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第1章 微机测控系统的基本概念1

1.1 概述2

1.1.1 实时微机测控系统的一般概念2

1.1.2 实时微机测控系统的技术特性3

1.2 实时微机测控系统的系统结构及组成5

1.2.1 实时微机测控系统的一般组成5

1.2.2 实时微机测控系统的结构6

1.2.3 实时微机测控系统的组成8

1.3 总线技术与网络技术的关系9

1.4 实时微机测控系统的软件组成10

1.5.1 分布式测控系统的优点12

1.5 分布式微机测控系统的一般概念12

1.5.2 分布式微机测控系统的层次结构13

模拟试题14

第2章 测控系统微机总线基础16

2.1 概述16

2.1.1 总线的概念16

2.1.2 总线的分类16

2.1.3 总线标准及常用总线概览18

2.1.4 总线的基本操作20

2.1.5 总线的性能指标23

2.1.6 总线规范——总线标准化24

2.1.7 总线缓冲与驱动24

2.2.1 多总线Multibus25

2.2 测控系统常用微机系统总线标准25

2.2.2 PC/AT总线——ISA总线34

2.2.3 EISA总线41

2.2.4 STD总线44

2.3 测控系统常用微机并行接口(总线)标准50

2.3.1 VESA总线标准50

2.3.2 SCSI总线标准51

2.3.3 Centronics总线标准55

2.3.4 PCI总线标准56

2.4 测控系统常用微机串行接口(总线)标准56

2.4.1 概述56

2.4.2 RS-232C标准58

2.4.3 RS-422及RS-423A标准62

2.4.4 RS-485标准64

模拟试题64

第3章 测控微机主机及基本系统66

3.1 概述66

3.2 总线结构的测控微机系统的组成及其结构66

3.3 ISA总线工业级PC机主机68

3.3.1 ISA总线工业级PC机测控系统简介68

3.3.2 IPC 610工业级PC机机箱69

3.3.3 ISA总线80286主机系统71

3.3.4 ISA总线80386主机系统74

3.3.5 ISA总线80486主机系统76

3.3.7 RAM/ROM盘(二)78

3.3.6 RAM/ROM盘(一)78

3.3.8 ISA总线工业级PC机基本系统简介80

3.4 STD总线PC兼容机主机(一)——系统Ⅱ81

3.4.1 STD总线PC兼容机测控系统简介81

3.4.2 STD总线多主CPU模板简介83

3.4.3 8088 CPU简介85

3.4.4 8088 CPU与8086 CPU的对比86

3.4.5 PC/XT与STD系统Ⅱ时序的比较87

3.4.6 总线控制器8288简介92

3.4.7 STD 7864-1模板的多主总线控制器功能简介94

3.4.8 STD 7864-1模板上的多处理器系统——iAPX88/2099

3.4.9 STD 7864-1模板的中断控制器8259A100

3.4.10 STD 7864-1模板的定时器/计数器(8253 PIT)110

3.5 STD总线PC兼容机主机(二)——STD-PC116

3.5.1 STD-PC测控微机系统概述116

3.5.2 STD V40 CPU模板简介118

3.5.3 V40 CPU简介119

3.5.4 STD-8811模板的内存地址分配133

3.6 ROM/RAM仿真盘技术133

3.6.1 ROM/RAM仿真盘与测控微机的操作系统133

3.6.2 STD 5184 RAM盘模板简介134

3.6.3 HSTD 7723半导体盘简介136

3.6.4 ST-8701半导体盘简介136

3.7.1 概述137

3.7 STD系统Ⅱ基本系统137

3.7.2 系统Ⅱ的硬件体系结构138

3.8 STD-PC测控微机基本系统139

3.8.1 系统概述139

3.8.2 主要技术特性139

3.8.3 硬件组成140

3.8.4 软件配置141

3.8.5 STD-PC测控微机基本系统的工作模式142

3.9 多主STD总线工业级测控微机基本系统142

3.9.1 多微处理机系统的基本概念142

3.9.2 多主CPU模板间的通信——总线协议145

模拟试题150

第4章 过程数字量输入输出子系统基础152

4.1 概述152

4.2 过程数字量输入通道的并行接口153

4.2.1 并行I/O接口电路的基本形式153

4.2.2 接口电路中的数字集成电路及其连接155

4.2.3 过程数字量I/O子系统中的光电隔离技术157

4.2.4 开关量输入模板示例161

4.3 过程数字量输出通道的并行接口及其功率驱动165

4.3.1 低中功率开关量输出驱动接口165

4.3.2 电磁继电器开关量输出驱动接口及模板产品示例168

4.3.3 固体继电器开关量输出驱动接口及模板产品示例171

4.4.2 步进电机的基本工作原理180

4.4.1 步进电机的特点及应用180

4.4 脉冲量编码输出控制接口——步进电机接口及模板产品示例180

4.4.3 PC总线步进电机控制模板示例186

4.5 实时时钟接口189

4.6 总线终端网络、看门狗单元及其模板产品示例193

4.6.1 总线终端网络单元193

4.6.2 看门狗(监控定时器)功能单元194

4.7 系统总线接口及底板产品示例196

4.7.1 STD总线底板196

4.7.2 PC总线底板示例197

4.8 频率量信号接口及定时器/计数器模板产品示例197

模拟试题199

5.1 概述201

第5章 过程模拟量输入输出子系统基础201

5.2 模拟量信号输入及其信号调理202

5.2.1 测控系统中常用传感器的类型202

5.2.2 输入信号调理及其电路器件205

5.2.3 5B系列信号调理模块及其PC总线插件模板209

5.2.4 STD总线信号调理模板示例214

5.2.5 智能型温度数据采集系统——MS5201及MS5401信号调理模板应用举例216

5.3 过程模拟量多路选择输入接口模板217

5.3.1 概述217

5.3.2 模拟多路选择开关对被测信号的影响217

5.3.3 常用模拟多路选择开关218

5.3.5 64通道CMOS模拟多路开关输入接口模板示例221

5.3.4 湿簧继电器通道扩展模板示例221

5.3.6 采样保持器222

5.3.7 STD总线及PC总线模拟量信号多路输入模板产品示例224

5.4 过程模拟量输入子系统的A/D转换接口及模板产品示例226

5.4.1 常用A/D转换器的工作原理及其主要类型226

5.4.2 A/D转换器的主要技术指标229

5.4.3 测控应用中A/D转换器芯片及模板的选择230

5.4.4 过程模拟量输入模板中的常用A/D转换器232

5.4.5 STD总线A/D转换模板产品示例239

5.4.6 PC总线A/D转换模板产品示例243

5.5 过程模拟量输出子系统的D/A转换接口及模板产品示例245

5.5.1 常用D/A转换器的工作原理及主要类型245

5.5.2 D/A转换器的主要技术指标247

5.5.3 过程模拟量输出模板中的常用D/A转换器248

5.5.4 STD总线D/A转换模板产品示例254

5.5.5 PC总线D/A转换模板产品示例256

5.5.6 脉宽调制(PWM)技术简介258

模拟试题258

第6章 微机测控应用中的入机通道配置261

6.1 概述261

6.1.1 单片机应用系统的入机通道简介261

6.1.2 STD总线测控微机系统常用入机通道设备261

6.2 微机在测控应用中常用的几种IBM PC兼容图形显示器262

6.2.1 光栅扫描式CRT显示器的基础知识263

6.2.2 IBM PC系列微机的显示标准及其进展265

6.3 单色字符显示器的基本工作原理268

6.4 IBM PC单色字符显示适配器MDA简介271

6.4.1 MDA显示器271

6.4.2 MC 6845 CRT控制器273

6.5 IBM PC彩色字符/图形显示器CGA简介279

6.6 IBM PC彩色字符/图形显示器EGA及VGA简介283

6.6.1 EGA显示适配器的结构及功能283

6.6.2 VGA显示器适配器的结构及功能284

6.7 液晶显示器LCD293

6.7.1 字符型LCD的组成原理294

6.7.2 几种字符型LCD的性能及其与CPU的接口298

6.7.3 LCD的显示命令及初始化方法300

6.8 键盘和LED数码管显示控制模板304

6.8.1 概述304

6.8.2 8279可编程键盘/显示器接口305

6.8.3 显示驱动单元313

6.8.4 IBM PC/XT键盘接口模板简介313

6.9 鼠标器及其它输入输出设备简介315

模拟试题319

第7章 微机测控系统的设计与开发初阶321

7.1 TP STD 8000系列基本系统及系统软件321

7.1.1 STD BS-1基本系统321

7.1.2 STD BS-2基本系统324

7.1.3 STD BS-3基本系统326

7.2 STD 5000系列工业控制微机应用系统的组合模式系统软件简介327

7.2.1 独立工作模式1327

7.2.2 独立工作模式2328

7.2.3 STD Z80(5000系列)监控程序328

7.2.4 STD CP/M操作系统简介329

7.2.5 独立工作模式3333

7.2.6 担任前台控制机333

7.2.7 构成分布式网络334

7.2.8 STD系统Ⅱ的操作系统软件STD MS-DOS简介334

7.3 实时控制组态软件简介340

7.4.1 微机测控应用装置或系统的开发流程341

7.4 微机测控系统设计的一般方法341

7.4.2 标准化及结构化的设计技术342

7.4.3 微机测控应用系统的功能规范343

7.5 微机实时监测系统设计举例346

7.5.1 小型合成氨厂生产过程监测系统的硬件环境346

7.5.2 实时监测软件设计简介348

7.6 微机实时控制系统设计举例354

7.6.1 GJK-STD Ⅰ工业锅炉控制系统主要参数的控制精度354

7.6.2 GJK-STD Ⅰ的主要功能355

7.6.3 系统结构356

7.6.4 GJK型工业锅炉微机控制装置的工作原理简介357

模拟试题358

附录 1～7章模拟试题答案360