《微型計算機控制技術》共分7章，以80x86及51系列單片機為控制工具，系統地討論了微型計算機控制系統的設計與工程實現問題。其主要內容包括微型計算機控制系統概論；微型計算機控制系統的過程輸入輸出技術；微型計算機控制系統的常用控制算法；工控機的抗干擾與可靠性技術；工控機的數據通信技術；微型計算機控制系統設計與應用；分散型控制系統及現場總線控制系統。每章配有習題，以指導讀者深入地進行學習。
《微型計算機控制技術》除作為自動化專業、機電一體化專業和計算機應用專業的本科、專科學生教材外，也可作為高等教育自學教材和有關工程技術人員參考書。
微型計算機控制技術在工業控制領域中得到了廣泛的應用。工業控制微型計算機（簡稱工控機）可靠性高、實時性好，且具有標準化、模塊化、組合化和開放式結構，能適應千差萬別的工業控制對象，因而成為現代工業自動化中不可缺少的工具。
本書是在編者多年來講授該門課程和從事微型計算機應用系統研究工作的基礎上，參考了國內外大量文獻和其他教材精心編寫而成。本書除作為自動化專業、機電一體化專業和計算機應用專業的本科、專科學生教材外，也可作為高等教育自學教材和有關工程技術人員參考書。
全書共分7章。第1章介紹了微型計算機控制系統的基本概念與組成、微型計算機控制系統的分類及發展趨勢。第2章介紹了微型計算機控制系統的過程輸入輸出技術，包括模擬量輸入輸出通道的一般結構與數字量輸入輸出通道的一般結構；常用A／D、I）／A接口技術及模擬量輸入輸出通道設計舉例。第3章介紹了微型計算機控制系統的常用控制算法，包括數字濾波與數據處理、數字控制器的設計方法、數字PID控制器的設計、最少拍控制算法、大林控制算法、模糊控制及應用實例。第4章簡述了工控機的抗干擾與可靠性技術，包括硬件抗干擾技術、軟件抗干擾技術及容錯技術。第5章介紹了工控機的數據通信技術。第6章介紹了微型計算機控制系統設計的基本原則、方法和步驟，并通過具體的應用實例使讀者掌握如何設計滿足一定要求的微型計算機控制系統。第7章介紹了分散型控制系統及現場總線控制系統，包括分散型控制系統的構成、工控組態軟件、現場總線控制系統。
本書在介紹微型計算機控制系統時，注重軟件與硬件的有機結合以幫助讀者建立微型計算機控制系統的整體概念。為了便于讀者對控制系統硬件設計及相關控制算法的理解和自學，書中給出了相應的設計例子和習題，使讀者通過對本書的學習，了解微型計算機控制系統的特點及相關應用常識，并具備對微型計算機控制系統進行初步設計的能力。
出版說明
前言
第1章 微型計算機控制系統概論
1.1 微型計算機控制系統的結構原理
1.1.1 常規控制系統
1.1.2 微型計算機控制系統
1.2 微型計算機控制系統的分類
1.2.1 數據采集系統
1.2.2 直接數字控制系統
1.2.3 監督計算機控制系統
1.2.4 分散型控制系統
1.2.5 現場總線控制系統
1.2.6 計算機集成制造系統
1.3 微型計算機控制系統的組成
1.3.1 硬件組成
1.3.2 軟件組成
1.4 微型計算機控制系統的發展概況及趨勢
1.4.1 微型計算機控制系統的現狀
1.4.2 微型計算機控制技術的發展趨勢
1.5 習題
第2章 微型計算機控制系統的過程輸入輸出技術
2.1 過程輸入輸出通道概述
2.1.1 模擬量輸入通道的一般結構
2.1.2 模擬量輸出通道的一般結構
2.1.3 數字量輸入通道的一般結構
2.1.4 數字量輸出通道的一般結構
2.2 模擬量輸入通道
2.2.1 模擬量輸入通道中的信號變換
2.2.2 A／D轉換器
2.2.3 常用A／D轉換器及其接口技術
2.2.4 模擬量輸入通道設計舉例
2.3 模擬量輸出通道
2.3.1 D／A轉換器
2.3.2 常用D／A轉換器及其接口技術
2.3.3 模擬量輸出通道設計舉例
2.3.4 數據采集系統實例
2.4 數字量輸入輸出通道
2.4.1 數字量輸入輸出接口技術
2.4.2 數字量輸入信號調理
2.4.3 數字量輸出驅動電路
2.5 脈沖量輸人通道
2.6 習題
第3章 微型計算機控制系統的常用控制算法
3.1 數字濾波與數據處理
3.1.1 數字濾波
3.1.2 線性化處理
3.1.3 標度變換
3.2 數字控制器的設計方法
3.2.1 數字控制器的連續化設計方法
3.2.2 數字控制器的離散化設計方法
3.2.3 數字控制器的脈沖傳遞函數D（z）的軟件實現
3.3 數字PID控制器的設計
3.3.1 數字PID控制算法
3.3.2 數字PID控制算法的改進
3.3.3 數字PID控制器參數的選擇
3.4 最少拍控制算法
3.4.1 最少拍數字控制器設計
3.4.2 最少拍數字控制器設計舉例
3.5 大林控制算法
3.5.1 大林算法中D（z）的基本形式
3.5.2 振鈴現象及其抑制方法
3.6 模糊控制
3.6.1 模糊控制原理
3.6.2 模糊控制器設計的基本思想
3.6.3 實現語言控制的模糊控制器必須要解決的問題
3.6.4 模糊控制在家電中的應用
3.7 習題
第4章 工控機的抗干擾與可靠性技術
4.1 工控機的運行環境
4.1.1 惡劣的供電條件
4.1.2 嚴重的噪聲環境
4.1.3 干擾信號的進入渠道
4.2 噪聲干擾的抑制措施
4.2.1 噪聲干擾的耦合方式
4.2.2 線間耦合干擾的抑制措施
4.3 過程通道的抗干擾措施
4.3.1 隔離技術
4.3.2 通道中器件選擇與抗干擾
4.3.3 布線抗干擾設計
4.4 系統供電與接地的抗干擾措施
4.4.1 系統供電的抗干擾措施
4.4.2 系統接地的抗干擾措施
4.5 “看門狗”和系統支持
4.5.1 “看門狗”的工作原理
4.5.2 “看門狗”的使用方法
4.5.3 “看門狗”的實現
4.5.4 使用“看門狗”的若干問題
4.6 容錯設計
4.6.1 容錯的必要性和可能性
4.6.2 容錯冗余設計
4.6.3 雙機容錯在機場加油管網過程控制中的應用
4.7 習題
第5章 工控機的數據通信技術
5.1 數據通信基礎與技術
5.1.1 數據通信系統的基本組成
5.1.2 數據傳輸形式
5.1.3 數據傳輸速率和誤碼率
5.1.4 異步傳輸和同步傳輸
5.1.5 差錯控制
5.2 數據通信網絡
5.2.1 網絡拓撲結構
5.2.2 網絡體系結構
5.3 網絡協議
5.3.1 高級數據鏈路控制協議
5.3.2 TCP／IP協議族
5.4 習題
第6章 微型計算機控制系統設計與應用
6.1 系統的設計原則
6.2 系統設計的方法及步驟
6.2.1 系統總體方案設計
6.2.2 分析與建模
6.2.3 控制算法的選擇
6.2.4 硬件設計
6.2.5 軟件設計
6.2.6 系統的調試與運行
6.3 微型計算機控制系統設計實例
6.3.1 智能式脫水控制系統設計
6.3.2 濃度一流量控制器的設計
6.4 習題
第7章 分散型控制系統及現場總線控制系統
7.1 DCS概述
7.1.1 DCS的概念
7.1.2 DCS的發展歷史
7.1.3 DCS的特點
7.1.4 國產DCS技術應用概況
7.1.5 DCS的發展趨勢
7.2 分散型控制系統的構成
7.2.1 DCS的體系結構
7.2.2 DCS的軟件構成
7.2.3 DCS的通信網絡
7.3 工控組態軟件
7.3.1 概述
7.3.2 組態軟件的設計思想
7.3.3 力控組態軟件簡介
7.3.4 西門子WinCC組態軟件介紹
7.3.5 InTouch組態軟件介紹
7.4 現場總線控制系統
7.4.1 概述
7.4.2 現場總線的發展歷史以及我國的應用現狀
7.4.3 常用的現場總線
7.5 習題
附錄 Z變換公式表
參考文獻
常規控制系統是連續控制系統，它連續不斷地測量，經過反饋及補償后，對生產過程產生連續不斷的控制。微型計算機控制系統是采樣控制系統。微型計算機每隔一個采樣周期T會對被控參數進行一次測量，根據一定控制規律計算出控制量后，去控制生產過程。在兩次采樣時刻之間，微型計算機對被控參數不進行測量，其輸出控制量自然也保持不變。當用一臺微型計算機控制多個參數時，微型計算機按巡回測量控制方式工作。在每個采樣周期中，微型計算機依次對各個被控參數進行測量控制，完成一個參數的測量與控制后，再進行下一個參數的測量與控制。
從本質上看，微型計算機控制系統的控制過程可以歸結為以下3個步驟：
1）實時數據采集。對被控參數的瞬時值進行測量。
2）實時決策。對表征被控參數狀態的測量值進行分析，并按已定的控制規律，作出相應的控制決策。
3）實時控制。根據決策，實時地對控制機構發出控制信號，使其完成相應的控制任務。
上述過程不斷重復，使系統能夠按一定動態品質指標進行工作，并能對被控參數和設備運行情況進行監督，發現異常時及時做出相關處理。控制過程的3個步驟對應著微型計算機的信息輸入、數據運算處理和輸出操作。
所謂“實時”是指信號的輸入、運算處理和輸出能在一定的時間內完成，即要求微型計算機對輸入信號要以足夠快的速度進行測量與處理，并在一定的時間內作出反應或產生相應的控制。超出了這個時問，就會失去控制時機。實時概念不能脫離具體過程，如煉鋼爐的爐溫控制，也許延遲1s仍然是實時的；而一個火炮控制系統，當目標狀態量變化時，一般必須在幾毫秒或幾十毫秒內作出響應，否則就無法擊中目標。實時性指標涉及到一系列時間延遲，如儀表延遲、輸入延遲、運算處理延遲、輸出延遲等。另外，中斷是微型計算機控制系統實現實時控制的一個十分重要的功能。
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