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第1章 自动控制及单片机控制系统1

1.1 自动控制系统的基础及概念1

1.1.1 自动控制系统的概念1

1.1.2 自动控制系统的基本结构2

1.2 控制系统的一般分类3

1.2.1 按给定值变化形式分类3

1.2.2 按系统的动态特性分类3

1.2.4 按被控对象稳态输出分类4

1.2.3 按控制的时间形式分类4

1.2.5 按系统的输入输出数量分类5

1.2.6 按控制信息的方式分类5

1.3 单片机控制系统6

1.3.1 单片机的发展概况6

1.3.2 单片机直接数字控制架构10

1.3.3 单片机模糊控制系统结构12

第2章 单片机结构及控制结构16

2.1 单片机的一般结构16

2.2 单片机的接口部件17

2.2.2 外部设备的编址18

2.2.1 I/O 接口的作用18

2.2.3 I/O 接口数据的四种传送方式20

2.2.4 I/O 接口的类型23

2.3 单片机控制系统的外围部件29

2.4 单片机控制系统的程序设计42

2.4.1 汇编语言的格式42

2.4.2 汇编语言程序设计43

2.5 单片机控制系统的数据存储及数据结构45

2.5.1 存储器45

2.5.2 存储器的数据操作50

第3章 单片机控制系统的输入通道与传感技术51

3.1 并行输入通道与信号处理51

3.1.1 键盘的工作原理52

3.1.2 独立式按键52

3.1.3 行列式键盘53

3.2 串行输入通道与信号处理56

3.2.1 串行接口非编码键盘电路56

3.2.2 用串行口来扩展 I/O 端口57

3.3 A/D 输入通道与信号处理58

3.3.1 A/D 转换原理58

3.3.3 A/D 转换器与单片机的接口电路60

3.3.2 A/D 转换的主要技术指标60

3.3.4 A/D 转换程序设计62

3.4 信号检测和传感器63

3.4.1 信号检测63

3.4.2 传感器67

3.5 信号采样及处理75

3.5.1 信号的采样75

3.5.2 量化和量化误差76

3.5.3 采样保持器77

4.1.1 并行输出通道79

4.1.2 I/O 接口的扩展方法79

第4章 单片机控制系统的输出通道与功率驱动79

4.1 并行输出通道及信号处理79

4.1.3 LED 显示器接口82

4.1.4 液晶显示器 LCD 接口85

4.2 串行输出通道及信号处理87

4.2.1 单片机串行接口通信87

4.2.2 PC 与单片机通信88

4.2.3 MCS-51单片机串行接口的扩展90

4.3.1 D/A 电路原理92

4.3 D/A 输出通道及信号处理92

4.3.2 D/A 转换芯片——DAC083294

4.3.3 D/A 转换器接口95

4.4 PWM 输出通道及信号处理97

4.4.1 PWM 工作原理97

4.4.2 PWM 的应用98

4.5 输出通道的功率驱动部件和执行部件99

4.5.1 可控硅99

4.5.2 功率晶体管101

4.5.3 电机103

4.5.4 继电器105

4.5.5 电磁阀106

第5章 单片机控制方法107

5.1 P 控制方法107

5.2 PI 控制方法108

5.3 PID 控制方法109

5.3.1 PID 调节器109

5.3.2 数字 PID 控制器的设计109

5.3.3 标准 PID 算法的改进112

5.4 模糊控制方法116

5.4.1 模糊控制的数学基础116

5.4.2 模糊控制的逻辑推理120

5.4.3 模糊控制方法126

第6章 单片机对电机的控制132

6.1 单片机控制直流电机132

6.1.1 直流电动机的 PWM 调压调速原理132

6.1.2 直流电动机的不可逆 PWM 控制系统134

6.1.3 直流电动机双极性驱动可逆 PWM 控制系统136

6.1.4 直流电动机单极性驱动可逆 PWM 控制系统139

6.2 单片机控制无刷电机142

6.2.1 无刷直流电动机的结构和原理142

6.2.2 无刷直流电动机的绕组联结方式146

6.2.3 无刷直流电动机的单片机控制152

6.3 单片机控制步进电动机154

6.3.1 步进电动机的结构和工作原理155

6.3.2 步进电动机的特性162

6.3.3 步进电动机的驱动164

6.3.4 步进电动机的单片机控制167

6.4 单片机控制交流电动机171

6.4.1 变频调速原理171

6.4.2 单片机控制变频调速原理174

6.4.3 单片机控制变频调速系统实例178

6.5 单片机控制伺服电动机182

6.5.1 伺服电动机的结构特性182

6.5.2 伺服电动机的 PWM 控制方式185

6.5.3 单片机控制工作原理188

6.5.4 单片机控制伺服电动机实例194

第7章 单片机在温度控制系统的应用198

7.1 电饭煲控制系统198

7.1.1 煮饭的一般工艺过程198

7.1.2 控制系统的结构200

7.1.3 控制机理201

7.1.4 控制电路204

7.1.5 控制软件及其流程206

7.2 电冰箱控制系统207

7.2.1 控制系统结构207

7.2.2 模糊控制中的控制规则及模糊量208

7.2.3 控制电路212

7.3 消毒柜控制系统214

7.3.1 控制系统结构214

7.3.2 控制原理215

7.3.3 控制电路215

7.3.4 控制软件及其流程217

7.4 蒸炖煲控制系统218

7.4.1 控制系统结构219

7.4.2 控制电路及其工作原理219

7.4.3 控制软件及其流程222

7.4.4 系统操作状态说明225

7.5 电冷杯控制系统225

7.5.1 控制系统结构225

7.5.2 控制原理226

7.5.3 控制电路227

7.6.1 控制系统结构230

7.6.2 控制电路及其工作原理230

7.6 软胶囊生产过程的温度控制系统230

7.5.4 控制软件及其流程230

7.6.3 控制软件及其流程233

7.7 电烤箱控制系统236

7.7.1 控制系统结构236

7.7.2 模糊控制原理237

7.7.3 控制电路及其工作原理237

7.7.4 控制软件及其流程240

7.7.5 电烤箱控制面板说明241

8.1 单片机在制动主缸试验台中的应用242

第8章 单片机在汽车及其他领域的应用242

8.1.1 试验台的概貌和功能243

8.1.2 试验台的运转模型的介绍244

8.1.3 运用单片机对试验台的改造244

8.2 单片机在电子动力转向系统的应用251

8.3 单片机在脉冲燃烧热水炉控制器的应用257

8.3.1 脉冲燃烧热水炉原理及控制方案257

8.3.2 系统设计258

8.3.3 软件设计260

8.4.1 注塑机控制原理简要工作过程262

8.4 单片机在小型注塑机中的应用262

8.4.2 注塑机的系统结构263

8.4.3 软件设计266

8.5 单片机在水泥定量包装控制中的应用269

8.5.1 单片机控制系统设计270

8.5.2 系统软件设计270

8.6 单片机在啤酒发酵过程中的应用274

8.6.1 概述274

8.6.2 控制系统的组成和功能275

参考文献279