微型计算机控制系统是当今工业自动控制和过程控制的主流系统。微型计算机控制技术是电气信息各专业必不可少的一门专业课。本书重点在教育方法和教学内容上对学生的创新精神和实践能力进行培养，同时根据教学需要，在作者使用多年的自编教材基础上，补充新知识和新技术。本书可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科举办的二级职业技术学院和民办高校的工业电气自动化、应用电子技术、机电一体化技术、数控技术应用和计算机应用等专业的教材使用，也可供相关工程技术人员参考。

本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材(高职高专教育)，本书以MCS一51单片机技术为依托、针对当前学生的就业和教学需要编写而成。全书共分8章，主要内容有：微机控制系统的概述、过程输入／输出通道与接口、人机接口、数字控制器、抗干扰技术、系统设计及实例、集散型控制系统及现场总线技术等。

本书可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及本科举办的二级职业技术学院和民办高校的工业电气自动化、应用电子技术、机电一体化技术、数控技术应用和计算机应用等专业的教材使用，也可供相关工程技术人员参考。

第1章 概述

1.1微机控制系统的概念

1.1.1微机控制系统的发展概况

1.1.2微机控制系统的组成

1.1.3微机控制系统的结构和原理

1.1.4微机控制系统的特点

1.2微机控制系统的分类

1.2.1计算机操作指导控制系统

1.2.2直接数字控制系统(DDC)”

1.2.3监督计算机控制系统(SCC)

1.2.4集散型控制系统(DCS)

1.2.5现场总线控制系统(FCS)

1.3微机控制的主要研究内容及发展前景

1.3.1技术性能指标

1.3.2研究内容

1.3.3发展方向及应用前景

第2章 过程输入通道与接口

2.1输入通道的结构与信号转换

2.1.1数字量输入通道

2.1.2模拟量输入通道

2.1.3 AI的常用器件及电路

2.2模拟量输入通道中的常用放大器

2.2.1测量放大器

2.2.2可编程放大器

2.2.3隔离放大器

2.3 A／D转换器与单片机接口电路

2.3.1 8位转换器ADC0809与MCS一51单片机接口电路

2.3.2 12位转换器AD574A与MCS一51单片机接口电路

2.3.3 V／F压频转换器

第3章 过程输出通道与接口

3.1输出通道的结构及常用电路

3.1.1数字量输出通道

3.1.2模拟量输出通道

3.2 D／A转换器与单片机接口电路

3.2.1 8位转换器DAC0832与MCS一51单片机接口电路

3.2.2 12位转换器DACl208与MCS一51单片机接口电路

3.2.3 F／V频压转换器

3.3常用执行器

3.3.1固态继电器

3.3.2伺服电机

3.3.3步进电机

3.3.4电磁阀

3.3.5变频器

第4章 人机接口

4.1键盘接口方法

4.1.1独立式连接的非编码键盘

4.1.2矩阵式连接非编码键盘

4.2数码显示方法

4.2.1 8段LED显示器结构与原理

4.2.2 LED显示器两种显示方式

4.2.3用软件译码的8位动态LED显示接口电路

4.3微型打印机及接口电路

4.3.1 GPl6微型打印机的工作原理

4.3.2 MCS一51单片机和GPl6的接口电路

第5章 数字控制器

5.1 PID模拟控制器及其调节规律的数字化

5.2：PID控制器的几种改进形式

5.2.1带有死区的PID算法

5.2.2积分分离的PID算法

5.3 PID控制参数的整定

5.3.1按扩充临界比例度法整定T和Kp Ti TD

5.3.2按扩充响应曲线法整定T和KP TI TD

5.4串级控制技术

5.4.1串级控制的结构和原理

5.4.2数字串级控制算法

5.4.3副回路微分先行串级控制算法

5.5前馈一反馈控制技术

5.5.1前馈控制的结构和原理

5.5.2前馈一反馈控制结构

5.5.3数字前馈一反馈控制算法

 5.6模糊控制器

5.6.1模糊控制的基本思想

5.6.2模糊控制器的基本结构.

5.6.3模糊控制的应用实例

第6章 抗干扰技术

6.1干扰的来源和分类

6.1.1干扰的来源

6.1.2干扰的分类

6.2硬件方面对几种主要干扰的抑制方法

6.2.1电源噪声的抑制

6.2.2过程通道干扰的抑制

6.2.3接地技术

6.3 CPU软件抗干扰

6.3.1人工复位

6.3.2掉电保护

6.3.3睡眠抗干扰

6.3.4指令冗余

6.3.5软件陷阱

6.3.6程序运行监控电路

6.4输人输出通道软件抗干扰

6.4.1数字信号的输入方法

6.4.2数字信号的输出方法

6.4.3 数字滤波

6.5可靠性与故障诊断

6.5.1可靠性设计

6.5.2故障诊断

第7章 系统设计及综合实验

7.1微机控制系统设计的要求和步骤

7.1.1系统设计的基本要求

7.1.2系统设计的特点

7.1.3确定系统总体控制方案

7.1.4建立数学模型和确定控制算法

7.1.5微型机和接口电路的选择

7.1.6系统总体设计·

7.2电热水暖恒温自动控制系统

7.2.1系统设计目标及控制算法

7.2.2 电压前馈与调功输出

7.2.3硬件设计

7.2.4软件设计

7.3纸机转速控制

7.3.1系统结构

7.3.2系统控制功能

7.3.3调速操作与保护

7.4 SPWM二相交流电动机变频调速微机控制系统

7.4.1极性控制信号的产生

7.4.2 SPWM信号的产生

7.4.3 V／F协调控制

7.5系列综合实验

7.5.1电热水暖恒温自动控制系统实验

7.5.2单片机控制交流变频调速系统实验

7.5.3多路数据采集监测管理系统实验

第8章 集散型控制系统及现场总线技术

8.1 DCS的概念、特点和体系结构

8.1.1 DCS的组成及特点

8.1.2 DCS分层体系

8.2 DCS的网络结构与系统特性

8.2.1网络结构

8.2.2 TDC一3000系统特性

8.3现场控制站

8.3.1多功能控制器的结构

8.3.2过程管理器的结构

8.3.3逻辑管理器的结构与功能

8.3.4 MC的无中断自动控制系统

8.3.5 MC的组态

8.4操作站

8.4.1增强型操作站的构成

8.4.2增强型操作站的显示功能

8.5现场总线技术

8.5.1现场总线及其体系结构

8.5.2总线的分类

8.5.3 FF现场总线的主要

技术标准

附录1 z变换表

附录2 PID计算子程序清单(双字节有符号定点数)

附录3 标准值查表并线性化处理程序清单(双字节定点数)

附录4 数字温度传感器DSl8820使用方法

附录5 国内外集散系统一览表

参考文献