本书全面系统地介绍了计算机控制系统的基本组成和在工业控制中的套用技术，并结合实际深入浅出地介绍了几种典型的控制系统和控制技术。主要内容包括：计算机控制系统概述、开关量输入/输出通道与人机接口、顺序控制与数字控制、模拟量输入/输出通道、PID调节器的数位化实现、计算机控制系统的抗干扰技术及工业控制微型计算机。

为了帮助读者掌握各部分内容，书中每章后面都附有习题。

本书可作为高职高专院校套用电子技术、自动化、机电一体化、电气工程等专业的计算机控制技术课程的教材，也可作为从事计算机控制工作的工程技术人员的参考书。

第1章 计算机控制系统概述 1

1.1 计算机控制系统的组成 1

1.1.1 计算机控制系统的硬体组成 3

1.1.2 计算机控制系统的软体 4

1.2 工业控制计算机的特点 4

1.3 微型计算机控制系统的主要结构类型 5

1.3.1 计算机操作指导控制系统 5

1.3.2 直接数字控制系统 5

1.3.3 监督计算机控制系统 6

1.3.4 集散型控制系统 6

1.3.5 现场汇流排控制系统 7

1.3.6 工业过程计算机集成製造系统 8

1.4 微型计算机控制系统的发展 9

1.4.1 计算机控制系统的发展过程 9

1.4.2 近年来计算机控制系统在我国的发展趋势 9

习题 13

第2章 开关量输入/输出通道与人机接口 14

2.1 过程通道的分类 14

2.2 开关量输入/输出通道 15

2.2.1 开关量输入/输出通道的一般结构形式 15

2.2.2 开关量输入信号的调理 16

2.2.3 开关量输出驱动电路 19

2.2.4 开关量输入/输出通道的设计 21

2.3 人机接口——键盘 22

2.3.1 非编码键盘 23

2.3.2 编码键盘 28

2.4 人机接口——数字显示方法 31

2.4.1 发光二极体LED显示 31

2.4.2 LCD显示接口技术 38

习题 81

第3章 顺序控制与数字控制 83

3.1 顺序控制 83

3.1.1 顺序控制系统的类型 83

3.1.2 顺序控制系统的组成 85

3.1.3 顺序控制系统的套用领域 85

3.1.4 顺序控制的套用实例 86

3.2 数字程式控制 88

3.2.1 数值插补计算方法 88

3.2.2 逐点比较法直线插补 89

3.2.3 逐点比较法圆弧插补 94

3.2.4 步进电机工作原理 99

3.2.5 步进电机控制系统原理 101

3.2.6 步进电机与微型机的接口及程式设计 103

3.2.7 步进电机步数及速度的计算方法 108

3.2.8 步进电机的变速控制 109

习题 110

第4章 模拟量输入/输出通道 112

4.1 模拟量输入通道 112

4.1.1 输入信号的处理 112

4.1.2 多路开关 113

4.1.3 放大器 117

4.1.4 採样保持器(S/H) 119

4.1.5 模/数(A/D)转换器及其套用 120

4.2 模拟量输出通道 128

4.2.1 DAC的工作原理 128

4.2.2 多路模拟量输出通道的结构形式 130

4.2.3 D/A输出方式 131

4.2.4 失电保护和手动/自动无扰动切换 132

4.2.5 DAC的主要技术指标 132

4.2.6 典型套用例子 133

习题 135

第5章 PID调节器的数位化实现 137

5.1 PID调节器 138

5.1.1 PID调节器的优点 138

5.1.2 PID调节器的作用 138

5．2 数字PID控制器的设计 141

5.2.1 PID控制规律的离散化 142

5.2.2 PID数字控制器的实现 143

5．3 数字PID控制器参数的整定 145

5.3.1 採样周期的选择 145

5.3.2 PID控制器参数的整定 146

习题 150

第6章 计算机控制系统的抗干扰技术 152

6.1 干扰信号的类型及其传输形式 152

6.2 抗干扰技术 153

6.2.1 接地技术 154

6.2.2 禁止技术 155

6.2.3 隔离技术 156

6.2.4 串模干扰的抑制 156

6.2.5 共模干扰的抑制 157

6.2.6 长线传输中的抗干扰问题 157

6．3 电源干扰的抑制 158

6．3．1 电源干扰的基本类型 158

6．3．2 电源抗干扰的基本方法 159

6．4 CPU软体抗干扰技术 161

6．4．1 人工复位 162

6．4．2 掉电保护 162

6．4．3 睡眠抗干扰 163

6.4.4 指令冗余 164

6．4．5 软体陷阱 164

6．4．6 程式运行监视系统(WATCHDOG) 167

6．5 数位讯号的软体抗干扰措施 170

6．5．1 数位讯号的输入方法 170

6．5．2 数位讯号的输出方法 171

6．5．3 数字滤波 172

习题 176

第7章 工业控制微型计算机 177

7．1 工业控制计算机的特点 177

7.2 汇流排式工控机的组成结构 178

7.3 常用工控汇流排(STD/VME/IPC工控机) 179

7.3.1 STD汇流排工控机 179

7.3.2 MC6800/MC68000工控机 179

7.3.3 IPC汇流排工控机 179

7.4 IPC的主要外部结构形式 180

7.4.1 台式IPC 180

7.4.2 盘装式IPC 181

7.4.3 IPC工作站 181

7.4.4 插箱式IPC 182

7.4.5 嵌入式IPC 183

7.5 IPC汇流排工控机内部典型构成形式 184

7.5.1 工业控制计算机的组成 184

7.5.2 工业控制计算机系统的组成 185

7.6 IPC汇流排工业控制计算机常用板卡介绍 186

7.6.1 IPC汇流排工业控制计算机的概念 186

7.6.2 工业控制计算机I/O接口信号板卡 187

习题 192

附录 ST7920GB中文字型码錶 193

参考文献 198