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课程名称（中文）：计算机技术及应用学分数：2学分
课程名称（英文）：computer technology and application
课内学时数：60（最低要求）上机（实验）时数：12小时
课外学时数：20 （最低要求）教学方式：课堂授课＋上机、实验
教学要求：本课程适用于机械工程类、仪器类、测控类工程硕士研究生学习计算机技术之需要，要求学生了解计算机原理、输入输出系统、掌握计算机通信、计算机数据采集、测控技术等知识，为解决工程实际问题、进行硕士论文研究打好基础。
课程内容简介（500字以内）：
第1章介绍微型计算机硬件与系统，学习微机的处理器及其发展技术、总线技术、存储技术、BIOS、中断技术、各类流行的操作系统、输入输出设备等。第2章介绍计算机测控系统，学习单片机、DSP、ARM等处理器为核心的嵌入式系统、工业控制计算机、可编程逻辑控制器PLC、数控机床等。第3章介绍计算机通信技术，学习近程通信常用的USB和RS232通信协议、中远程通信常用的RS422、RS485通信协议以及485组网技术、RS232与RS485电平转换技术、TTL与RS232电平转换技术、并行通信技术、网络通信的基础知识等。第4章介绍计算机数据采集技术，学习信号放大电路、滤波电路、滤波技术、模数转换器与转换技术、数模转换器与转换技术。第5章介绍计算机测控应用技术，学习PID控制技术、PWM控制技术、变频调速技术、虚拟仪器设计、分布式控制系统设计、设备状态监测与诊断系统设计等。第6章介绍单片微机原理与应用技术，主要是目前还在大量使用并高速发展的单片机原理与应用技术。
课程大纲（具体到章、节、小节）：
第1章微型计算机硬件与系统
1．1微型计算机的处理器
1．2微型计算机总线
1．3存储器
1.3.1 存储器类型与存储体系结构
1.3.2随机主存储器（RAM）
1.3.3 辅助存储器
1．4微机基本输入输出系统（BIOS）
1．5 中断系统
1．6 操作系统（OS）
1.6.1 Windows 95
1.6.2 Windows CE
1.6.3 Windows NT（工作站）
1.6.4 Windows 98
1.6.5 Windows ME
1.6.6 Windows 2000
1.6.7 Windows XP
1.6.8 WINDOWS 2003
1.6.9 LINUX
1.6.10 μC/OS-II
1．7常用输入输出设备
1.7.1 输入输出设备
1.7.2键盘
1.7.3 显示器
1.7.4打印机
第2章计算机测控系统
2．1 单机嵌入式系统
2.1.1 基于单片机的嵌入式系统
2.1.2 基于DSP的嵌入式系统
2.1.3基于ARM的嵌入式系统
2．2工业控制计算机
2.2.1 工控机概述
2.2.2 Compact PCI总线工控机
2.2.3 STD总线工控机
2.2.4 PC104总线工业控制计算机
2．3可编程控制器（PLC）
2.3.1 PLC的应用特点
2.3.2 PLC的基本结构
2.3.3 PLC的工作原理
2.3.4 PLC编程技术
2．4数控机床
第3章 计算机通信技术
3．1 USB接口
3.1.1 USB概述
3.1.2 USB系统
3.1.3 USB总线拓朴
3.1.4 USB通信端点与管道
3.1.5 USB总线协议
3.1.6 USB接口器件介绍
3.1.7 USB接口在数据采集系统中的应用
3．2 RS-232C接口
3.2.1 RS-232C传递信息的格式标准
3.2.2 RS-232C标准的信号线定义
3.2.3 信号线的连接和使用
3.2.4 RS-232C电气特性
3.2.5 机械特性
3．3 RS-423A/422A/485接口
3.3.1 RS-423A 接口
3.3.2 RS-422A接口
3.3.3 RS-485接口
3.3.4 RS-232C与RS-422A的转换
3.3.5 RS-423A/422A/485接口性能比较
3．4 CAN总线接口
3.4.1 CAN总线特点
3.4.2 标准CAN总线和扩展CAN总线的关系
3.4.3 总线仲裁
3.4.4 出错处理
3.4.5 内置两路CAN控制器的微处理器DS80C590
3．5 并行接口
3.5.1 并行接口原理
3.5.2 PC兼容并行打印机接口
3.5.3 IEEE488总线
3．6 计算机网络与TCP/IP协议
3.6.1 Internet
3.6.2 TCP/IP协议
3.6.3 Internet的传输原理与服务功能
3.6.4 Internet在中国
第4章 计算机数据采集技术
4．1集成运算放大器与信号调理
4.1.1运算放大器主要参数
4.1.2虚地概念
4.1.3 集成运放的典型应用线路
4．2 采样保持电路
4．3采样过程与采样定理
4．4 采样偏差的校正技术
4．5 信号隔离与选通技术
4．6 数据采集中的抗干扰技术
4.6.1干扰因素与抗干扰基本方法
4.6.2 若干特殊滤波技术
4.6.3 A/D转换过程中的抗干扰技术
4．7 D/A转换技术与应用电路
4.7.1 R-2RT形电阻网络型DAC的工作原理
4.7.2 权电阻型DAC的工作原理
4.7.3 DAC的性能指标
4.7.4 DAC0832及其与计算机的接口
4.7.5 8位以上DAC及其与微机的连接
4．8 A/D转换技术与应用电路
4.8.1逐位逼近式ADC的结构及工作原理
4.8.2 双积分式ADC的结构及工作原理
4.8.3 ∑-Δ模数转换器结构及工作原理
4.8.4 AD574系列A/D转换器及其与计算机接口技术
4.8.5 12位A/D转换器MAX186/MAX188
第5章控制系统应用技术
5．1 控制系统概述
5．2 PID控制技术
5.2.1 常规PID控制
5.2.2 自适应PID控制
5.2.3 智能PID控制
5．3 步进电机的PWM控制技术
5.3.1 PWM控制的基本原理
5.3.2 步进电机概述
5.3.3 步进电机细分驱动原理
5.3.4 恒力矩均匀细分驱动技术
5.3.5 全数字PWM逆变驱动技术
5．4 变频调速技术
5.4.1异步电动机概述
5.4.2异步电动机调速
5.4.3 异步电动机变频调速
5.4.4变压变频协调控制
5.4.5 我国变频调速技术的发展概况
5．5 虚拟仪器设计
5.5.1 虚拟仪器基本概念
5.5.2 LabVIEW虚拟仪器开发系统
5.5.3 虚拟仪器设计举例
5．6 分布式计算机控制系统设计
5.6.1 概述
5.6.2基于串行总线配料控制系统
5.6.3基于Profibus现场总线玻璃生产线原料配料控制系统
5．7 设备状态监测与诊断系统设计
5.7.1 设备状态监测的意义
5.7.2设备状态监测与诊断的分析方法
5.7.3 设备状态监测与诊断系统的网络化设计
第6章 单片微型计算机
6．1 8位单片机系列产品
6．2 8051单片机
6.2.1 8051的基本结构与功能
6.2.2 8051封装与引脚功能
6.2.3 时钟电路
6.2.4 复位和复位电路
6.2.5 存储器结构
6.2.6 指令部件
6.2.7 特殊功能寄存器区
6.2.8 布尔处理器
6.2.9 8051单片机程序执行方式
6.2.10 8051单片机低功耗操作方式
6.2.11 8051单片机编程和校验方式
6.2.12 8051的机器周期与指令周期
6.2.13 8051访问片外存储器的时序
6.2.14 8051的系统扩展
6.2.15 8051的中断系统
6.2.16 8051的定时器/计数器
6.2.17 8051的串行接口
6．3 单片机在冲床自动控制中的应用
6．4 多功能单片机C8051F
6.4.1 C8051F特性简介
6.4.2 指令集
6.4.3 中断系统
6.4.4 电源管理方式
参考教材名称：毕宏彦主编：《计算机测控技术》西安：西安交通大学出版。
主要参考书：
1）刘乐善等《微型计算机接口技术及应用》，武汉：华中科技大学出版社，2001．
2）薛钧义等《微机控制系统及应用》，西安：西安交通大学出版社，2004．
预修课程（最低要求）：IBMPC微型计算机原理，模拟电路，数字电路。
适用专业：机械工程；仪器科学；自动控制工程；
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