本书是依据高等学校仪器科学与技术类测控专业本科及研究生的教学要求而编写的，力图使读者通过本书的学习，掌握计算机测控教学和系统的基本理论及分析、设计方法。本书特别注重以计算机测控系统的应用技术为主线，从工程实际出发，按照实际测控系统工程项目的实施方法，从测控系统的结构规划着手，就测量信号的数据采集、数据处理、控制任务执行等所采用的方法和实际应用技术逐步深入展开。

本书以计算机测控系统的应用技术为主线，从工程实际出发，按照实际测控系统工程项目的实施方法，从测控系统的结构规划着手，深入介绍测量信号的数据采集、数据处理、控制任务执行等所采用的方法和实际应用技术，力求使读者掌握计算机测控系统的基本组成与类型，了解各种常用微处理器及总线技术在测控系统中的应用，输入/输出接口和控制元件接口的设计方法，以及常用计算机板卡、电动机控制技术、测量信号的滤波和测控系统中的控制技术。本书还通过实例使读者详细了解计算机测控系统的实现方法。

本书适合作为高等院校测控、机械、机电一体化等专业的本科及硕士研究生教材，也可作为从事测控技术研发工作的工程技术人员的参考书。

第1章 绪论

 1.1 测控系统的任务

 1.2 测控系统的发展

 1.3 计算机测控系统的基本组成

 1.4 计算机控制系统的类型

第2章 测控系统中的智能化器件

 2.1 微控制器

2.1.1 常用单片机介绍

2.1.2 高性能微处理器

 2.2 数字信号处理器

2.2.1 DSP概述

2.2.2 DSP的结构原理

2.2.3 DSP在测控系统中的应用

 2.3 大规模可编程逻辑器件

2.3.1 可编程逻辑器件概述

2.3.2 CPLD/FPGA的结构原理

2.3.3 CPLD/FPGA的编程

2.3.4 CPLD/FPGA的选择

第3章 计算机测控系统的基本类型

 3.1 测控系统的分类

 3.2 智能仪器

3.2.1 传统仪器与智能仪器

3.2.2 智能仪器的构成

 3.3 基本型测控系统

3.3.1 基本型测控系统概述

3.3.2 基本型测控系统的结构

 3.4 集散型测控系统

3.4.1 集散型测控系统概述

3.4.2 集散型测控系统的结构

 3.5 网络化测控系统

3.5.1 网络化测控系统概述

3.5.2 网络化测控系统的结构

 3.6 虚拟仪器测控系统

3.6.1 虚拟仪器概述

3.6.2 虚拟仪器的特点

3.6.3 虚拟仪器测控系统的结构

第4章 测控系统中的总线

 4.1 总线概述

4.1.1 微机系统中的总线

4.1.2 现代仪器仪表中的总线

 4.2 ISA与PCI总线

4.2.1 ISA总线

4.2.2 PCI总线

 4.3 GPIB总线

4.3.1 GPIB总线概述

4.3.2 GPIB总线的结构

4.3.3 GPIB总线仪器

 4.4 VXI总线

4.4.1 VXI总线概述

4.4.2 VXI总线的结构

4.4.3 VXI总线仪器

 4.5 PXI总线

4.5.1 PXI总线概述

4.5.2 PXI总线的结构

4.5.3 PXI总线仪器

 4.6 LXI总线

4.6.1 LXI总线概述

4.6.2 LXI总线的特点

4.6.3 LXI总线测试系统

 4.7 现场总线简介

4.7.1 现场总线概述

4.7.2 常用现场总线介绍

第5章 测控系统的输入/输出接口

 5.1 开关量输入/输出接口

5.1.1 地址译码技术

5.1.2 简单输入/输出接口

5.1.3 可编程并行接口

 5.2 模拟量输入/输出接口

5.2.1 A/D与D/A转换器的技术指标

5.2.2 A/D转换器的分类与基本原理

5.2.3 A/D转换器的接口

5.2.4 D/A转换器的接口

 5.3 计算机输入/输出板卡

5.3.1 计算机模拟输入/输出通道

5.3.2 采样定理

5.3.3 模拟量输入/输出板卡

5.3.4 数字量输入/输出板卡

5.3.5 定时/计数器板卡

 5.4 计算机输入/输出信号的隔离

5.4.1 开关量信号的隔离

5.4.2 模拟量信号的隔离

 5.5 常用控制元件接口

5.5.1 继电器输出接口

5.5.2 固态继电器输出接口

5.5.3 大功率场效应管开关接口

5.5.4 可控硅输出接口

第6章 常用电动机控制技术

 6.1 直流伺服电动机的控制

6.1.1 小功率直流伺服电动机的特性

6.1.2 直流伺服电动机的电压驱动及调速

6.1.3 直流伺服电动机控制技术

 6.2 步进电动机及其控制

6.2.1 步进电动机的工作原理

6.2.2 步进电动机的驱动

6.2.3 步进电动机系统的主要性能指标和控制方法

 6.3 无刷直流电动机及其控制

6.3.1 无刷直流电动机的工作原理

6.3.2 无刷直流电动机的驱动

6.3.3 无刷直流电动机的控制与计算机接口

第7章 测量信号的滤波技术

 7.1 滤波器和滤波的基本理论

7.1.1 滤波器的基本概念

7.1.2 滤波器的基本理论

7.1.3 滤波器的基本类型

7.1.4 滤波器的传递函数和频率特性

7.1.5 滤波器的基本参数

 7.2 电子电路构成的滤波器

7.2.1 无源滤波器

7.2.2 二阶有源滤波器

7.2.3 电源噪声滤波器

 7.3 数字滤波技术

7.3.1 数字滤波技术的特点

7.3.2 数字滤波器的实现

7.3.3 算术平均值滤波器

 7.4 滤波器的性能测试

7.4.1 电子电路滤波器的测试

7.4.2 计算机软件数字滤波器的测试

 7.5 测量数据预处理技术

7.5.1 系统误差的自动校准

7.5.2 标度变换

7.5.3 线性化处理和非线性补偿

第8章 测控系统中的控制技术

 8.1 自动控制系统概述

8.1.1 自动控制系统的工作原理

8.1.2 控制系统的基本要求

8.1.3 自动控制系统的分析方法

 8.2 计算机测控系统中的控制器

8.2.1 计算机控制系统的组成和基本结构

8.2.2 离散控制系统的描述与响应分析

 8.3 数字PID控制器及其算法

8.3.1 PID控制器的一般概念

8.3.2 基本PID算法

8.3.3 改进的PID算法

 8.4 测控系统的程序设计

8.4.1 模块化程序设计

8.4.2 结构化程序设计

8.4.3 编程语言的应用

8.4.4 控制系统组态软件

第9章 计算机测控系统实例

 9.1 基于虚拟仪器的伺服控制组件测试系统

9.1.1 测试系统的功能

9.1.2 伺服控制系统简介

9.1.3 虚拟仪器测试系统方案

9.1.4 测试系统的硬件结构

9.1.5 测试系统的软件结构

 9.2 红外光电测距机检测检定系统

9.2.1 系统简介及测控任务说明

9.2.2 系统的硬件框图

9.2.3 激光干涉仪和红外光电测距机与计算机的接口

9.2.4 测量车运动控制系统

9.2.5 环境温度检测

9.2.6 通信连接

9.2.7 系统保护

参考文献