嵌入式控制系统应用设计PDF电子书下载

第1章 嵌入式控制系统的应用与组成 1

1.1自动控制的概念与应用 2

1.2计算机控制系统的组成 4

1.3应用单片机实现嵌入式控制 6

1.3.1 32位ARM单片机 7

1.3.2 32位DSP单片机 8

1.3.3 MSC-51系列8位单片机 9

1.3.4 AVR 8位单片机 10

第2章ATmegal6单片机的应用 12

2.1 CPU与片内存储器 13

2.1.1通过程序指令的运行实现CPU的功能 15

2.1.2片内存储器的应用 17

2.2引脚配置与通用I/O口 19

2.3 I/O口的复用功能 22

2.3.1片内AD转换器的工作方式设置 22

2.3.2定时／计数器T/C0的工作方式设置 24

2.3.3定时／计数器T/C1的工作方式设置 26

2.3.4 SPI串口的工作方式设置 29

2.3.5 USART串口的工作方式设置 31

2.4单片机基本系统与工作方式的设置 35

单元设计训练 39

第3章 显示器件的接口设计 40

3.1七段发光数码管接口设计 40

3.1.1共阴极LED数码管的动态显示并行接口电路 41

3.1.2共阳极LED数码管的动态显示并行接口电路 47

3.1.3共阴极数码管动态显示串行接口电路 48

3.1.4共阴极数码管静态显示并行接口电路 49

3.2七段数字显示液晶屏接口设计 51

3.2.1 3?位液晶屏的静态显示并行接口电路 53

3.2.2 3?位液晶屏的静态显示串行接口电路 54

3.3点阵液晶显示器接口设计 56

单元设计训练 72

第4章 按键与触摸屏的接口设计 73

4.1少量按键接口设计 73

4.2矩阵键盘接口设计 86

4.3触摸屏接口设计 97

4.3.1四线电阻式触摸屏的结构与工作原理 98

4.3.2四线电阻式触摸屏的触点位置检测方法 99

4.3.3四线电阻式触摸屏的接口电路 101

单元设计训练 105

第5章测量信号输入通道接口设计 106

5.1数字信号的输入接口 107

5.1.1电压转换与限幅电路 107

5.1.2脉冲整形电路 109

5.1.3输入信号通道的扩展 111

5.1.4单片机对输入脉冲信号的处理 111

5.2模拟信号的输入通道 116

5.2.1电阻-电压转换电路 116

5.2.2电压放大电路 117

5.2.3模拟信号输入通道的扩展 119

5.3 AD转换器的应用与接口设计 120

5.3.1 AD转换器的选择 121

5.3.2 ATmega16片内AD转换器的应用 122

5.3.3扩展并行数据接口的12位AD转换器 128

5.3.4扩展串行数据接口的12位AD转换器 132

5.3.5 RS-485通信接口电路 134

单元设计训练 136

第6章 控制信号输出通道接口设计 137

6.1直流用电器的开关控制 138

6.1.1功率晶体管与功率达林顿管驱动电路 138

6.1.2功率场效应管驱动电路 140

6.1.3绝缘栅双极晶体管与直流固态继电器 142

6.1.4单向可控硅 143

6.1.5 H桥电路控制直流电流的方向 144

6.2直流用电器的脉宽调制控制 147

6.2.1应用AVR单片机产生PWM输出 148

6.2.2应用专用电路芯片产生PWM输出 150

6.2.3 PWM输出的手动后援 151

6.3交流用电器的控制 152

6.3.1双向可控硅的移相触发电路 153

6.3.2双向可控硅的过零触发驱动电路 154

6.3.3交流固态继电器的接口电路 155

6.3.4继电器的接口电路 156

6.4 DA转换器输出模拟控制信号 158

6.4.1扩展并行数据接口的10位DA转换器 158

6.4.2扩展SPI串行数据接口的DA转换器 161

单元设计训练 163

第7章 采样数据的数字处理 165

7.1利用数字滤波减小随机误差 166

7.1.1限幅滤波 166

7.1.2算术平均值滤波 167

7.1.3数字低通滤波 171

7.2采样数据的标度变换 171

7.2.1线性标度变换 172

7.2.2非线性标度变换 172

7.3引入修正量校正系统误差 174

7.3.1线性系统误差的修正 174

7.2.2非线性系统误差的修正 175

7.4测量数据的打印 177

7.5使用USART进行数据通信 188

7.5.1 RS-232C的数据格式和信号传输标准 189

7.5.2 RS-232通信接口电路 191

7.5.3制定用户层通信协议与通信程序 193

单元设计训练 200

第8章 数字PID控制与模糊控制算法 201

8.1线性控制系统的数学分析 203

8.1.1拉普拉斯变换 203

8.1.2控制系统的传递函数 204

8.1.3线性系统的控制模式 209

8.2数字PID算法 212

8.2.1从模拟PID算法到数字PID算法 212

8.2.2数字PID算法的改进 213

8.3模糊控制算法 224

8.3.1确定模糊控制规则 224

8.3.2模糊数模型的建立 228

8.3.3模糊控制器的实现 230

单元设计训练 233

第9章 嵌入式控制系统的系统集成 235

9.1确定系统设计方案 236

9.1.1系统设计的大致步骤 236

9.1.2合理选择系统的硬件模块 238

9.1.3合理组合系统的软件模块 243

9.2自整定PID温度控制器 247

9.2.1控制对象与设计任务 247

9.2.2根据设计任务选择系统的电路模块 247

9.2.3组合各电路模块并画出系统电路原理图 249

9.2.4组合软件模块 251

9.3直流电机模糊调速器 258

9.3.1控制对象与设计任务 258

9.3.2根据设计任务选择系统的电路模块 258

9.3.3组合各电路模块并画出系统电路原理图 260

9.3.4组合软件模块 262

综合设计训练 270

参考文献 272