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第1章 绪论 1

1.1 现代机械系统的概念 1

1.2 机械系统中计算机控制的作用 2

第2章 机械系统的控制 3

2.1 机械系统的控制分类 3

2.1.1 温度的控制 3

2.1.2 位移、速度和加速度的控制 4

2.1.3 力的控制 4

2.1.4 流量的控制 4

2.1.5 液面控制 4

2.2 机械系统的控制结构 4

2.2.1 传感器 4

2.2.2 运算单元 7

2.2.3 执行机构 8

2.3 机械系统计算机控制环节 10

2.3.1 计算机控制单元 10

2.3.2 输入输出接口与过程通道 11

2.4 几种常见的机械系统控制微机 13

2.4.1 可编程序控制器(PLC) 14

2.4.2 STD总线工业控制计算机 15

2.4.3 工业PC(1PC) 15

2.4.4 单片微控制器 16

习题 17

参考文献 17

第3章 机械系统单片机控制 18

3.1 机械系统控制需求与单片机的发展 18

3.1.1 单片机特点与作用 18

3.1.2 常见通用单片机概况 19

3.2 MCS-51系列单片机 22

3.2.1 MCS-51系列单片机特点与结构 22

3.2.2 MCS-51 CPU 25

3.2.3 存储器空间 26

3.2.4 特殊功能寄存器及I/O 29

3.2.5 定时器与计数器 31

3.2.6 中断系统 32

3.2.7 MCS-51的串行通信接口 34

3.2.8 MCS-51指令系统 36

3.2.9 指令详论 39

3.3 MCS-96系列单片机 48

3.3.1 MCS-96单片机特点与管脚功能 48

3.3.2 MCS-96单片机结构和存储空间 51

3.3.3 程序状态字和中断 58

3.3.4 片内I/O口等资源的使用 60

3.3.5 MCS-96指令系统简介 70

3.4 单片机系统扩展 84

3.4.1 MCS-96的芯片配置寄存器 84

3.4.2 单片机的基本系统 87

3.5 机械系统单片机控制器设计 89

3.5.1 自动焊接系统结构原理及对控制器的要求 89

3.5.2 数据采集与处理 93

3.5.3 单路闭环系统的控制 100

3.5.4 模拟信号输出的单片机闭环控制系统 103

3.5.5 多自由度焊接小车的整体控制 108

3.6 机械系统单片机控制器开发与调试简介 110

3.6.1 系统的研制与开发过程 110

3.6.2 单片机的仿真调试 111

3.6.3 单片机语言及MCS-96汇编语言程序编写格式 113

习题 115

参考文献 117

第4章 机械系统中的PLC控制 118

4.1 PLC的基本结构和主要功能 119

4.1.1 PLC的基本结构 119

4.1.2 PLC的主要功能与特点 119

4.2 PLC的工作原理 120

4.3 立石C200H可编程逻辑控制器 121

4.3.1 C200H的基本结构和性能 121

4.3.2 C200H存储器的分配与寻址 122

4.4 C200HPLC指令系统 126

4.4.1 C200H基本指令 127

4.4.2 特殊指令 127

4.4.3 专用指令 139

4.5 PLC与上位机的通信 141

4.6 机械系统PLC控制实例 144

4.6.1 PLC在砂处理生产线上的应用 144

4.6.2 PLC在搅拌机上的应用 145

4.6.3 电梯的自动控制 147

习题 158

参考文献 161

第5章 机械系统中工业总线的应用 162

5.1 总线结构与典型微机总线简介 162

5.1.1 总线结构 162

5.1.2 总线控制计算机的构成 163

5.1.3 总线控制计算机的特点 164

5.1.4 常用总线结构 165

5.2 STD总线标准 166

5.2.1 STD总线引脚定义与说明 166

5.2.2 STD总线时序规范 171

5.2.3 STD总线机械特性 172

5.3 STD工业总线的系统配置 173

5.3.1 STD总线工业控制机的基本系统 174

5.3.2 STD总线工业控制机的I/O子系统 180

5.3.3 STD总线工业控制机的智能模板 188

5.4 工业PC简介 189

5.5 STD总线控制机在机械行业的应用 194

5.5.1 控制任务 194

5.5.2 控制要求 194

5.5.3 控制任务分析、调研 195

5.5.4 计算机选择、配置及有关硬件电路的设计 196

5.5.5 快锻压机控制软件设计 199

参考文献 204

第6章 计算机控制机械系统设计 205

6.1 计算机控制机械系统的设计过程 205

6.1.1 控制任务调研 205

6.1.2 计算机选型、硬件电路的设计 206

6.1.3 控制系统软件设计 208

6.1.4 硬件、软件的联调及仿真 209

6.1.5 现场调试 210

6.2 大型液压机计算机控制系统的设计 210

6.2.1 调研 211

6.2.2 计算机选型，硬件电路设计、调试 214

6.2.3 控制软件设计 222

参考文献 230

附录A MCS-51系列单片机的指令表 231

附录B MCS-96指令执行对标志位的影响 235

附录C C200H编程器操作表 236

附录D C200H编程指令 240