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——DAC0832 94
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