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第1章 绪论1

1.1测控系统的地位与作用1

1.2测控系统微机化的重要意义2

1.3微机测控系统的类型和组成3

1.3.1微机检测系统4

1.3.2微机控制系统4

1.3.3微机测控系统4

1.4微机测控系统的主机类型5

1.4.1 PC5

1.4.2可编程控制器PLC7

1.4.3单片机8

思考题与习题9

第2章 测控通道10

2.1模拟输入通道10

2.1.1模拟输入通道的基本类型与组成结构10

2.1.2传感器的选用12

2.1.3信号调理电路的参数设计和选择14

2.1.4采集电路参数的设计和选择21

2.1.5模拟输入通道的误差分配与综合31

2.2模拟输出通道35

2.2.1模拟输出通道的基本理论35

2.2.2模拟输出通道的基本结构39

2.2.3模拟输出通道单元电路的选用42

2.3开关量输入输出通道45

2.3.1开关量输入通道46

2.3.2开关量输出通道47

2.3.3开关量输入输出通道设计举例50

2.4单元电路的级联设计54

2.4.1电气性能的相互匹配55

2.4.2信号耦合与时序配合55

2.4.3电平转换接口57

思考题与习题60

第3章80C51单片机及其接口62

3.1 80C51单片机62

3.1.1 80C51单片机的内部结构63

3.1.2 80C51单片机的外部引脚65

3.1.3 80C51单片机的指令系统68

3.2输入通道接口72

3.2.1并行A/D接口73

3.2.2串行A/D接口77

3.2.3 VFC接口80

3.3输出通道接口82

3.3.1并行D/A接口82

3.3.2串行D/A接口85

3.3.3功率接口87

3.4人-机接口89

3.4.1显示器接口90

3.4.2键盘接口98

3.4.3键盘／显示器接口106

3.4.4报警器接口115

3.4.5打印机接口118

3.5通信接口122

3.5.1串行通信接口122

3.5.2并行通信接口137

思考题与习题146

第4章测量数据处理148

4.1测量数据的产生过程和影响因素148

4.1.1测量数据的产生过程148

4.1.2测量数据的影响因素149

4.2零位和灵敏度的误差校正150

4.2.1零位误差和灵敏度误差150

4.2.2软件校正方法151

4.2.3硬件校正方法152

4.3量程自动切换154

4.3.1量程切换的依据154

4.3.2量程切换的方法155

4.4超限自动报警157

4.4.1超限报警处理程序设计157

4.4.2超限报警系统设计实例158

4.5标度变换161

4.5.1硬件实现方法162

4.5.2软件实现方法165

4.6非线性校正算法169

4.6.1查表法170

4.6.2插值法171

4.6.3拟合法176

4.7数字滤波180

4.7.1限幅滤波和中位值滤波181

4.7.2平均滤波182

4.7.3低通滤波187

4.7.4复合滤波189

思考题与习题189

第5章PID控制算法191

5.1 PID控制原理与程序流程191

5.1.1过程控制的基本概念191

5.1.2模拟PID调节器193

5.1.3数字PID控制器193

5.1.4 PID算法的程序流程196

5.2标准PID算法的改进199

5.2.1微分项的改进199

5.2.2积分项的改进202

5.3数字PID参数的选择204

5.3.1采样周期的选择204

5.3.2数字PID控制的参数选择205

5.4数字PID控制的工程实现207

5.4.1给定值和被控量处理208

5.4.2偏差处理209

5.4.3控制算法的实现210

5.4.4控制量处理210

5.4.5自动／手动切换211

思考题与习题212

第6章 监控程序设计213

6.1监控程序的功能和组成213

6.2监控主程序和初始化管理215

6.2.1监控主程序215

6.2.2初始化管理216

6.3键盘管理216

6.3.1一键一义的键盘管理217

6.3.2一键多义的按键管理218

6.3.3自动手动切换221

6.4显示、中断与时钟管理222

6.4.1显示管理222

6.4.2中断管理223

6.4.3时钟管理225

6.5硬件故障的自检226

6.5.1自检方式226

6.5.2自检算法227

6.5.3自检软件229

思考题与习题230

第7章 抗干扰技术231

7.1噪声干扰的形成231

7.1.1噪声源231

7.1.2噪声的耦合方式233

7.1.3噪声的干扰模式235

7.2硬件抗干扰技术237

7.2.1接地技术237

7.2.2屏蔽技术243

7.2.3长线传输的干扰及抑制244

7.2.4共模干扰的抑制247

7.2.5差模干扰的抑制252

7.2.6供电系统抗干扰254

7.2.7印刷电路板抗干扰256

7.3软件抗干扰技术259

7.3.1软件冗余技术260

7.3.2软件陷阱技术262

7.3.3“看门狗”技术266

7.3.4故障自动恢复处理程序273

思考题与习题278

第8章 微机测控系统设计及实例279

8.1设计要求和研制过程279

8.1.1设计的基本要求279

8.1.2设计研制过程280

8.2总体设计282

8.3硬件设计284

8.3.1元器件的选择285

8.3.2电路设计的原则287

8.3.3硬件电路研制过程288

8.4软件设计289

8.4.1软件研制过程290

8.4.2软件设计的依据——系统定义291

8.4.3软件设计方法293

8.4.4软件的测试和运行294

8.5设计实例295

8.5.1电冰箱温度测控系统设计295

8.5.2防盗报警系统设计299

思考题与习题307

第9章 微机测控系统新技术308

9.1计算机测控系统的发展308

9.1.1集中测控系统308

9.1.2集散控制系统（DCS）310

9.1.3现场总线控制系统（FCS）312

9.2网络化测控系统314

9.2.1网络化测控系统的发展314

9.2.2网络化测控系统的结构315

9.2.3网络化测控系统功能与特点320

9.3虚拟仪器323

9.3.1虚拟仪器的概念323

9.3.2虚拟仪器的组成特点324

9.3.3虚拟仪器的体系结构326

9.3.4典型的虚拟仪器系统及其总线328

9.3.5虚拟仪器网络化329

9.4嵌入式系统331

9.4.1嵌入式系统定义和特点331

9.4.2嵌入式系统的组成332

9.4.3嵌入式系统的应用334

9.4.4 80C51单片机的嵌入式系统335

思考题与习题337

附录1 80C51指令表338

附录2常用集成芯片引脚图342

参考文献345