本书注意软件与硬件结合、理论与实践结合，由浅入深地讲解了C语言在测控领域应用的方法和特点。书中的计算机采用使用数量最多的PC系列微机，并尽量利用PC本身的硬件资源，如8259A中断控制器、8254定时器／计数器、打印机接口、串行口等。编程主要采用使用人数最多的Turbo C 2.0版本，使本书内容的通用性更好。这样的内容安排，可以使读者动手实践的条件比较容易实现。另外，本书还有配套的实验和多媒体课件可供参考。

本书由浅入深地从编程实践的角度介绍了C语言在测量与控制领域应用的基本方法。这些内容通常是一般C语言程序设计书籍所不涉及，却是测控领域工程技术人员需要掌握的。本书主要包括输入／输出端口的控制，硬件中断程序设计，软件中断程序设计，精确定时程序设计，串口通信程序设计，曲线的绘制，并行接口的使用与步进电动机的控制，数据采集与处理程序设计，闭环控制系统程序设计等内容。书中举了大量的实例，程序简单实用。由于编程涉及测控系统中的硬件设备，所以对一些常用芯片、器件、装置的原理和使用方法进行了简单的介绍。本书还介绍了数据采集与处理系统、计算机闭环控制系统的基本工作原理和设计方法。

本书还包括了实验指导书的内容。实验内容包括基本实验和扩展实验两部分，以利于根据学生的情况因材施教。

前言

第1章 绪论

 1.1 C语言的特点

 1.2 工业PC

第2章 端口、内存输入/输出与位运算

 2.1 端口输入/输出函数

 2.2 位运算

2.2.1 按位与运算的应用

2.2.2 按位或运算的应用

2.2.3 按位异或运算的应用

2.2.4 按位非运算的应用

2.2.5 按位左移运算和按位右移运算的应用

 2.3 位操作赋值运算

 2.4 内存单元读/写函数

第3章 硬件中断程序的设计

 3.1 Intel 86系列CPU实模式下的中断系统

3.1.1 实模式与保护模式的概念

3.1.2 实模式下的中断系统

 3.2 有关硬件中断的几个函数

 3.3 8259A中断控制器

3.3.1 8259A的结构和原理

3.3.2 8259A的编程

3.3.3 8259A连接的硬件中断源

 3.4 8254定时器/计数器

3.4.1 8254的结构

3.4.2 8254的编程

 3.5 可屏蔽中断响应的大致过程

 3.6 实时中断程序设计举例

 3.7 定时中断程序的另一种结构

 3.8 CMOS实时钟硬件中断程序的设计

3.8.1 实时钟的工作原理

3.8.2 CMOS-RAM单元的读/写

3.8.3 实时钟的中断功能

 3.9 定时器中断实验

第4章 数据的采集与存储

 4.1 A/D转换与D/A转换

4.1.1 A/D转换

4.1.2 D/A转换

4.1.3 连续信号与离散信号的频谱

4.1.4 被测信号与A/D量程的匹配

 4.2 接口的编码与变换

4.2.1 计算机内机器数编码的概念

4.2.2 几种常见定点数的编码规则

4.2.3 几个接口编码变换举例

4.2.4 分数二进制码与分数补码

4.2.5 格雷码及其变换

 4.3 计算机的总线与功能扩展板卡及模块

4.3.1 总线的概念

4.3.2 总线的标准

4.3.3 ISA总线及扩展板卡

4.3.4 PCI局部总线及扩展板卡

4.3.5 USB串行总线及扩展板模块

 4.4 HY-1232 A/D、D/A接口板

4.4.1 HY-1232的主要性能指标

4.4.2 HY-1232的基地址

4.4.3 HY-1232的板内地址分配及寄存器描述

4.4.4 HY-1232的A/D和D/A编码

4.4.5 HY-1232的A/D、D/A程举例

 4.5 用位字段结构处理二进制位字段数据

4.5.1 结构

4.5.2 位字段结构

 4.6 用结构与联合的嵌套处理字节(BYTE)与字(WORD)数据

4.6.1 联合

4.6.2 结构与联合的嵌套

 4.7 数据采集程序及A/D温度漂移的补偿

4.7.1 数据采集程序举例

4.7.2 A/D通道温度漂移的补偿

 4.8 数据采集时的在线滤波

 4.9 磁盘数据文件的建立

4.9.1 C语言文件概述

4.9.2 文件的打开与关闭

4.9.3 文件的读/写

 4.10 模拟量输入/输出与磁盘数据文件实验

第5章 数据的处理与绘图

 5.1 测量数据的预处理

5.1.1 标度变换

5.1.2 非线性特性的修正

5.1.3 去除奇异项

5.1.4 零均值化

5.1.5 数据平滑

5.1.6 趋势项的提取

 5.2 曲线的绘制

5.2.1 概述

5.2.2 图形系统的初始化

5.2.3 画曲线的几个函数

5.2.4 图形方式下的字符输出

5.2.5 曲线的动画效果

5.2.6 实时曲线的绘制

5.2.7 TC屏幕图形的截取

 5.3 频谱分析与快速傅里叶变换

5.3.1 傅里叶变换的概念

5.3.2 快速傅里叶变换子程序的使用

5.3.3 快速傅里叶变换的应用

 5.4 相关分析

5.4.1 自相关函数与互相关函数

5.4.2 相关系数函数

5.4.3 相关函数的应用

 5.5 数据采集与处理系统举例

 5.6 数据处理与绘图实验

第6章 计算机的串行通信

 6.1 概述

6.1.1 并行通信和串行通信

6.1.2 同步通信和异步通信

6.1.3 串行通信的传送制式、联络方式、通信速率及调制解调的概念

 6.2 串行通信的接口标准

6.2.1 RS-232C标准

6.2.2 RS-485标准

 6.3 Intel 8250可编程异步串行接口芯片

6.3.1 8250的结构

6.3.2 8250的寄存器

 6.4 Turbo C的串口通信函数

 6.5 近距离无联络线简单三线通信

 6.6 串口硬件中断方式通信

6.6.1 中断方式通信所涉及的一些寄存器

6.6.2 中断方式通信的程序举例

 6.7 串口通信实验

第7章 并行接口的使用与步进电动机的控制

 7.1 并行I/O接口概述

 7.2 8255A并行接口芯片简介

7.2.1 8255A的结构

7.2.2 8255A的工作方式

7.2.3 8255A的控制字及初始化

7.2.4 8255A在PC系列微机中的应用

7.2.5 扬声器发声程序

 7.3 HY-6160数字量输入/输出接口板

 7.4 打印机的接口

7.4.1 打印机的并行接口标准

7.4.2 打印机的适配器

 7.5 步进电动机及驱动器

7.5.1 步进电动机概述

7.5.2 步进电动机与配套的驱动器

 7.6 步进电动机的位置与速度控制

7.6.1 用打印机口控制步进电动机

7.6.2 用HY-6160接口板控制步进电动机

7.6.3 步进电动机的加速与减速控制

 7.7 并行接口的使用与步进电动机控制实验

第8章 闭环控制系统实时控制程序的设计

 8.1 闭环负反馈控制系统的构成

 8.2 控制系统的性能指标

8.2.1 系统的时域性能指标

8.2.2 系统的频域性能指标

8.2.3 时域指标与频域指标之间的关系

 8.3 控制系统的校正

8.3.1 系统综合校正的概念

8.3.2 基本控制规律

 8.4 模拟化设计方法的概念和步骤

 8.5 离散化的原则与方法

 8.6 数字控制器的模拟化设计举例

 8.7 数字PID控制程序的设计

8.7.1 数字PID控制算法的实现

8.7.2 数字PID控制算法的改进

 8.8 计算机控制系统数字校正实验

第9章 软件中断与伪变量的使用

 9.1 软件中断的概念

 9.2 DOS功能调用

9.2.1 DOS功能调用函数bdos()

9.2.2 通用DOS功能调用函数intdos()

9.2.3 通用DOS功能调用函数intdosx()

 9.3 通用软件接口函数int86()和int86x()

 9.4 伪变量与产生软中断函数geninterrupt()

9.4.1 伪变量的概念

9.4.2 伪变量的使用

9.4.3 产生软中断函数geninterrupt()

9.4.4 日时钟与实时钟对表程序

9.4.5 实时钟报警中断的开发

附录 快速离散傅里叶变换程序fftt2.c清单

参考文献