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目录 1

第一篇　工业控制微型计算机系统总线及通信总线基础 1

第一章　概论 1

1.1　计算机在我国工业监测及控制领域中的应用现状 1

1.2　工业控制计算机系统的一般概念 3

1.3　工业控制微型计算机的特点及系统组成 4

1.4　工业控制微型计算机的构成方案 8

2.1.1　总线的概念 13

2.1　概述 13

第二章　总线-功能模板式工业控制微型计算机基础知识 13

2.1.2　总线的分类 14

2.1.3　工业标准的微型计算机系统总线简介 14

2.2　S-100系统总线浅述 17

2.2.1　S-100系统总线特性 18

2.2.2　S-100系统总线信号定义 18

2.2.3　S-100总线结构的工业控制微型机系统概念 22

3.2　STD总线及其模板产品的特点 26

第三章　STD总线基础 26

3.1 概述 26

3.3　标准失效率 29

3.4　STD总线工业控制微型机系统的应用范围 30

3.5　STD总线规范 31

3.5.1　逻辑规范 31

3.5.2　定时规范 39

3.5.3　电气规范 41

3.5.4　机械规范 43

3.6　中断优先级排队在STD总线中的实施 45

3.6.1 串行中断优先级排队逻辑电路 45

3.6.2　并行中断优先级排队逻辑电路 46

3.7　总线优先级排队在STD总线中的实施 46

3.7.1 串行总线优先级排队逻辑电路 47

3.7.2　并行总线优先级排队逻辑电路 48

3.8 CMOS STD总线 49

3.8.1　CMOS器件的工作特性 49

3.8.2　CMOS STD系统 50

3.9　STD总线技术的进展及前景 54

3.9.1　采用VLSI技术 54

3.9.2　双总线的STD系统结构 54

3.9.3　全CMOS化 55

3.9.4　采用16位微处理机 55

3.9.5　网络化 55

3.9.6　采用ASIC技术 55

3.9.8　提高时钟频率 56

3.9.7　采用高密度存储器 56

3.9.9　STD总线IBM PC/XT兼容机 57

3.9.10　STD总线多处理机系统 57

第四章　工业控制微型机系统串行数据通信总线基础知识 59

4.1　串行数据通信概述 59

4.2　通信线路及EIA串行总线接口标准简介 61

4.2.1 通信线路 61

4.2.2　常用EIA串行通信总线标准 61

4.2.3　RS-232C标准 62

4.2.4　RS-423A标准 66

4.2.5　RS-422A标准 67

4.2.6　RS-485标准 68

4.3　异步串行通信的数据格式及校验方法 69

4.4　异步通信接口芯片综述 70

4.5　同步串行通信的数据格式及校验方法 72

4.5.1　同步通信格式 72

4.5.2　CRC校验 72

4.5.3　SDLC/HDLC同步通信规程 75

4.6.1　工业生产过程数据通信系统概述 77

4.6　位总线BITBUS标准 77

4.6.2　位总线标准 79

4.6.3　关于位总线互连的概念 87

4.6.4　位总线分布式控制系统核心硬件8044简介 88

4.6.5　8044通信单片机软件简介 90

4.6.6　位总线分布式控制系统功能模板产品简介 92

5.1.2　工业标准微处理器 98

5.1.1　CPU模板概述 98

5.1　CPU模板的结构 98

第五章　微处理器模板 98

第二篇　STD总线工业控制微型机的典型功能模板及基本系统 98

5.2 STD 64180 CPU模板 99

5.2.1　TP STD 8802模板的结构及功能 99

5.2.2　HD 64180 MPU简介 100

5.2.3　HD 64180信号及引脚功能简介 103

5.2.4　HD 64180新增加的12条指令 107

5.2.5　中断系统 108

5.2.6　存储器管理单元（MMU） 109

5.2.7　动态RAM刷新单元 112

5.2.8　HD 64180 CPU模板的存储器配置及使用 113

5.2.9　HD 64180 CPU模块的DMA通道简介 114

5.2.10　HD 64180 CPU模板的串行异步通信接口 117

5.2.11 同步串行I/O接口（CS I/O） 120

5.2.12　可编程可重复装入的定时器PRT 122

5.2.13　HD 64180 CPU模板的串行异步通信接口的应用 123

5.2.14　CENTRONICS行式打印机接口 123

5.3.1　STD系统Ⅱ工业控制微机的基本概念 126

5.3　STD 8088多主CPU模板 126

5.3.2　8088 CPU模板功能简介 128

5.3.3　8088 CPU简介 130

5.3.4　8088 CPU与8086 CPU的对比 158

5.3.5　PC/XT及STD系统I 8088 CPU时序 160

5.3.6　总线控制器8288 165

5.3.7　STD 7864-1模板的多主总线控制器功能简介 168

5.3.8　8088 CPU模板的多处理器系统—iAPX88/20 173

5.3.9　8088 CPU模板的中断控制器8259A 177

5.3.10　STD 7864-1模板的定时器／计数器（8253PIT） 187

5.4 STD V40（80188）CPU模板 195

5.4.1　STD-PC工业控制微型机系统概述 195

5.4.2　STD v40 CPU模板功能简介 196

5.4.3　v40 CPU简介 198

5.4.4　STD—8811模板的内存地址分配 213

6.1.2　工业控制微型机中半导体存储器的类型 215

6.1.1　工业控制微型机对存储器性能的要求 215

6.1　概述 215

第六章　工业微型机中的半导体存储器及半导体电子盘模板 215

6.1.3　“JEDEC”工业标准存储器插座引脚的兼容性 218

6.2　静态存储器Intel 6264简介 218

6.3 高集成度EPROM 27128 220

6.4 电擦除的可编程序ROM——E2PROM 221

6.4.1　E2PROM的工作原理 221

6.4.2　E2PROM 2816A，2817A及2864的特点 222

6.4.3　2817A简介 224

6.5　动态存储器iRAM 2186 224

6.6　非易失性存储器NOVRAM 225

6.6.1 非易失性存储器简介 225

6.6.2　NOVROM插座 226

6.7　STD总线工控微型机中存储体的扩展方法 228

6.7.1 为什么要进行存储体的扩展 228

6.7.2　STD总线系统中的存储体扩展技术 228

6.8.2　内存覆盖技术 229

6.8.1　重定位技术 229

6.8　STD工控微型机存储器的几项特殊技术 229

6.8.3　内存数据保护技术 230

6.9　半导体电子盘技术 231

6.9.1 半导体电子盘与工控微型机的操作系统 231

6.9.2　STD 51 84 RAM盘模板简介 232

6.9.3　HSTD-7723半导体电子盘简介 233

6.9.4　ST-8701半导体电子盘简介 234

7.1.1　工业控制微型机的主机系统 237

7.1.2　STD总线工业控制微型机显示器的类型 237

7.1 概述 237

第七章　显示、键盘及CRT控制器模板底板及系统支持模板 237

7.1.3　显示控制器模板基础知识 238

7.1.4　键盘控制的基本概念 244

7.2　字符、图形显示器控制模板简介 245

7.2.1　STD 5573多功能单色图形／键盘显示模板简介 246

7.2.2　MC-6845显示控制器芯片 247

7.2.3　汉字显示 262

7.2.4　STD显示控制器模板图形软件简介 269

7.3.1 概述 273

7.3　键盘和LED数码管显示控制模板 273

7.3.2　8279可编程键盘／显示器接口 274

7.3.3　显示驱动单元 284

7.3.4　IBM PC/XT键盘接口简介 284

7.4　STD总线底板 285

7.5.1　总线终端网络 288

7.5.2　监控定时器 288

7.5　系统支持模板 288

7.5.3　实时时钟 291

7.5.4　电网掉电保护 294

第八章　过程数字量输入及输出接口模板及其应用举例 297

8.1 概述 297

8.2　并行输入输出接口电路的基本形式 297

8.2.1 0线握手并行接口及其应用举例 298

8.2.2　1线握手并行接口 301

8.3　光电耦合器 302

8.2.3　2线握手和3线握手并行接口 302

8.4　开关量输入模板举例 304

8.4.1　模板结构及功能 304

8.4.2　应用举例 306

8.5　开关量输出模板举例 307

8.5.1 普通开关量输出模板 308

8.5.2　固态继电器输出模板 309

8.5.3　电磁继电器模板 313

8.5.4　双向光电隔离PIO模板 314

第九章　过程模拟量输入、输出接口模板及其应用举例 319

9.1 概述 319

9.1.1　模拟信号、数字信号及其转换的基本概念 319

9.1.2　过程模拟量输入通道子系统设计的基本方法 321

9.1.3　过程模拟量输入通道的典型结构 321

9.1.4　过程模拟量输出通道的典型结构 323

9.2　模拟量输入信号调理技术及信号调理模板简介 323

9.2.1　信号预处理技术 323

9.2.2　信号调理模板产品举例 325

9.3　智能化温度数据采集子系统 327

9.4　过程模拟量多路输入接口模板 328

9.4.1　模拟多路开关 328

9.4.2　过程模拟量多路输入接口模板举例（一） 331

9.4.3　采样保持器 332

9.4.4　过程模拟量多路输入接口模板举例（二） 334

9.5　数／模转换技术及数／模转换模板 335

9.5.1　数／模转换器的基本概念 335

9.5.2　数／模转换器的主要技术指标 338

9.5.3　过程模拟量输出模板中常用的D/A转换器芯片 339

9.5.4　D/A转换模板举例 346

9.6　模／数转换技术及模／数转换接口模板 354

9.6.1　模／数转换器基本概念 354

9.6.2　模／数转换器主要技术指标 357

9.6.3　过程模拟量输入模板中常用的A/D转换器芯片 358

9.6.4　A/D转换模板举例 365

10.1 概述 383

第十章　工业控制微型计算机基本系统 383

10.2　TP STD 8000系列基本系统及系统软件简介 384

10.2.1 STD BSI基本系统 384

10.2.2　STD BS2基本系统 388

10.2.3　STD BS3基本系统 390

10.3　STD 5000系列工业控制微型机应用系统的组合模式及系统软件简介 391

10.3.1　独立工作模式1 391

10.3.3　STD Z80（5000系列）监控程序 392

10.3.2　独立工作模式2 392

10.3.4　STD CP/M操作系统简介 393

10.3.5　独立工作模式3 397

10.3.6　担任前台控制机 398

10.3.7　构成分布式网络 398

10.3.8　STD系统Ⅱ的操作系统STD MS DOS简介 398

10.4　实时控制组态软件RTCCS功能简介 405

10.5　STD系统Ⅱ基本系统 406

10.5.1　概述 406

10.5.2　系统Ⅱ的硬件体系结构 406

10.6　STD-PC工业控制微型机基本系统 407

10.6.2　主要技术特性 408

10.6.3　硬件组成 408

10.6.1 系统概述 408

10.6.4　软件配置 410

10.6.5　STD-PC工业控制微型机基本系统的工作模式 410

10.7 多主STD总线工业控制微型机基本系统 411

10.7.1　多微处理机系统的基本概念 411

10.7.2　多主CPU模板间的通信——总线协议 414

10.8.2　GKJ-STD I的主要功能 419

10.8　STD总线工业控制微型机应用示例 419

10.8.1　GJK-STD I工业锅炉控制系统的主要参数及控制精度 419

10.8.3　系统结构 421

10.8.4　CJK型工业锅炉微机控制装置的工作原理简介 422

第三篇　多总线工业控制微型机基础 425

第十一章　多总线MULTIBUS I基础知识 425

11.1 多总线I（MULTIBUS I）的体系结构概述 425

11.2.1　支持多种体系结构 426

11.2　多总线系列结构的特点 426

11.2.2　总线结构及其可扩展性 429

11.2.3　多总线结构的通用性及其生存周期 432

11.2.4　输入输出及存储器扩展方式 432

11.3 MULTIBUS系统总线 434

11.3.1　概述 434

11.3.2　多总线系统总线的功能描述 434

11.4 总线接口／信号定义与操作（一） 438

11.4.1　地址线和禁止线 440

11.4.2　数据线 442

11.4.3　总线控制信号 443

11.4.4　数据读／写操作时序 446

11.5　总线接口／信号定义与操作（二） 447

11.5.1 中断信号线 447

11.5.2　非总线向量中断 449

11.5.3　总线向量中断 449

11.6.1　概述 451

11.6.2　总线判优和交换信号线 451

11.6　总线判优与总线交换信号定义及操作 451

11.6.3　总线交换操作 455

11.7　iSBX输入输出总线 456

11.7.1　扩展iSBX总线的优点 457

11.7.2　iSBX总线的逻辑描述 458

11.7.3　iSBX总线设备 459

11.7.4　iSBX总线信号定义 460

11.7.5　iSBX总线操作概述 467

11.7.7　iSBX总线的接插件 472

11.7.6　iSBX总线电气规范 472

11.8　iLBX执行总线 473

11.8.1　简介 473

11.8.2　局部执行总线的功能 474

11.8.3　总线接口／信号线 476

11.8.4　总线引脚排列 476

11.8.5　总线操作协议 476

11.8.6　总线访问 476

11.8.7　数据传送操作 477

11.8.8　机械规范 478

11.9　多通道总线 478

11.9.1　概述 478

11.9.2　结构简介 479

11.9.3　多通道总线的组成 480

11.9.4　总线部件 480

11.9.5　总线接口／信号线说明 481

11.9.6　总线引脚排列 481

11.9.7　总线操作协议 482

11.10　多总线工业控制微型机的功能系列模板简介 485

11.10.1　单板计算机模板举例 485

11.10.2　内存扩展模板举例 486

11.10.3 I/O扩展模板举例 486

11.10.4 外设控制模板举例 486

11.10.5　通信控制模板举例 487

11.10.6　图形模板举例 487

11.10.7　机箱、电源 487

主要参考文献 489

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