《單片機機械控制設計及典型套用》是2013年化學工業出版社出版的圖書，作者是陳繼文、楊紅娟、於復生等。
基本介紹
- 書名：單片機機械控制設計及典型套用
- 作者：陳繼文、楊紅娟、於復生等
- ISBN：9787122162328
- 頁數：318
- 定價：79.00元
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2013-7
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書從機械控制系統設計者的角度來寫單片機的設計和套用，重點介紹了單片機的硬體、軟體編程及開發、套用（簡單套用、擴展套用、機械控制綜合套用）以及單片機機械控制設計方法、設計實例等。內容包括單片機機械控制的原理，系統設計的電子電路，單片機的硬體結構和軟體編程，單片機控制系統常用開發工具，控制系統輸入輸出通道、感測技術、驅動電路、控制方法以及對電機的控制，機械控制的典型套用系統，單片機控制系統的設計方法。本書內容深入淺出，實用性強，對套用單片機進行機械控制系統設計、研究和維護的廣大讀者有較大的參考價值。
本書適合從事單片機機械控制的研究人員和工程技術人員閱讀，也可作為高校機械工程及自動化、機械電子工程等相關專業的教學參考書。
目錄
第1章單片機機械控制原理1
1.1控制系統概述1
1.2控制系統的分類3
1.2.1按控制的時間形式分類3
1.2.2按給定值特徵分類4
1.2.3按系統的變數分類5
1.2.4按系統的動態特性分類5
1.2.5按被控對象穩態輸出分類6
1.2.6按控制信息的方式分類6
1.2.7按控制系統套用分類7
1.3控制系統的基本要求9
1.4單片機技術控制系統9
1.4.1計算機控制技術概念9
1.4.2單片機的發展概況10
1.4.3單片機的分類10
1.4.4單片機的發展趨勢11
1.5單片機在典型機械控制上的套用12
第2章單片機控制的電子電路基礎15
2.1開關、電阻器、電容和電感15
2.1.1開關15
2.1.2電阻器18
2.1.3電容器21
2.1.4電感器24
2.2二極體及三極體25
2.2.1二極體25
2.2.2三極體31
2.3集成運算放大器38
2.3.1集成運算放大器的電路組成與符號38
2.3.2集成運算放大器的套用電路40
2.4數制和碼制43
2.4.1二進制43
2.4.2十六進制數44
2.5組合邏輯44
2.6時序邏輯47
2.6.1觸發器47
2.6.2觸發器的典型套用50
2.7元器件的封裝51
第3章單片機的硬體結構52
3.1單片機的基本組成52
3.2單片機的中央處理器53
3.3單片機的封裝形式與引腳介紹54
3.4單片機的並行連線埠55
3.4.1I/O接口的作用55
3.4.2並行I/O接口56
3.5單片機的存儲器59
3.6單片機的時鐘與時序63
3.7單片機的復位64
3.8單片機的標識65
3.9單片機控制系統的外圍部件66
3.9.1TIA/EIA—232（RS—232）驅動器和接收器66
3.9.2TIA/EIA—422&423線路驅動器和接收器68
3.9.3TIA/EIA—485線路驅動器、接收器、中繼器和收發器69
3.9.4I2C匯流排接口器件69
3.9.5SPI串列匯流排接口器件72
3.9.6CAN匯流排接口器件73
第4章單片機基礎C語言79
4.1C語言概述79
4.1.1C語言的特點79
4.1.2簡單C語言程式的構成79
4.1.3C語言用於單片機的優勢81
4.2標識符和關鍵字82
4.2.1標識符82
4.2.2關鍵字82
4.3數據類型83
4.3.1常量83
4.3.2變數85
4.4運算符和表達式87
4.4.1賦值運算符和表達式87
4.4.2類型轉換87
4.4.3複合的賦值運算符88
4.4.4算術運算符和表達式88
4.4.5關係運算符和表達式90
4.4.6邏輯運算符和表達式91
4.4.7位運算符和表達式92
第5章C51基本語句與函式講解96
5.1基本語句96
5.1.1表達式語句和複合語句96
5.1.2條件語句96
5.1.3循環語句97
5.2基礎函式100
5.2.1函式定義100
5.2.2函式的調用100
5.2.3中斷函式101
5.2.4函式的參數和返回值102
5.3數組與指針103
5.3.1數組103
5.3.2指針105
第6章單片機控制系統開發的常用工具108
6.1Proteus集成開發環境108
6.1.1Proteus的主要功能特點108
6.1.2Proteus軟體的界面與操作介紹108
6.1.3Proteus仿真設計快速入門110
6.2KeilC51集成開發環境117
6.2.1單片機最小系統117
6.2.2一個發光二極體的程式118
第7章單片機控制的輸入系統124
7.1並行輸入通道與信號處理124
7.1.1鍵盤的工作原理124
7.1.2獨立式按鍵125
7.1.3行列式鍵盤126
7.2串列輸入通道與信號處理129
7.3A/D輸入通道與信號處理130
7.3.1A/D轉換原理130
7.3.2A/D轉換器的主要技術指標132
7.3.3A/D轉換器與單片機的接口電路132
7.3.4A/D轉換程式設計134
7.4信號檢測和感測器134
7.4.1信號檢測135
7.4.2感測器137
7.5信號採樣及處理144
7.5.1信號的採樣144
7.5.2量化和量化誤差145
7.5.3採樣保持器146
第8章單片機控制的輸出系統148
8.1並行輸出通道及信號處理148
8.1.1並行輸出通道148
8.1.2I/O接口的擴展方法148
8.1.3LED顯示器接口150
8.1.4液晶顯示器LCD接口154
8.2串列輸出通道及信號處理155
8.2.1單片機串列接口通信155
8.2.2PC與單片機通信156
8.2.3單片機串列接口的擴展158
8.3D/A輸出通道及信號處理159
8.3.1D/A轉換器159
8.3.2D/A電路原理160
8.3.3D/A轉換晶片―DAC0832161
8.4PWM輸出通道及信號處理164
8.4.1PWM工作原理164
8.4.2PWM的套用165
8.5輸出系統的功率驅動部件和執行部件166
8.5.1功率電晶體166
8.5.2繼電器168
8.5.3電磁閥169
第9章單片機的控制方法170
9.1伺服控制與過程控制170
9.2性能指標171
9.3開關控制器172
9.4比例控制172
9.5積分控制175
9.6微分控制176
9.7PID控制177
9.7.1模擬PID控制器178
9.7.2數字PID控制器180
9.7.3PID控制器整定184
9.7.4採樣率186
9.7.5自整定187
9.8串級控制187
9.9PIP控制器188
9.10模糊邏輯控制器189
9.10.1模糊邏輯基本概念189
9.10.2模糊控制方法190
9.10.3模糊控制舉例194
第10章單片機對電機的控制203
10.1單片機控制直流電機203
10.1.1直流電動機的PWM調壓調速原理203
10.1.2直流電動機的不可逆PWM控制205
10.1.3直流電動機雙極性驅動可逆PWM控制207
10.1.4直流電動機單極性驅動可逆PWM控制209
10.1.5直流電機的驅動模組211
10.1.6大型電動機的直流電機控制212
10.1.7單片機控制無刷電機214
10.2單片機控制步進電機216
10.2.1步進電機分類217
10.2.2步進電機的結構217
10.2.3步進電動機的工作原理218
10.2.4步進電動機的工作方式219
10.2.5步進電動機的特性222
10.2.6步進電機驅動控制系統223
10.2.7步進電機單片機控制229
10.3單片機控制交流電動機232
10.3.1變頻調速原理232
10.3.2變頻器的作用236
10.3.3單片機控制變頻調速原理237
10.3.4單片機控制變頻調速系統240
10.3.5變頻器的選用和主要參數244
10.3.6變頻器的單片機控制247
10.4單片機控制伺服電動機255
10.4.1伺服電動機的結構特性255
10.4.2伺服電動機的控制258
10.4.3單片機控制工作原理261
10.4.4單片機控制伺服電機實例262
第11章單片機機械控制的典型套用265
11.1電噴汽車噴油嘴清洗機265
11.1.1系統功能描述及工作原理265
11.1.2系統方案及電路設計266
11.1.3程式設計269
11.2室內全自動攀岩機277
11.2.1系統功能描述277
11.2.2攀岩機的工作原理278
11.2.3系統方案及電路設計279
11.2.4程式設計281
11.3餐廳服務機器人294
11.3.1系統功能描述294
11.3.2餐廳服務機器人的工作原理294
11.3.3系統方案及電路設計295
第12章單片機機械控制系統的設計方法301
12.1單片機控制系統構成的基本方法301
12.2典型的單片機產品及選用303
12.2.151系列單片機303
12.2.2PIC單片機305
12.2.3AVR單片機306
12.2.4單片機的選擇306
12.2.5單片機廠商307
12.3控制系統硬體的設計方法310
12.4單片機控制系統軟體的設計方法312
12.4.1程式語言的選擇312
12.4.2軟體設計313
12.4.3軟體抗干擾原理與方法313
12.5控制系統的調試方法314
12.5.1開發系統選擇314
12.5.2控制系統硬體的調試方法315
12.5.3控制系統軟體的調試方法317
參考文獻318
1.1控制系統概述1
1.2控制系統的分類3
1.2.1按控制的時間形式分類3
1.2.2按給定值特徵分類4
1.2.3按系統的變數分類5
1.2.4按系統的動態特性分類5
1.2.5按被控對象穩態輸出分類6
1.2.6按控制信息的方式分類6
1.2.7按控制系統套用分類7
1.3控制系統的基本要求9
1.4單片機技術控制系統9
1.4.1計算機控制技術概念9
1.4.2單片機的發展概況10
1.4.3單片機的分類10
1.4.4單片機的發展趨勢11
1.5單片機在典型機械控制上的套用12
第2章單片機控制的電子電路基礎15
2.1開關、電阻器、電容和電感15
2.1.1開關15
2.1.2電阻器18
2.1.3電容器21
2.1.4電感器24
2.2二極體及三極體25
2.2.1二極體25
2.2.2三極體31
2.3集成運算放大器38
2.3.1集成運算放大器的電路組成與符號38
2.3.2集成運算放大器的套用電路40
2.4數制和碼制43
2.4.1二進制43
2.4.2十六進制數44
2.5組合邏輯44
2.6時序邏輯47
2.6.1觸發器47
2.6.2觸發器的典型套用50
2.7元器件的封裝51
第3章單片機的硬體結構52
3.1單片機的基本組成52
3.2單片機的中央處理器53
3.3單片機的封裝形式與引腳介紹54
3.4單片機的並行連線埠55
3.4.1I/O接口的作用55
3.4.2並行I/O接口56
3.5單片機的存儲器59
3.6單片機的時鐘與時序63
3.7單片機的復位64
3.8單片機的標識65
3.9單片機控制系統的外圍部件66
3.9.1TIA/EIA—232（RS—232）驅動器和接收器66
3.9.2TIA/EIA—422&423線路驅動器和接收器68
3.9.3TIA/EIA—485線路驅動器、接收器、中繼器和收發器69
3.9.4I2C匯流排接口器件69
3.9.5SPI串列匯流排接口器件72
3.9.6CAN匯流排接口器件73
第4章單片機基礎C語言79
4.1C語言概述79
4.1.1C語言的特點79
4.1.2簡單C語言程式的構成79
4.1.3C語言用於單片機的優勢81
4.2標識符和關鍵字82
4.2.1標識符82
4.2.2關鍵字82
4.3數據類型83
4.3.1常量83
4.3.2變數85
4.4運算符和表達式87
4.4.1賦值運算符和表達式87
4.4.2類型轉換87
4.4.3複合的賦值運算符88
4.4.4算術運算符和表達式88
4.4.5關係運算符和表達式90
4.4.6邏輯運算符和表達式91
4.4.7位運算符和表達式92
第5章C51基本語句與函式講解96
5.1基本語句96
5.1.1表達式語句和複合語句96
5.1.2條件語句96
5.1.3循環語句97
5.2基礎函式100
5.2.1函式定義100
5.2.2函式的調用100
5.2.3中斷函式101
5.2.4函式的參數和返回值102
5.3數組與指針103
5.3.1數組103
5.3.2指針105
第6章單片機控制系統開發的常用工具108
6.1Proteus集成開發環境108
6.1.1Proteus的主要功能特點108
6.1.2Proteus軟體的界面與操作介紹108
6.1.3Proteus仿真設計快速入門110
6.2KeilC51集成開發環境117
6.2.1單片機最小系統117
6.2.2一個發光二極體的程式118
第7章單片機控制的輸入系統124
7.1並行輸入通道與信號處理124
7.1.1鍵盤的工作原理124
7.1.2獨立式按鍵125
7.1.3行列式鍵盤126
7.2串列輸入通道與信號處理129
7.3A/D輸入通道與信號處理130
7.3.1A/D轉換原理130
7.3.2A/D轉換器的主要技術指標132
7.3.3A/D轉換器與單片機的接口電路132
7.3.4A/D轉換程式設計134
7.4信號檢測和感測器134
7.4.1信號檢測135
7.4.2感測器137
7.5信號採樣及處理144
7.5.1信號的採樣144
7.5.2量化和量化誤差145
7.5.3採樣保持器146
第8章單片機控制的輸出系統148
8.1並行輸出通道及信號處理148
8.1.1並行輸出通道148
8.1.2I/O接口的擴展方法148
8.1.3LED顯示器接口150
8.1.4液晶顯示器LCD接口154
8.2串列輸出通道及信號處理155
8.2.1單片機串列接口通信155
8.2.2PC與單片機通信156
8.2.3單片機串列接口的擴展158
8.3D/A輸出通道及信號處理159
8.3.1D/A轉換器159
8.3.2D/A電路原理160
8.3.3D/A轉換晶片―DAC0832161
8.4PWM輸出通道及信號處理164
8.4.1PWM工作原理164
8.4.2PWM的套用165
8.5輸出系統的功率驅動部件和執行部件166
8.5.1功率電晶體166
8.5.2繼電器168
8.5.3電磁閥169
第9章單片機的控制方法170
9.1伺服控制與過程控制170
9.2性能指標171
9.3開關控制器172
9.4比例控制172
9.5積分控制175
9.6微分控制176
9.7PID控制177
9.7.1模擬PID控制器178
9.7.2數字PID控制器180
9.7.3PID控制器整定184
9.7.4採樣率186
9.7.5自整定187
9.8串級控制187
9.9PIP控制器188
9.10模糊邏輯控制器189
9.10.1模糊邏輯基本概念189
9.10.2模糊控制方法190
9.10.3模糊控制舉例194
第10章單片機對電機的控制203
10.1單片機控制直流電機203
10.1.1直流電動機的PWM調壓調速原理203
10.1.2直流電動機的不可逆PWM控制205
10.1.3直流電動機雙極性驅動可逆PWM控制207
10.1.4直流電動機單極性驅動可逆PWM控制209
10.1.5直流電機的驅動模組211
10.1.6大型電動機的直流電機控制212
10.1.7單片機控制無刷電機214
10.2單片機控制步進電機216
10.2.1步進電機分類217
10.2.2步進電機的結構217
10.2.3步進電動機的工作原理218
10.2.4步進電動機的工作方式219
10.2.5步進電動機的特性222
10.2.6步進電機驅動控制系統223
10.2.7步進電機單片機控制229
10.3單片機控制交流電動機232
10.3.1變頻調速原理232
10.3.2變頻器的作用236
10.3.3單片機控制變頻調速原理237
10.3.4單片機控制變頻調速系統240
10.3.5變頻器的選用和主要參數244
10.3.6變頻器的單片機控制247
10.4單片機控制伺服電動機255
10.4.1伺服電動機的結構特性255
10.4.2伺服電動機的控制258
10.4.3單片機控制工作原理261
10.4.4單片機控制伺服電機實例262
第11章單片機機械控制的典型套用265
11.1電噴汽車噴油嘴清洗機265
11.1.1系統功能描述及工作原理265
11.1.2系統方案及電路設計266
11.1.3程式設計269
11.2室內全自動攀岩機277
11.2.1系統功能描述277
11.2.2攀岩機的工作原理278
11.2.3系統方案及電路設計279
11.2.4程式設計281
11.3餐廳服務機器人294
11.3.1系統功能描述294
11.3.2餐廳服務機器人的工作原理294
11.3.3系統方案及電路設計295
第12章單片機機械控制系統的設計方法301
12.1單片機控制系統構成的基本方法301
12.2典型的單片機產品及選用303
12.2.151系列單片機303
12.2.2PIC單片機305
12.2.3AVR單片機306
12.2.4單片機的選擇306
12.2.5單片機廠商307
12.3控制系統硬體的設計方法310
12.4單片機控制系統軟體的設計方法312
12.4.1程式語言的選擇312
12.4.2軟體設計313
12.4.3軟體抗干擾原理與方法313
12.5控制系統的調試方法314
12.5.1開發系統選擇314
12.5.2控制系統硬體的調試方法315
12.5.3控制系統軟體的調試方法317
參考文獻318
