测控总线与仪器通信技术

前言

第1章概论

1．1过程控制系统

1．1．1生产过程控制系统的演变

1．1．2我国生产过程控制系统发展概况

1．1．3计算机过程控制系统的基本组成

1．2智能仪器与自动测试系统

1．2．1概述

1．2．2自动测试系统的组成

1．2．3智能仪器与个人仪器

1．3测控总线与仪器通信技术举例

1．4测控总线与仪器通信技术的基本内容

习题

第2章数据通信基础

2．1数据通信的基本概念

2．1．1信息

2．1．2数据

2．1．3信号

2．1．4信道

2．2数据通信系统的构成

2．3传输方式

2．3．1并行传输方式及串行传输方式

2．3．2基带传输、载带传输与宽带传输

2．3．3单工方式、半双工方式与全双工方式

2．4编码

2．4．1码元

2．4．2内部码与通信码

2．4．3编码与解码

2．5复用技术

2．5．1频分复用

2．5．2时分复用

2．5．3波分复用

2．6交换技术

2．6．1线路交换方式

2．6．2报文交换方式和报文分组交换方式

2．6．3报文分组交换方式的实现方法

2．7同步技术

2．7．1帧与帧同步

2．7．2位同步

2．7．3字符同步

2．8差错控制方法

2．9检错编码

2．10拓扑结构

2．11异步通信与同步通信

习题

第3章简单接口通信技术

3．1I／0信道的两种基本形式

3．2简单接口通信基本原理

3．3简单接口通信的连接方式

3．3．1主从式结构

3．3．2星形结构

3．3．3菊花链结构与环形结构

3．3．4总线型结构

习题

第4章共享存储区通信技术。

4．1共享存储区的物理结构

4．1．1公用总线方式

4．1．2矩阵开关方式

4．1．3多端口共用方式

4．1．4总线窗口方式

4．2共享存储区的逻辑结构

4．2．1虚拟结构

4．2．2信箱结构

4．2．3通信池结构

4．3共享存储区的分配与管理

4．3．1判决器法

4．3．2端口控制器法

4．3．3本质型多端口存储器的裁决逻辑

4．3．4总线窗口法

4．4双端口存储器及其应用

4．4．1双向传输的双端口存储器

4．4．2单向传输的双端口存储器

4．5交叉内存双通信池及其应用

4．5．1双通信池的结构框图

4．5．2双通信池的工作原理

4．5．3数据桥及数据桥控制电路

4．5．4地址桥及辅助电路

4．5．5交叉内存双通信池应用举例

4．6简易总线窗口

4．6．1带简易总线窗口的双微机系统结构

4．6．2总线开关

4．6．3总线开关的控制逻辑

习题

第5章标准总线通信

5．1总线、总线标准及标准总线

5．2开放型系统

5．2．1总线母板与总线插座

5．2．2总线标准

5．2．3总线仲裁

5．3Muhibus总线

5．3．1Multibus总线的信号及定义

5．3．2数据传送过程

5．3．3禁止操作过程

5．3．4中断操作过程

5．3．5总线仲裁操作

5．4STD总线

5．4．1概述

5．4．2STD总线的信号及其定义

5．4．3STD总线标准的时序特性

5．4．4中断优先权判别

5．4．5总线优先级的仲裁

5．5STD多微处理机系统

习题

第6章工业控制计算机网络

6．1计算机网络概述

6．2计算机网络体系结构

6．2．1计算机网络体系结构概述

6．2．2开放系统互连与七层OSI参考模型

6．3ARQ协议及算法

6．4滑动窗口流控制技术

6．5面向字符的数据链路层通信协议

6．5．1概述

6．5．2字符格式及传输控制字符

6．5．3报文分类和报文格式

6．5．4控制数据链路的工作过程

6．6面向比特的数据链路层通信协议

6．6．1HDLC协议的几个基本概念

6．6．2HDLC协议的帧格式

6．6．3HDLC协议控制段(c)的分析和说明

6．7局域网

6．7．1局域网特点

6．7．2局域网参考模型

6．7．3局域网的存取控制方法

6．8IEEE802标准

6．8．1IEEE802标准的几点说明

6．8．2逻辑链路控制协议

6．9MAP及相关协议

6．9．1MAP的基本内容

6．9．2MAP的基本单元及组成

6．9．3TOP

6．10TCP／IP

6．10．1TCP／IP结构模型

6．10．2网际协议

6．10．3传输控制协议

6．10．4用户数据报协议

6．11Client／Server模型及例程

6．11．1客户机／服务器模式

6．11．2winSock套接字

6．11．3阻塞与非阻塞

6．11．4基本套接字的系统调用

6．11．5异步选择机制

6．11．6WinSock的启动和终止

6．11．7WinSock的错误处理

6．11．8基于winSock的点对点通信程序设计

习题

第7章现场总线

7．1概述

7．2现场总线类型

7．3CAN总线

7．3．1概述

7．3．2CAN总线基本特点

7．3．3CAN总线的分层及帧格式

7．3．4CAN总线通信介质访问控制方式

7．4LON总线

7．4．1概述

7．4．2神经元芯片

7．4．3LonWorks通信协议LonTalk

7．4．4LonWorks应用举例

习题

第8章GPIB

8．1概述

8．1．1GPIB结构

8．1．2GPIB三线挂钩技术

8．1．3GPIB接口功能

8．2GPIB的消息编码格式

8．2．1单线接口消息编码

8．2．2多线接口消息编码

8．2．3本地消息编码

8．2．4设备消息编码

8．3GPIB自动测试系统通信机理分析

8．3．1基本测试过程的消息序列

8．3．2GPIB自动测试系统通信机理

8．4GPIB接口芯片及GPIB接口设计

8．4．1两类GPIB接口芯片

8．4．2TMS-9914A可编程GPIB接口芯片应用举例

习题

第9章仪器专用总线

9．1引言

9．2CAMAC总线

9．2．1基本机箱标准

9．2．2数据路及其操作

9．2．3CAMAC分支系统

9．2．4CAMAC串行系统

9．2．5多控制器系统

9．3VXI总线

9．3．1VXI系统的组成结构

9．3．2VXI系统的总线结构

9．3．3VXI总线器件及其通信协议

9．3．4VXI总线仪器协议

9．4PXI总线

9．4．1PXI总线标准的组成

9．4．2机械结构标准

9．4．3电气技术标准

9．4．4软件结构标准

9．4．5一种基于PXI总线的通用测试分析系统

习题

第10章无线通信技术及网络

10．1概述

10．1．1无线通信系统分类

10．1．2无线通信的发展前景

10．2无线通信的基本原理

10．2．1无线电波的传播特性

10．2．2调制解调技术

10．2．3无线介质接入方案

10．3射频系统及应用

10．3．1无线通信射频系统概述

10．3．2接收机

10．3．3发射机

10．3．4nRF905无线射频收发芯片及其在无线影音监控系统中的应用

10．4无线通信网络

10．4．1无线广域网

10．4．2无线城域网

10．4．3无线局域网

10．4．4无线个域网

10．4．5AdHoc网络技术

10．5蓝牙技术

10．5．1蓝牙技术的概念

10．5．2蓝牙网络拓扑

10．5．3蓝牙协议栈

10．5．4蓝牙系统结构

10．6无线传感器网络

10．6．1基本概念

10．6．2无线传感器网络特点

10．6．3无线传感器网络的体系结构

10．6．4无线传感器网络的协议栈

10．6．5无线传感器网络的应用前景

习题

附录基于winSOCk的客户机／服务器通信编程源程序

参考文献

　　本教材围绕测控系统与仪器的通信技术，介绍了测控总线与仪器通信的一般原理和方法，包括数据通信的基础、片间总线通信技术、内总线通信技术、系统总线通信技术、标准总线通信技术、现场总线通信技术、网络通信技术、仪器通信技术以及无线通信技术等。教材适合测控技术与仪器、自动化、机电一体化等专业的本科生教学。　　当今时代，控制、计算机、通信、指挥以及信息技术(简称C4I技术)共同推动着过程控制系统与自动测试系统的飞速发展，其中通信技术帮助系统完成信息的传递，是系统各部件有机结合并实现高度集成的基础。总线与通信技术使测控系统的部件和构成很方便地由分立元器件发展到集成器件、个人仪器的仪器插件、嵌入式系统、多处理器自动化装置，再到目前的集散控制系统和网络化虚拟仪器。本教材围绕测控系统与仪器的通信技术，介绍了测控总线与仪器通信的一般原理和方法，包括数据通信的基础、片间总线通信技术、内总线通信技术、系统总线通信技术、标准总线通信技术、现场总线通信技术、网络通信技术、仪器通信技术以及无线通信技术等。　　教材适合测控技术与仪器、自动化、机电一体化等专业的本科生教学。　　也可以作为相关领域科技人员的技术参考资料。　　为方便教师教学，本书配有电子教案，欢迎选用本书作教材的老师索取．索取邮箱：wxd2677@163.com。