王茂、申立群编著的《现代数字控制实践》从工程实际出发，围绕实际的数字控制系统的设计和实现，介绍了多种常用微处理器的基础知识及外围接口扩展技术、数字控制的整个设计过程、硬软件实现方法等，使读者从全局的高度对数字控制技术有概括的了解，融会贯通地掌握所用到的诸方面的知识，提高对基础知识的综合运用水平和实际动手能力。

王茂、申立群编著的《现代数字控制实践》是一本系统阐述有关数字闭环控制系统设计和实现的专门著作，内容涉及数字系统硬件设计中的特殊技术细节考虑、常用的微处理器的各种实用接口扩展设计、主从分布式数字控制中多处理器的串并行数据通信、数字控制的电磁兼容设计及若干具体的电磁兼容问题解决实例、角位置信号的数字测量、数字接口的前置和后置处理模拟电路设计等，以及数字控制器的算法实现及汇编语言的软件设计。

《现代数字控制实践》可作为研究生或者爱好计算机硬件设计和数字系统的高年级本科生的教材或参考书，也适合具有一定数字控制实践经验的科技人员参考。

第1章 绪论

 1.1 数字控制的必要性及优点

 1.2 目前比较流行的几种数字控制实现简介

 1.3 一般单个数字控制系统的硬件构成

 1.4 集中式多系统数字控制及主从分布式多系统数字控制结构

 1.5 数字控制方案选择

1.5.1 工业控制计算机及DsPACE实时仿真系统用于数字控制时的优缺点

1.5.2 PC／104控制计算机用于数字控制时的优缺点

1.5.3 MCS-51系列单片机用于数字控制时的优缺点

1.5.4 MCS-96系列16位单片机用于数字控制时的优缺点

1.5.5 DSP(或DSC)微处理／控制器或32位单片机用于数字控制时的优缺点

 1.6 数字控制设计的主要内容及一般过程

第2章 数字控制硬件设计基础

 2.1 数字控制中常用微处理器的接口引脚功能及引脚设置

2.1.1 80C31单片机用于扩展的主要信号引脚定义、功能及封装

2.1.2 80C196KC单片机用于并行扩展的主要信号引脚定义、功能及封装尺寸

2.1.3 DSPLF2407A数字信号控制器用于扩展的主要信号引脚定义、功能及封装

2.1.4 工业控制计算机、PC／104的ISA总线引脚及物理尺寸定义

 2.2 关于TTL数字接口芯片驱动问题

2.2.1 一般TTL芯片的输出、输入结构

2.2.2 其他电路驱动TTL芯片 

2.2.3 TTL电路驱动其他接口电路

2.2.4 TTL电路驱动TTL电路时的驱动能力

2.3.5 V、3.3 V混合供电系统中的电平兼容问题

 2.4 关于OC输出结构的数字器件的使用

 2.5 关于微处理器芯片本身的准双向口及其操作说明

 2.6 数字控制中几种常用微处理器的中断结构特点及区别

2.6.1 80C31单片机中断系统特点

2.6.2 80C196KC单片机中断系统特点

2.6.3 DSPLF2407A数字信号控制器中断系统特点

第3章 数字控制基本硬件扩展设计

 3.1 数字控制中常用微处理器的最小系统设计

3.1.1 微处理器的时钟电路设置与连接

3.1.2 微处理器的复位电路设置与连接

 3.2 微处理器总线驱动能力扩展

 3.3 常用微处理器的程序存储扩展技术

3.3.1 MCS-51系列单片机数字控制系统的程序存储扩展

3.3.2 MCS-96系列单片机数字控制系统的程序存储扩展

3.3.3 DSPLF2407A微控制器数字控制系统的程序存储扩展

3.3.4 执行代码可切换程序存储扩展技术

 3.4 数字控制中常用微处理器的数据存储扩展

3.4.1 MCS-51系列单片机数字控制系统的数据存储扩展

3.4.2 MCS-96系列单片机数字控制系统的数据存储扩展

3.4.3 DSPLF2407A微控制器数字控制系统的数据存储扩展

3.4.4 超出微处理器最大寻址空间的数据存储扩展技术

 3.5 一般并行数字I／O扩展

3.5.1 一般并行数字I／O扩展的基本设计方法

3.5.2 MCS-51及MCS-96系列单片机的并行数字I／O扩展设计

3.5.3 DSPLF2407A的并行数字I／O扩展设计

3.5.4 工业控制计算机或PC／104的一般数字I／O接口扩展设计

 3.6 数字控制的模拟输入、输出接口扩展

3.6.1 常用A／D、D／A接口芯片及同微处理器的接口方法

3.6.2 A／D、D／A转换器的精密参考电源

 3.7 数字电路的EPLD实现

3.7.1 EPLD器件的分类

3.7.2 EPLD器件的选择

3.7.3 EPLD器件的开发工具及流程

3.7.4 EPLD器件的设计输入

3.7.5 EPLD器件设计文件的编译及编程

3.7.6 EPLD编程器的安装

 3.8 单片机系统的加密技术

3.8.1 程序隐藏法

3.8.2 硬、软件同时加密技术

第4章 数字控制中的多处理器数据通信

 4.1 引 言

 4.2 并行通信的基本原理及接口设计

4.2.1 并行通信的基本构成

4.2.2 并行通信的优、缺点

4.2.3 单主模式并行通信设计

4.2.4 单主模式多机并行通信的信息传递控制

4.2.5 多主模式并行通信硬件设计

4.2.6 多主模式并行通信优先级仲裁电路

4.2.7 多主模式多机并行通信的信息传递控制

 4.3 异步串行通信的基本原理及接口设计

4.3.1 串行通信的优缺点

4.3.2 近距离串行通信的硬件连接

4.3.3 单主多机远距离串行通信的硬件连接

4.3.4 单主多机串行通信的信息传递控制

4.3.5 单主异步串行通信的信号同步

4.3.6 单主异步串行通信的纠错处理

4.3.7 单主异步串行通信电平转换接口芯片选择

4.3.8 多主异步多机串行通信

4.3.9 多机CAN总线串行通信的优点

4.3.10 多机CAN总线串行通信的硬件连接

4.3.11 多机CAN总线串行通信优先级仲裁

4.3.12 多机CAN总线串行通信的信息传递控制

4.3.13 CAN总线串行通信的信号同步

4.3.14 CAN总线串行通信的纠错处理

4.3.15 CAN总线串行通信接口芯片选择

第5章 数字控制的算法实现及软件设计

 5.1 引 言

 5.2 数字控制的控制器设计及数字化处理方法

5.2.1 零阶保持器的近似

5.2.2 控制器的数字化处理方法及逼近度讨论

 5.3 采样周期选取

 5.4 数字控制算法的实现

5.4.1 一般的单输入、单输出数字控制算法基本表达

5.4.2 数字控制算法的并联实现表达

5.4.3 数字控制算法的递阶表达

5.4.4 双反馈环数字控制的并行算法表达

 5.5 数字控制算法的双处理器并行实现

5.5.1 双处理器并行实现的数字控制系统构成

5.5.2 数字控制系统双处理器并行实现的硬件结构

 5.6 数字控制软件设计基础

5.6.1 数字控制器软件实现的主要设计内容及设计原则

5.6.2 完整的数字控制软件构成及基于汇编语言设计的注意事项

5.6.3 数字控制软件实现中的控制器参数及控制变量序列设置

 5.7 基于80C196KC汇编语言的数字控制软件设计

5.7.1 适合80C196KC汇编语言的浮点数数据结构

5.7.2 80C196KC汇编语言的浮点数运算方法及规则 

5.7.3 80C196KC汇编语言的浮点数运算子程序

 5.8 基于DSPLF2407A汇编语言的数字控制软件设计

5.8.1 适合DSPLF2407A汇编语言的浮点数数据结构

5.8.2 DSPLF2407A汇编语言6字节浮点控制器算法实现子程序

 5.9 基于工业控制计算机或PC／104的数字控制软件设计

5.9.1 基于工业控制计算机的数字控制软件设计

5.9.2 基于PC／104的数字控制软件设计

 5.10 数字控制实现中控制变量序列的初值处理

第6章 数字控制系统的电磁兼容设计

 6.1 电源部分的电磁兼容设计

6.1.1 稳压电源输出端滤波处理措施

6.1.2 稳压电源交流输入端的滤波处理

6.1.3 稳压电源的二次稳压处理

 6.2 数字电路部分的电磁兼容设计

6.2.1 数字电路原理设计阶段的电磁兼容考虑

6.2.2 数字电路印刷电路板设计阶段的电磁兼容考虑

 6.3 模拟电路部分的电磁兼容设计

6.3.1 运算放大器电路原理设计阶段的电磁兼容考虑

6.3.2 运算放大器电路印刷PCB板设计阶段的电磁兼容考虑

 6.4 基于PWM的电机驱动系统的电磁兼容设计

6.4.1 辐射干扰的抑制措施

6.4.2 传导干扰的抑制措施

6.4.3 基于PWM的驱动器电磁兼容的系统设计

 6.5 软件设计上的抗干扰措施

6.5.1 数据采集或反馈信号中的干扰去除

6.5.2 数据通信的软件抗干扰措施

6.5.3 程序运行失常的软件抗干扰措施

6.5.4 信号状态采样判别中的抗瞬态干扰措施

 6.6 外部信号走线的电磁兼容设计

 6.7 几个电磁兼容问题解决实例

6.7.1 继电器线圈的电磁干扰抑制

6.7.2 数字控制机械执行机构部分的接地处理

6.7.3 控制箱壳体接地处理

6.7.4 角位置数字化测量的前置放大电路的抗干扰措施

6.7.5 角度方向判别处理中的瞬态干扰抑制

6.7.6 PWM电机驱动系统中的一个问题解决

第7章 数字控制系统中常用的模拟电路

 7.1 前言

 7.2 运算放大器电路设计的一般原则

7.2.1 运算放大器电路主要指标

7.2.2 运算放大器输入电压限制及保护措施

7.2.3 运算放大器的选取原则

 7.3 常见的几种电路介绍

7.3.1 单位增益隔离器

7.3.2 基本反相放大器电路

7.3.3 基本同相放大器电路

7.3.4 差分放大器电路

7.3.5 相敏解调放大器电路

7.3.6 仪用放大器电路

7.3.7 绝对值放大电路

7.3.8 移相电路

7.3.9 低通滤波器电路

7.3.10 高通滤波器电路

7.3.11 带通滤波器电路

第8章 回转运动控制的角位置数字反馈信号测量

 8.1 引 言

 8.2 基于旋转变压器及感应同步器的鉴幅式双通道测角系统原理及实现

8.2.1 轴角变换器AD2S80简介

8.2.2 AD2S80闭环测角原理及闭环系统特性分析

8.2.3 AD2S80的外围电路参数选取

8.2.4 轴角变换器AD2S80的调零

8.2.5 最高速率限制

8.2.6 分辨率设置的注意事项

8.2.7 输入信号接法同角度增大方向的关系及增大方向调整

8.2.8 鉴幅式角位置数字测量系统整体硬件结构

8.2.9 鉴幅式角位置数字测量系统激磁电源及角度反馈信号处理模拟电路设计

8.2.10 鉴幅式角位置数字测量的误差分析及补偿

8.2.11 双通道测角数据耦合处理

 8.3 基于旋转变压器及感应同步器的混合式双通道测角系统原理及实现

8.3.1 精测角系统基本原理

8.3.2 闭环激磁电源设计

8.3.3 精测反馈前置放大器设计

8.3.4 精测反馈回路的滤波、检零电路设计

8.3.5 混合式双通道测角系统角度编码电路硬件结构原理

8.3.6 混合式双通道测角系统的辅助功能设计

8.3.7 误差补偿参数调试方法

8.3.8 混合式角位置数字测量的动态误差及自动补偿

 8.4 测角传感器安装及接线对信号质量的影响

第9章 闭环系统数字控制设计实例

 9.1 设计任务提出

 9.2 总体方案设计

9.2.1 总体构成

9.2.2 电机参数及驱动方式选择

9.2.3 角位置反馈系统方案选择

9.2.4 速度反馈传感器选择

9.2.5 数字控制处理器选择及数字控制系统整体硬件结构

 9.3 数字控制系统硬件设计

9.3.1 角度测量及反馈系统接口硬件

9.3.2 上位机指令给定及读取角度信息的串一并转换接口硬件设计

9.3.3 DSPLF2407A处理器本身的最小系统及外扩展接口设计

9.3.4 数字控制系统的电源管理硬件设计

 9.4 控制器结构及参数设计

9.4.1 精密位置控制的双控制器切换规则

9.4.2 粗位置控制器结构及参数设计

9.4.3 位置控制的精控制器设计

 9.5 数字控制系统软件设计

9.5.1 上位机人机交互界面设计

9.5.2 串一并转换单元的软件设计

9.5.3 主控数字系统的软件设计

 9.6 闭环数字控制系统的实际调试

9.6.1 闭环数字控制系统调试的一般步骤

9.6.2 利用仿真器调试数字控制系统时的一些注意事项

9.6.3 调试过程中的其他值得考虑的问题

9.6.4 转台闭环数字控制的位置响应实测曲线

 9.7 闭环数字控制系统的性能测试

9.7.1 角位置定位精度检测

9.7.2 角位置定位重复性检测

9.7.3 速率准确度及平稳性检测

9.7.4 速率分辨力检测

参考文献