自动化系统设计与能力创新案例教程PDF电子书下载

案例1基于51单片机的出租车计价器 1

1.1出租车计价器功能描述 1

1.2出租车计价器的系统方案设计和硬件电路设计 2

1.2.1单片机最小系统设计 2

1.2.2里程检测电路 3

1.2.3显示驱动与键盘控制模块（CH451）设计 4

1.2.4时钟电路 11

1.2.5数据存储电路 15

1.2.6语音提示电路 17

1.2.7打印机驱动电路 20

1.2.8串口通信电路 26

1.2.9系统硬件电路原理图 26

1.3计价器固件程序设计 28

1.3.1程序设计思路和程序结构 28

1.3.2各模块程序设计 29

1.3.3程序调试 44

1.4计价器系统模拟仿真 46

1.4.1硬件电路图的绘制 46

1.4.2系统仿真运行 46

1.5整机制作与调试 49

1.6结论 50

参考文献 50

案例2基于nRE24E1的无线数字乒乓球拍 51

2.1无线数字乒乓球拍功能描述 51

2.2数字乒乓球拍硬件设计 51

2.2.1三轴加速度传感器MMA7331 L 52

2.2.2角速度检测陀螺仪ADXR300 54

2.2.3 nRF24E1 56

2.2.4数字乒乓球拍电路原理图 60

2.2.5电源电路设计 62

2.2.6数据采集器电路设计 63

2.3无线数字乒乓球拍单片机固件设计 64

2.3.1对nRF24E1中A/D单元的配置及应用 64

2.3.2对nRF24E1中RF的配置及应用 66

2.3.3串口的配置 70

2.3.4通信协议设计 70

2.3.5程序流程图 71

2.4无线数字乒乓球拍单片机程序 72

2.4.1下位机工程所包含的文件 72

2.4.2数字球拍（下位机）单片机固件程序清单 72

2.4.3上位机工程所包含的文件 79

2.4.4数据采集器（上位机）单片机固件程序清单 79

2.5无线数字乒乓球拍单片机固件调试 86

2.5.1单片机程序开发环境 86

2.5.2程序烧写 87

2.5.3利用串口助手软件调试通信协议 87

2.6上位机软件设计 87

2.7分析与改进 88

参考文献 89

案例3基于AVR单片机的云台控制解码器 90

3.1云台控制解码器功能描述 90

3.2云台控制解码器硬件设计 90

3.2.1 AVR单片机最小系统 91

3.2.2拨码开关设置模块 93

3.2.3高速光耦和RS-485通信模块 94

3.2.4光耦电路模块 95

3.2.5电机驱动模块 96

3.2.6译码器电路 97

3.2.7镜头驱动电路 98

3.2.8雨刷控制模块设计 99

3.2.9电源电路设计 102

3.3系统软件设计 103

3.3.1概述 103

3.3.2 RS-485标准 103

3.3.3云台协议 104

3.3.4开发工具和编程环境介绍 107

3.3.5软件程序设计 109

3.4抗干扰设计 120

3.5系统调试与结果 121

参考文献 124

案例4基于ATmega64的多量程温度/电压记录仪 125

4.1多量程温度/电压记录仪功能概述 125

4.2系统硬件设计 126

4.2.1 ATmega64单片机 126

4.2.2模拟量信号采集模块 130

4.2.3电源模块设计 132

4.2.4通信模块设计 135

4.2.5人机接口电路设计 137

4.2.6实时时钟模块设计 138

4.2.7数据存储模块设计 138

4.3固件设计 139

4.3.1单片机及外围模块初始化 139

4.3.2人机接口程序设计 147

4.3.3定时采样及秒标志闪烁子程序 157

4.3.4信号处理子程序 161

4.3.5存储器操作程序 167

4.3.6通信程序设计 172

4.4系统调试 176

4.4.1电压测量信号校准 176

4.4.2温度测量精度测试 178

4.5上位机软件设计 178

参考文献 179

案例5基于TMS320F2812 DSP的数字式逆变电源 180

5.1数字式逆变电源功能描述 180

5.2单相电压型逆变电路 181

5.2.1逆变电路工作原理 181

5.2.2 SPWM控制原理及其应用 181

5.2.3绝缘栅双极晶体管IGBT 182

5.2.4硬件驱动电路设计 183

5.2.5光耦隔离、过流保护系统设计 186

5.3 DSP控制器设计 187

5.3.1控制模块设计 187

5.3.2 TMS320F2812系统 188

5.3.3显示、按键功能设计 189

5.4 SPWM波形的实现算法 192

5.4.1 HPWM控制方式 192

5.4.2改进的SPWM波生成 193

5.4.3关于输出波形对称性的分析 194

5.4.4关于输出波形死区补偿的讨论 195

5.5软件设计及实验结果 195

5.5.1程序实现功能 195

5.5.2主程序框架设计 195

5.5.3状态迁移键盘设计 196

5.5.4定时中断程序流程 199

5.5.5调试结果 200

5.6完整程序清单 201

参考文献 220

案例6基于ARM7的仿真电能表综合检定系统 222

6.1仿真电能表综合检定系统功能描述 222

6.2仿真电能表硬件设计 222

6.2.1核心板设计 223

6.2.2三相电能表底板设计 228

6.2.3单相电能表底板设计 235

6.2.4接线检测装置底板设计 237

6.2.5 ZigBee无线通信系列模块设计 238

6.3软件功能设计 241

6.3.1下位机软件功能设计 241

6.3.2上位机校验软件设计 257

6.4系统调试与结果 260

参考文献 262

案例7基于PLC的四轴数控加工中心控制系统设计 263

7.1数控加工中心的功能描述 263

7.1.1总体结构概述 263

7.1.2主要技术参数 266

7.2交流变频调速系统 266

7.2.1主要元器件选型 266

7.2.2转向控制原理 270

7.2.3变频调速控制原理 271

7.3步进电机控制系统 274

7.3.1主要元器件选型 274

7.3.2步进电机单轴定位控制 280

7.3.3步进电动机两轴联动控制 282

7.4交流伺服电机控制系统 284

7.4.1主要元器件选型 284

7.4.2交流伺服电机定位控制 287

7.5综合控制实验 289

7.5.1硬件部分设计 289

7.5.2软件部分设计 289

7.5.3综合实验 293

参考文献 295