軟件
1.2 工業控制計算機的特點
1.3 微型計算機控制系統的主要結構類型
1.3.1 計算機操作指導控制系統
1.3.2 直接數字控制系統
1.3.3 監督計算機控制系統
1.3.4 集散型控制系統
1.3.5 現場總線控制系統
1.3.6 工業過程計算機集成制造系統
1.4 微型計算機控制系統的發展
1.4.1 計算機控制系統的發展過程
1.4.2 近年來計算機控制系統在我國的
發展趨勢
習題

第2章 開關量輸入／輸出通道與人機接口
2.1 過程通道的分類
2.2 開關量輸入／輸出通道
2.2.1 開關量輸入／輸出通道的一般結構形式
2.2.2 開關量輸入信號的調理
2.2.3 開關量輸出驅動電路
2.2.4 開關量輸入／輸出通道的設計
2.3 人機接口——鍵盤
2.3.1 非編碼鍵盤
2.3.2 編碼鍵盤
2.4 人機接口——數字顯示方法
2.4.1 發光二極管LED顯示
2.4.2 LCD顯示接口技術
習題

第3章 順序控制與數字控制
3.1 順序控制
3.1.1 順序控制系統的類型
3.1.2 順序控制系統的組成
3.1.3 順序控制系統的應用領域
3.1.4 順序控制的應用實例
3.2 數字程序控制
3.2.1 數值插補計算方法
3.2.2 逐點比較法直線插補
3.2.3 逐點比較法圓弧插補
3.2.4 步進電機工作原理
3.2.5 步進電機控制系統原理
3.2.6 步進電機與微型機的接口及程序設計
3.2.7 步進電機步數及速度的計算方法
3.2.8 步進電機的變速控制
習題

第4章 模擬量輸入／輸出通道
4.1 模擬量輸入通道
4.1.1 輸入信號的處理
4.1.2 多路開關
4.1.3 放大器
4.1.4 采樣保持器(S／H)
4.1.5 模／數(A/D)轉換器及其應用
4.2 模擬量輸出通道
4.2.1 DAC的工作原理
4.2.2 多路模擬量輸出通道的結構形式
4.2.3 D/A輸出方式
4.2.4 失電保護和手動／自動無擾動切換
4.2.5 DAC的主要技術指標
4.2.6 典型應用例子
習題

第5章 PID調節器的數字化實現
5.1 PID調節器
5.1.1 PID調節器的優點
5.1.2 PID調節器的作用
5.2 數字PID控制器的設計
5.2.1 PID控制規律的離散化
5.2.2 PID數字控制器的實現
5.3 數字PID控制器參數的整定
5.3.1 采樣周期的選擇
5.3.2 PID控制器參數的整定
習題

第6章 計算機控制系統的抗干擾技術
6.1 干擾信號的類型及其傳輸形式
6.2 抗干擾技術
6.2.1 接地技術
6.2.2 屏蔽技術
6.2.3 隔離技術
6.2.4 串模干擾的抑制
6.2.5 共模干擾的抑制
6.2.6 長線傳輸中的抗干擾問題
6.3 電源干擾的抑制
6.3.1 電源干擾的基本類型
6.3.2 電源抗干擾的基本方法
6.4 CPU軟件抗干擾技術
6.4.1 人工復位
6.4.2 掉電保護
6.4.3 睡眠抗干擾
6.4.4 指令冗余
6.4.5 軟件陷阱
6.4.6 程序運行監視系統(WATCHD()G)
6.5 數字信號的軟件抗干擾措施
6.5.1 數字信號的輸入方法
6.5.2 數字信號的輸出方法
6.5.3 數字濾波
習題

第7章 工業控制微型計算機
7.1 工業控制計算機的特點
7.2 總線式工控機的組成結構
7.3 常用工控總線（STD／VME／IPC工控機）
7.3.1 STD總線工控機
7.3.2 MC6800/MC68000工控機
7.3.3 IPC總線工控機
7.4 IPC的主要外部結構形式
7.4.1 臺式IPC
7.4.2 盤裝式IPC
7.4.3 IPC工作站
7.4.4 插箱式IPC
7.4.5 嵌入式IPC
7.5 IPC總線工控機內部典型構成形式
7.5.1 工業控制計算機的組成
7.5.2 工業控制計算機系統的組成
7.6 IPC總線工業控制計算機常用板卡介紹
7.6.1 IPC總線工業控制計算機的概念
7.6.2 工業控制計算機1/0接口
信號板卡
習題
附錄 ST7920GB中文字型碼表
參考文獻

1.4 微型計算機控制系統的發展
1.4.1 計算機控制系統的發展過程
自1946年世界上第一臺電子計算機ENIAC正式使用以來，數字計算機在世界各國得到了極大的重視和迅速發展。20世紀70年代微型計算機的推廣，標志著計算機的發展和應用進入了新的階段。
計算機技術的發展給控制系統開辟了新的途徑。現代控制理論以及各種新型控制規律和組合控制規律的發展又給自動控制系統增添了理論支柱。經典的和現代的控制理論與計算機相結合，出現了新型的計算機控制系統。
從美國工業控制機的發展和應用來看，用計算機來控制生產過程，大體上經歷了三個階段。
1965年以前是試驗階段。早在1952年，在化工生產中就已經實現了自動測量和數據處理。1954年，開始用計算機構成開環系統。1957年，采用計算機構成的閉環系統開始應用于石油蒸餾過程的調節。1959年，在美國一個煉油廠建成了第一臺閉環計算機控制裝置。1960年，在合成氨和丙烯?生產過程中實現了計算機監督控制。
1965～1969年是計算機控制進入實用和開始逐步普及的階段。隨著小型計算機的出現，控制可靠性不斷提高，成本逐年下降，計算機在生產過程中的應用得到了迅速的發展，但這個階段仍然主要是集中型的計算機控制系統。經驗證明，采用高度集中控制時，若計算機出現故障，將對整個生產裝置和整個生產系統帶來嚴重影響，雖然采用多機并用的方案可以提高集中控制的可靠性，但這樣就要增加投資。
1970年以後是大量推廣和分級控制階段。現代工業的特點是高度連續化、大型化，裝置與裝置、設備與設備之間的聯系日趨密切。因此，為了降低能量消耗、提高產品質量和數量，僅僅實現局部范圍內的孤立控制是難以取得顯著效果的。因此，人們已開始運用系統工程學的方法來實現大規模綜合管理系統。這種控制系統通常不是由一臺計算機或數臺獨立的、相互無關的小型機來進行控制的，而是由大、中、小型計算機組合起來，形成計算機系統來進行控制的。在這種采用了分段結構的計算機控制系統中，充分利用各種計算機的優勢，形成分級控制。近年來，微型計算機所具有的可靠性高、價格低廉、使用方便等優點，為分級計算機控制的發展創造了良好的條件。