●第1 章 微型計算機控制繫統概述 1
1.1 微型計算機控制繫統的組成 1
1.1.1 微型機控制繫統的硬件結構 2
1.1.2 微型機控制繫統的軟件 3
1.2 微型機控制繫統的分類 4
1.2.1 操作指導控制繫統 4
1.2.2 直接數字控制繫統（DDC） 4
1.2.3 計算機監督繫統（SCC） 5
1.2.4 嵌入式繫統（EMS） 6
1.2.5 物聯網繫統（ITS） 8
1.2.6 現場總線控制繫統（FCS） 10
1.3 微型計算機控制繫統的發展概況及趨勢 11
1.3.1 單片微型計算機 11
1.3.2 可編程邏輯控制器 13
1.3.3 現場可編程門陣列（FPGA） 14
1.3.4 工業PC 機 18
1.3.5 微型計算機控制繫統的發展趨勢 19
習題一 20
第2 章 模擬量輸入/輸出通道的接口技術 22
2.1 多路開關及采樣-保持器 22
2.1.1 多路開關 22
2.1.2 采樣-保持器 27
2.2 模擬量輸出通道的接口技術 29
2.2.1 8 位D/A 轉換器及其接口技術 29
2.2.2 高於8 位的D/A 轉換器及其接口技術 33
2.3 模擬量輸入通道的接口技術 35
2.3.1 8 位A/D 轉換器 36
2.3.2 8 位A/D 轉換器的接口技術 38
2.3.3 8 位A/D 轉換器的程序設計 41
2.3.4 高於8 位的A/D 轉換器及其接口技術 44
2.3.5 串行A/D 轉換器及其接口技術 48
習題二 52
第3章 人機交互接口技術 55
3.1 鍵盤接口技術 55
3.1.1 鍵盤設計需解決的幾個問題 55
3.1.2 少量功能鍵的接口技術 57
3.1.3 矩陣鍵盤的接口技術 58
3.1.4 電子薄膜開關的應用 63
3.1.5 鍵盤特殊功能的處理 67
3.2 紅外遙控鍵盤接口技術 69
3.2.1 紅外發射電路（NB9148） 69
3.2.2 紅外接收電路（NB 9149/NB9150） 72
3.2.3 紅外遙控鍵盤繫統的設計 75
3.2.4 簡單紅外遙控鍵盤繫統的設計 77
3.3 LED顯示接口技術 79
3.3.1 LED數碼管的結構及顯示原理 80
3.3.2 LED動態顯示接口技術 82
3.3.3 LED靜態顯示接口技術 85
3.3.4 硬件譯碼顯示電路 88
3.4 LED電子顯示屏技術 89
3.4.1 LED顯示屏的分類 89
3.4.2 LED顯示屏的結構 90
3.4.3 LED顯示屏的設計 91
3.5 LCD的顯示接口技術 103
3.5.1 LCD的基本結構及工作原理 103
3.5.2 LCD的驅動方式 104
3.5.3 4 位LCD靜態驅動芯片ICM7211 106
3.5.4 點陣式LCD的接口技術 108
習題三 . 117
第4 章 常用控制程序的設計 120
4.1 報警程序的設計 120
4.1.1 常用的報警方式 120
4.1.2 簡單報警程序的設計 122
4.1.3 越限報警程序的設計 126
4.1.4 遠程自動報警繫統的設計 129
4.2 開關量輸出接口技術 133
4.2.1 光電隔離技術 133
4.2.2 繼電器輸出接口技術 134
4.2.3 固態繼電器輸出接口技術 134
4.2.4 大功率場效應管開關接口技術 137
4.2.5 可控硅接口技術 138
4.2.6 電磁閥接口技術 139
4.3 電機控制接口技術 140
4.3.1 小功率直流電機調速原理 141
4.3.2 開環脈衝寬度調速繫統 142
4.3.3 PWM 調速繫統設計 143
4.3.4 閉環脈衝寬度調速繫統 147
4.3.5 交流電機控制接口技術 150
4.4 步進電機控制接口技術 151
4.4.1 步進電機的工作原理 152
4.4.2 步進電機控制繫統的原理 152
4.4.3 步進電機與微型機的接口及程序設計 155
4.4.4 步進電機步數及速度的確定方法 159
4.4.5 步進電機的變速控制 160
習題四 161
第5章 IC卡技術 166
5.1 IC卡 166
5.1.1 IC 卡分類 167
5.1.2 接觸式IC 卡的物理特性 168
5.2 IC 卡繫統硬件結構 169
5.2.1 IC 卡讀寫器 169
5.2.2 IC 卡的供電電路 170
5.3 IC 卡接口軟件設計 171
5.3.1 IC 卡的操作繫統 171
5.3.2 IC 卡的應用軟件 172
5.4 射頻識別（RFID）技術 173
5.4.1 RFID 卡的結構與原理 175
5.4.2 RFID 技術的分類 177
5.4.3 RFID 技術標準 178
5.4.4 125 kHz RFID 技術 179
5.4.5 13.56 MHz RFID 技術 191
習題五 199
第6 章 總線接口技術 201
6.1 串行通信基本概念 201
6.1.1 數據傳送方式 201
6.1.2 異步通信和同步通信 202
6.2 串行通信標準總線 204
6.2.1 RS-232-C 204
6.2.2 RS-485 208
6.2.3 多機通信 211
6.3 SPI 總線 214
6.3.1 SPI 的內部結構 215
6.3.2 SPI 的工作原理 217
6.3.3 多機SPI 繫統 218
6.3.4 串行時鐘的極性和相位 219
6.3.5 SPI 中斷 220
6.3.6 直接采用SPI 總線接口芯片的應用 220
6.3.7 SPI 總線模擬程序設計 220
6.4 I2C總線 222
6.4.1 I2C 總線概述 222
6.4.2 I2C 總線的數據傳送 223
6.4.3 尋址 226
6.4.4 仲裁和時鐘同步化 229
6.4.5 I2C 總線的電氣特性 230
6.4.6 I2C 時序規範 232
6.4.7 直接采用I2C 總線接口芯片的應用 232
6.4.8 I2C 總線模擬實用程序 234
6.5 現場總線技術 238
6.5.1 現場總線技術的發展概況 238
6.5.2 現場總線控制繫統的特點 239
6.5.3 5 種典型的現場總線 240
6.5.4 現場總線的應用 242
習題六 243
第7 章 過程控制數據處理的方法 245
7.1 數字濾波技術 246
7.1.1 程序判斷濾波 246
7.1.2 算術平均值濾波 248
7.1.3 加權平均值濾波 250
7.1.4 滑動平均值濾波 251
7.1.5 RC 低通數字濾波 251
7.1.6 復合數字濾波 252
7.1.7 各種數字濾波性能的比較 253
7.2 量程自動轉換和標度變換 253
7.2.1 量程自動轉換 254
7.2.2 線性參數標度變換 258
7.2.3 非線性參數標度變換 259
7.3 測量數據預處理技術 260
7.3.1 線性插值算法 261
7.3.2 分段插值算法程序的設計方法 261
7.3.3 插值法在流量測量中的應用 262
7.3.4 繫統誤差的自動校正 266
7.4 DSP 在數據處理中的應用 267
7.4.1 DSP 簡介 267
7.4.2 DSPS 芯片 268
7.4.3 DSP 在數據處理中的應用 270
習題七 271
第8章 數字PID 及其算法 274
8.1 PID 調節算法 275
8.1.1 比例（P）調節器 276
8.1.2 比例-積分調節器（PI） 276
8.1.3 比例-微分調節器 277
8.1.4 比例-積分-微分作用調節器（PID） 278
8.2 PID 算法的數字實現 278
8.2.1 PID 算法的數字化 278
8.2.2 PID 算法的程序設計 280
8.3 數字PID調節中的幾個實際問題 282
8.3.1 正、反作用問題 282
8.3.2 飽和作用的抑制 282
8.3.3 手動/自動跟蹤及手動後援問題 285
8.4 PID 算法的發展 286
8.4.1 不接近微分的PID 算式 286
8.4.2 積分分離的PID 算式 288
8.4.3 變速積分的PID 算式 289
8.4.4 帶死區的PID 算式 290
8.4.5 PID 比率控制 290
8.5 PID 參數的整定方法 292
8.5.1 采樣周期T 的確定 293
8.5.2 歸一參數整定法 293
8.5.3 優選法 294
習題八 294
第9 章 模糊控制技術 297
9.1 模糊控制概述 297
9.1.1 模糊控制的發展概況 297
9.1.2 模糊控制的特點 298
9.1.3 模糊控制的應用 298
9.1.4 模糊控制的發展 299
9.2 模糊控制算法的設計 300
9.2.1 常見的模糊控制規則 300
9.2.2 反映控制規則的模糊關繫 302
9.3 基本模糊控制器 302
9.3.1 查詢表的建立 302
9.3.2 基本模糊控制器實例 303
9.4 模糊數模型的建立 307
9.4.1 模糊控制器語言變量值的選取 307
9.4.2 雙輸入單輸出模糊控制器的模糊控制規則 307
9.4.3 建立模糊數模型 308
9.5 模糊-PID 復合控制器 311
9.5.1 比例-模糊-PI 控制器 311
9.5.2 參數模糊自整定PID 控制器 312
習題九 . 315
第10 章微型機控制繫統的設計 316
10.1 微型機控制繫統的設計方法及步驟 316
10.1.1 控制繫統總體方案的確定 317
10.1.2 微型計算機及接口的選擇 319
10.1.3 控制算法的選擇 320
10.1.4 控制繫統的硬件設計 321
10.1.5 控制繫統軟件設計 324
10.1.6 Proteus 仿真軟件簡介 325
10.2 微型計算機控制的自動裝箱繫統 328
10.2.1 自動裝箱控制繫統的原理 328
10.2.2 控制繫統硬件設計 329
10.2.3 控制繫統軟件設計 331
10.3 智能型FR1151壓力變送器 337
10.3.1 FR1151 壓力變送器的組成原理 337
10.3.2 FR1151 繫統的硬件設計 338
10.3.3 FR1151 繫統的軟件設計 343
10.4 加熱爐溫度控制繫統 346
10.4.1 溫度控制繫統的組成 347
10.4.2 溫度控制繫統的硬件設計 347
10.4.3 數字控制器的設計 350
10.4.4 溫度控制繫統軟件設計 351
10.4.5 手動後援問題 357
習題十 358
第11 章微型機控制繫統抗干擾技術 359
11.1 電源、地線、傳輸干擾及其對策 359
11.1.1 電源干擾及其對策 360
11.1.2 地線干擾及其對策 363
11.1.3 傳輸線的干擾及其對策 365
11.2 微型機控制繫統硬件抗干擾措施 367
11.2.1 模擬量輸入通道的干擾及其對策 367
11.2.2 μP 監控電路 369
11.3 微型機控制繫統軟件抗干擾措施 373
11.3.1 提高數據采集可靠性的方法 374
11.3.2 輸入/輸出軟件抗干擾措施 374
11.3.3 防止“死機”的對策 375
習題十一 378
附錄A 微型計算機控制技術課程設計任務書 379
附錄B 選擇題參考答案 385
附錄C 微型計算機控制技術網絡資源資料索引 386
參考文獻 388

本書內容全面，深入淺出，注重實用。
本書全面繫統地講述了微型計算機在嵌入式繫統中的各種應用技術。主要內容有：微型計算機控制繫統的組成及分類、A/D 和D/A 轉換、數據采集、鍵盤接口技術、LED 及LCD 顯示、報警技術、馬達控制、步進電機控制、I/C 卡接口技術、RFID 技術、串行通信及其接口總線（RS-232-C、SPI、I2C）、現場總線、數字濾波、標度變換、自動量程轉換、非線性補償、PID 控制、模糊控制、微型計算機控制繫統設計方法及實例、微型計算機控制繫統抗干擾措施等。全書的介紹以目前應用最多的MCS-51 繫列單片機為主，也兼顧一些其他型號的單片機。書中雖然以單片機為例進行講述，但書中所涉及的全部內容都是目前所流行的嵌入式繫統所需要的，接近適用於嵌入式繫統。
為了適應微型計算機控制技術發展的需要，本書在原來《微型計算機控制技術》的基礎上，進行了大量的增等

無 著 潘新民 等 編

    4.1.2簡單報警程序的設計
    報警程序的設計方法根據報警參數及傳感器的具體情況可分為兩種。
    一種是全軟件報警方式。這種方法，首先把被測參數如溫度、壓力、流量、速度和成分等參數，經傳感器、變送器、模／數轉換器，送到微型計算機，再與規定的上、下限值進行比較；根據比較結果進行報警或處理，整個過程都由軟件實現。這種報警程序又可分簡單上、下限報警程序，以及上、下限報警處理程序。
    另一類報警方式叫做硬件申請，軟件處理報警。這種方法的基本思想是報警要求不通過程序比較法得到，而是直接由傳感器產生。例如，電接點式壓力報警裝置，當壓力高於（或低於）某一極限值時，接點即閉合，正常時則打開。利用等