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單片機與控制技術 版權信息
- ISBN：7810776460
- 條形碼：9787810776462 ; 978-7-81077-646-2
- 裝幀：簡裝本
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
單片機與控制技術 內容簡介
本書主要介紹51系列單片機在自動控制方面的應用方法。全書分11章，分別為概述、51系列單片機CPU的硬件結構、指令系統、程序設計、存儲器與并行I/O接口的擴展、過程輸入通道與接口、過程輸出通道與接口、人機接口、數字控制器、抗干擾技術、系統設計及綜合實驗。本書難、易程度適中，內容以夠用為原則，避虛就實，在章節安排和文字組織上，由淺入深，難點分散，易讀實用。本書可作為高等院校自動化、測控技術、儀器儀表、電氣工程、電子信息及機械電子工程等專業本科學生的教材，也可供單片機開發及自動控制等領域的工程技術人員參考。
單片機與控制技術 目錄
第1章 概述
1.1 單片機控制系統的概念1
1.1.1 單片機控制系統的發展概況1
1.1.2 單片機控制系統的組成2
1.1.3 單片機控制系統的結構和原理3
1.1.4 單片機控制系統的特點5
1.2 單片機控制系統的分類5
1.2.1 計算機操作指導控制系統5
1.2.2 直接數字控制系統6
1.2.3 監督計算機控制系統6
1.2.4 集散型控制系統7
1.2.5 現場總線控制系統8
1.3 單片機控制的主要研究內容8
1.3.1 技術性能指標8
1.3.2 研究內容10
習題與思考題14
第2章 51系列單片機CPU的硬件結構
2.1 硬件編程結構與引腳功能15
2.1.1 編程結構15
2.1.2 外部引腳功能 16
2.1.3 CPU主要部件與特殊功能寄存器18
2.1.4 存儲器23
2.2 并行I/O口26
2.2.1 結構特點26
2.2.2 輸入功能27
2.2.3 輸出功能與負載能力28
2.2.4 特殊功能28
2.3 定時/計數器30
2.3.1 特殊功能寄存器TMOD和TCON30
2.3.2 工作方式32
2.3.3 定時/計數器初始化33
2.4 串行口34
2.4.1 串行通信的基本概念34
2.4.2 串行通信的基本形式34
2.4.3 串行通信接口及功能36
2.4.4 波特率選擇39
2.5 中斷40
2.5.1 中斷概念41
2.5.2 中斷源及中斷矢量41
2.5.3 中斷系統的功能要求42
2.5.4 CPU響應中斷的條件44
2.5.5 中斷控制寄存器IE和IP44
2.5.6 中斷初始化45
2.5.7 中斷系統應用實例46
習題與思考題47
第3章 51系列單片機指令系統
3.1 數據傳送指令50
3.1.1 傳送數據的通路51
3.1.2 一般傳送指令51
3.1.3 堆棧操作指令54
3.1.4 累加器交換指令54
3.1.5 累加器與外部RAM傳送指令55
3.1.6 累加器與程序存儲器傳送指令56
3.1.7 目標地址傳送指令56
3.2 算術與邏輯操作類指令56
3.2.1 不帶進位加法指令57
3.2.2 帶進位加法指令58
3.2.3 加1指令59
3.2.4 帶借位減法指令60
3.2.5 減1指令61
3.2.6 乘除法指令61
3.2.7 邏輯單操作數指令62
3.2.8 邏輯“與”指令64
3.2.9 邏輯“或”指令64
3.2.10 邏輯“異或”指令65
3.3 控制轉移類與位處理指令66
3.3.1 無條件轉移指令66
3.3.2 條件轉移指令70
3.3.3 循環轉移指令71
3.3.4 位狀態控制指令72
3.3.5 位邏輯操作指令74
3.3.6 位條件轉移指令75
習題與思考題76
第4章 程序設計
4.1 預備知識79
4.1.1 匯編語言語句格式79
4.1.2 匯編語言偽指令80
4.1.3 流程圖84
4.2 簡單程序與分支程序85
4.2.1 簡單程序85
4.2.2 分支程序86
4.3 循環程序89
4.3.1 循環程序的結構89
4.3.2 循環嵌套與多重循環90
4.3.3 循環程序舉例90
4.4 子程序92
4.4.1 子程序的概念與結構92
4.4.2 子程序舉例94
4.4.3 查表子程序97
4.5 C51高級語言編程100
4.5.1 標識符與關鍵字100
4.5.2 C51程序設計的基本語法100
4.5.3 函數109
4.5.4 數組與指針114
4.5.5 結構與聯合119
4.5.6 預處理器124
4.5.7 C51程序設計應用實例127
習題與思考題131
第5章 存儲器與并行I/O接口的擴展
5.1 存儲器的擴展134
5.1.1 單片機擴展總線134
5.1.2 地址鎖存器135
5.1.3 串行存儲器E2PROM的擴展137
5.2 并行I/O接口的擴展141
5.2.1 8255A可編程并行I/O接口142
5.2.2 8155可編程并行I/O接口147
習題與思考題153
第6章 過程輸入通道與接口
6.1 輸入通道的結構與信號變換155
6.1.1 數字量輸入通道DI156
6.1.2 模擬量輸入通道AI157
6.1.3 AI的常用器件及電路160
6.2 模擬量輸入通道AI中的常用放大器163
6.2.1 測量放大器163
6.2.2 可編程放大器165
6.2.3 隔離放大器167
6.3 A/D轉換器與單片機接口電路168
6.3.1 8位轉換器ADC0809與MCS51單片機接口電路168
6.3.2 12位串口轉換器MAX187與MCS51單片機的接口172
6.3.3 V/F壓頻轉換器174
習題與思考題177
第7章 過程輸出通道與接口
7.1 輸出通道的結構及常用電路179
7.1.1 數字量輸出通道DO179
7.1.2 模擬量輸出通道AO182
7.2 D/A轉換器與單片機接口電路187
7.2.1 8位轉換器DAC0832與MCS51單片機接口電路187
7.2.2 12位串口轉換器AD7543與51單片機的接口191
7.2.3 F/V頻壓轉換器193
7.3 常用執行器195
7.3.1 固態繼電器196
7.3.2 伺服電動機198
7.3.3 步進電機200
7.3.4 電磁閥202
7.3.5 變頻器203
習題與思考題206
第8章 人機接口
8.1 簡單鍵盤及數碼顯示接口208
8.1.1 非編碼鍵盤208
8.1.2 發光二極管LED顯示214
8.2 鍵盤顯示專用接口Intel8279222
8.2.1 Intel8279可編程鍵盤/顯示器通用接口222
8.2.2 8279接口和編程方法229
8.3 鍵盤顯示專用串行接口HD7279235
8.3.1 HD7279的特性和引腳功能235
8.3.2 HD7279的控制指令236
8.3.3 HD7279的接口與時序241
8.4 微型打印機及接口電路245
8.4.1 GP16微型打印機及接口245
8.4.2 TPμP40A/16A微型打印機及其接口250
習題與思考題252
第9章 數字控制器
9.1 PID模擬控制器及離散化255
9.1.1 位置式PID256
9.1.2 增量式PID256
9.1.3 速度式PID258
9.2 PID控制器的幾種改進形式258
9.2.1 串有低通濾波器的PID算法258
9.2.2 帶有死區的PID算法259
9.2.3 積分分離的PID算法259
9.2.4 不完全微分的PID算法260
9.2.5 具有純滯后補償的PID算法262
9.3 PID控制參數的整定263
9.3.1 按擴充臨界比例度法整定T和KP、Ti、Td264
9.3.2 按擴充響應曲線法整定T和KP、Ti、Td265
9.4 串級控制技術266
9.4.1 串級控制的結構和原理266
9.4.2 數字串級控制算法267
9.4.3 副回路微分先行串級控制算法268
9.5 前饋反饋控制技術269
9.5.1 前饋控制的結構和原理270
9.5.2 前饋反饋控制結構270
9.5.3 數字前饋反饋控制算法272
9.6 數字控制器的直接設計方法274
9.6.1 直接設計方法的原理和步驟274
9.6.2 *小拍的控制算法275
9.6.3 大林控制算法278
9.7 模糊控制器279
9.7.1 模糊控制的基本思想279
9.7.2 模糊控制器的基本結構280
9.7.3 模糊控制的應用實例282
習題與思考題283
第10章 抗干擾技術
10.1 干擾的來源及分類285
10.1.1 干擾的來源285
10.1.2 干擾的分類287
10.2 硬件方面對幾種主要干擾的抑制方法288
10.2.1 電源噪聲的抑制288
10.2.2 過程通道干擾的抑制292
10.2.3 接地技術 294
10.3 CPU軟件抗干擾296
10.3.1 人工復位296
10.3.2 掉電保護297
10.3.3 睡眠抗干擾298
10.3.4 指令冗余299
10.3.5 軟件陷阱299
10.3.6 程序運行監控電路301
10.4 輸入/輸出通道軟件抗干擾305
10.4.1 數字信號的輸入方法305
10.4.2 數字信號的輸出方法306
10.4.3 數字濾波307
習題與思考題310
第11章 系統設計及綜合實驗
11.1 單片機控制系統設計的要求和步驟311
11.1.1 系統設計的基本要求311
11.1.2 系統設計的特點312
11.1.3 確定系統總體控制方案312
11.1.4 建立數學模型和確定控制算法313
11.1.5 單片機和接口電路的選擇313
11.1.6 系統總體設計314
11.2 電熱水暖恒溫自動控制系統316
11.2.1 系統設計目標及控制算法316
11.2.2 電壓前饋與調功輸出317
11.2.3 硬件設計318
11.2.4 軟件設計319
11.3 單片機控制交流變頻調速系統321
11.3.1 系統組成與工作原理321
11.3.2 系統硬件設計322
11.3.3 系統軟件設計327
11.3.4 系統抗干擾措施333
11.4 全數字雙閉環直流調速系統335
11.4.1 系統組成原理335
11.4.2 系統各單元設計336
11.4.3 系統動態參數計算343
11.4.4 軟件設計344
11.4.5 系統階躍擾動動態速降分析及仿真345
11.5 系列綜合實驗349
11.5.1 電熱水暖恒溫自動控制系統實驗349
11.5.2 單片機控制交流變頻調速系統實驗352
11.5.3 多路數據采集監測管理系統實驗355
11.5.4 電梯控制模型系統設計實驗357
附錄AANSI C標準的關鍵字
附錄BC51編譯器的擴展關鍵字
附錄CC語言的運算符及它們的優先級和結合性
附錄DZ變換表
附錄EPID計算子程序清單（雙字節有符號定點數）
附錄F標準值查表并線性化處理程序清單（雙字節定點數）
附錄G數字溫度傳感器DS18B20使用方法
參考文獻
1.1 單片機控制系統的概念1
1.1.1 單片機控制系統的發展概況1
1.1.2 單片機控制系統的組成2
1.1.3 單片機控制系統的結構和原理3
1.1.4 單片機控制系統的特點5
1.2 單片機控制系統的分類5
1.2.1 計算機操作指導控制系統5
1.2.2 直接數字控制系統6
1.2.3 監督計算機控制系統6
1.2.4 集散型控制系統7
1.2.5 現場總線控制系統8
1.3 單片機控制的主要研究內容8
1.3.1 技術性能指標8
1.3.2 研究內容10
習題與思考題14
第2章 51系列單片機CPU的硬件結構
2.1 硬件編程結構與引腳功能15
2.1.1 編程結構15
2.1.2 外部引腳功能 16
2.1.3 CPU主要部件與特殊功能寄存器18
2.1.4 存儲器23
2.2 并行I/O口26
2.2.1 結構特點26
2.2.2 輸入功能27
2.2.3 輸出功能與負載能力28
2.2.4 特殊功能28
2.3 定時/計數器30
2.3.1 特殊功能寄存器TMOD和TCON30
2.3.2 工作方式32
2.3.3 定時/計數器初始化33
2.4 串行口34
2.4.1 串行通信的基本概念34
2.4.2 串行通信的基本形式34
2.4.3 串行通信接口及功能36
2.4.4 波特率選擇39
2.5 中斷40
2.5.1 中斷概念41
2.5.2 中斷源及中斷矢量41
2.5.3 中斷系統的功能要求42
2.5.4 CPU響應中斷的條件44
2.5.5 中斷控制寄存器IE和IP44
2.5.6 中斷初始化45
2.5.7 中斷系統應用實例46
習題與思考題47
第3章 51系列單片機指令系統
3.1 數據傳送指令50
3.1.1 傳送數據的通路51
3.1.2 一般傳送指令51
3.1.3 堆棧操作指令54
3.1.4 累加器交換指令54
3.1.5 累加器與外部RAM傳送指令55
3.1.6 累加器與程序存儲器傳送指令56
3.1.7 目標地址傳送指令56
3.2 算術與邏輯操作類指令56
3.2.1 不帶進位加法指令57
3.2.2 帶進位加法指令58
3.2.3 加1指令59
3.2.4 帶借位減法指令60
3.2.5 減1指令61
3.2.6 乘除法指令61
3.2.7 邏輯單操作數指令62
3.2.8 邏輯“與”指令64
3.2.9 邏輯“或”指令64
3.2.10 邏輯“異或”指令65
3.3 控制轉移類與位處理指令66
3.3.1 無條件轉移指令66
3.3.2 條件轉移指令70
3.3.3 循環轉移指令71
3.3.4 位狀態控制指令72
3.3.5 位邏輯操作指令74
3.3.6 位條件轉移指令75
習題與思考題76
第4章 程序設計
4.1 預備知識79
4.1.1 匯編語言語句格式79
4.1.2 匯編語言偽指令80
4.1.3 流程圖84
4.2 簡單程序與分支程序85
4.2.1 簡單程序85
4.2.2 分支程序86
4.3 循環程序89
4.3.1 循環程序的結構89
4.3.2 循環嵌套與多重循環90
4.3.3 循環程序舉例90
4.4 子程序92
4.4.1 子程序的概念與結構92
4.4.2 子程序舉例94
4.4.3 查表子程序97
4.5 C51高級語言編程100
4.5.1 標識符與關鍵字100
4.5.2 C51程序設計的基本語法100
4.5.3 函數109
4.5.4 數組與指針114
4.5.5 結構與聯合119
4.5.6 預處理器124
4.5.7 C51程序設計應用實例127
習題與思考題131
第5章 存儲器與并行I/O接口的擴展
5.1 存儲器的擴展134
5.1.1 單片機擴展總線134
5.1.2 地址鎖存器135
5.1.3 串行存儲器E2PROM的擴展137
5.2 并行I/O接口的擴展141
5.2.1 8255A可編程并行I/O接口142
5.2.2 8155可編程并行I/O接口147
習題與思考題153
第6章 過程輸入通道與接口
6.1 輸入通道的結構與信號變換155
6.1.1 數字量輸入通道DI156
6.1.2 模擬量輸入通道AI157
6.1.3 AI的常用器件及電路160
6.2 模擬量輸入通道AI中的常用放大器163
6.2.1 測量放大器163
6.2.2 可編程放大器165
6.2.3 隔離放大器167
6.3 A/D轉換器與單片機接口電路168
6.3.1 8位轉換器ADC0809與MCS51單片機接口電路168
6.3.2 12位串口轉換器MAX187與MCS51單片機的接口172
6.3.3 V/F壓頻轉換器174
習題與思考題177
第7章 過程輸出通道與接口
7.1 輸出通道的結構及常用電路179
7.1.1 數字量輸出通道DO179
7.1.2 模擬量輸出通道AO182
7.2 D/A轉換器與單片機接口電路187
7.2.1 8位轉換器DAC0832與MCS51單片機接口電路187
7.2.2 12位串口轉換器AD7543與51單片機的接口191
7.2.3 F/V頻壓轉換器193
7.3 常用執行器195
7.3.1 固態繼電器196
7.3.2 伺服電動機198
7.3.3 步進電機200
7.3.4 電磁閥202
7.3.5 變頻器203
習題與思考題206
第8章 人機接口
8.1 簡單鍵盤及數碼顯示接口208
8.1.1 非編碼鍵盤208
8.1.2 發光二極管LED顯示214
8.2 鍵盤顯示專用接口Intel8279222
8.2.1 Intel8279可編程鍵盤/顯示器通用接口222
8.2.2 8279接口和編程方法229
8.3 鍵盤顯示專用串行接口HD7279235
8.3.1 HD7279的特性和引腳功能235
8.3.2 HD7279的控制指令236
8.3.3 HD7279的接口與時序241
8.4 微型打印機及接口電路245
8.4.1 GP16微型打印機及接口245
8.4.2 TPμP40A/16A微型打印機及其接口250
習題與思考題252
第9章 數字控制器
9.1 PID模擬控制器及離散化255
9.1.1 位置式PID256
9.1.2 增量式PID256
9.1.3 速度式PID258
9.2 PID控制器的幾種改進形式258
9.2.1 串有低通濾波器的PID算法258
9.2.2 帶有死區的PID算法259
9.2.3 積分分離的PID算法259
9.2.4 不完全微分的PID算法260
9.2.5 具有純滯后補償的PID算法262
9.3 PID控制參數的整定263
9.3.1 按擴充臨界比例度法整定T和KP、Ti、Td264
9.3.2 按擴充響應曲線法整定T和KP、Ti、Td265
9.4 串級控制技術266
9.4.1 串級控制的結構和原理266
9.4.2 數字串級控制算法267
9.4.3 副回路微分先行串級控制算法268
9.5 前饋反饋控制技術269
9.5.1 前饋控制的結構和原理270
9.5.2 前饋反饋控制結構270
9.5.3 數字前饋反饋控制算法272
9.6 數字控制器的直接設計方法274
9.6.1 直接設計方法的原理和步驟274
9.6.2 *小拍的控制算法275
9.6.3 大林控制算法278
9.7 模糊控制器279
9.7.1 模糊控制的基本思想279
9.7.2 模糊控制器的基本結構280
9.7.3 模糊控制的應用實例282
習題與思考題283
第10章 抗干擾技術
10.1 干擾的來源及分類285
10.1.1 干擾的來源285
10.1.2 干擾的分類287
10.2 硬件方面對幾種主要干擾的抑制方法288
10.2.1 電源噪聲的抑制288
10.2.2 過程通道干擾的抑制292
10.2.3 接地技術 294
10.3 CPU軟件抗干擾296
10.3.1 人工復位296
10.3.2 掉電保護297
10.3.3 睡眠抗干擾298
10.3.4 指令冗余299
10.3.5 軟件陷阱299
10.3.6 程序運行監控電路301
10.4 輸入/輸出通道軟件抗干擾305
10.4.1 數字信號的輸入方法305
10.4.2 數字信號的輸出方法306
10.4.3 數字濾波307
習題與思考題310
第11章 系統設計及綜合實驗
11.1 單片機控制系統設計的要求和步驟311
11.1.1 系統設計的基本要求311
11.1.2 系統設計的特點312
11.1.3 確定系統總體控制方案312
11.1.4 建立數學模型和確定控制算法313
11.1.5 單片機和接口電路的選擇313
11.1.6 系統總體設計314
11.2 電熱水暖恒溫自動控制系統316
11.2.1 系統設計目標及控制算法316
11.2.2 電壓前饋與調功輸出317
11.2.3 硬件設計318
11.2.4 軟件設計319
11.3 單片機控制交流變頻調速系統321
11.3.1 系統組成與工作原理321
11.3.2 系統硬件設計322
11.3.3 系統軟件設計327
11.3.4 系統抗干擾措施333
11.4 全數字雙閉環直流調速系統335
11.4.1 系統組成原理335
11.4.2 系統各單元設計336
11.4.3 系統動態參數計算343
11.4.4 軟件設計344
11.4.5 系統階躍擾動動態速降分析及仿真345
11.5 系列綜合實驗349
11.5.1 電熱水暖恒溫自動控制系統實驗349
11.5.2 單片機控制交流變頻調速系統實驗352
11.5.3 多路數據采集監測管理系統實驗355
11.5.4 電梯控制模型系統設計實驗357
附錄AANSI C標準的關鍵字
附錄BC51編譯器的擴展關鍵字
附錄CC語言的運算符及它們的優先級和結合性
附錄DZ變換表
附錄EPID計算子程序清單（雙字節有符號定點數）
附錄F標準值查表并線性化處理程序清單（雙字節定點數）
附錄G數字溫度傳感器DS18B20使用方法
參考文獻
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