第1章 现代控制与驱动技术的发展 1
1.1 光机电一体化相关技术 1
目录 1
1.2 现代控制信息处理器的发展 2
1.2.1 单片机的发展 2
1.2.2 DSP的发展 3
1.2.3 PLC的发展 5
1.3 现代驱动器的发展 5
2.1 Cygnal C8051F02x系列单片机引脚功能及特点 7
第2章 Cygnal C8051F02x系列单片机 7
2.2 C8051F02x系列单片机的内核 13
2.2.1 CIP-51TMCPU 13
2.2.2 片内存储器 13
2.3 C8051F02x系列单片机的中断系统 15
2.3.1 MCU中断源和中断向量 16
2.3.2 外部中断 16
2.3.3 中断优先权 16
2.3.5 中断寄存器说明 17
2.3.4 中断响应时间 17
2.4 C8051F02x系列单片机的定时器／计数器 23
2.4.1 定时器2 24
2.4.2 定时器3 27
2.4.3 定时器4 28
2.5 C8051F02x系列单片机的可编程输入／输出端口和交叉开关 30
2.5.1 交叉开关 31
2.5.2 配置端口引脚的输出方式 34
2.5.3 配置端口引脚为数字输入 34
2.5.4 弱上拉 34
2.5.5 配置端口1的引脚为模拟输入 34
2.5.6 外部存储器接口引脚分配 35
2.5.7 交叉开关引脚分配示例 35
2.6 C8051F02x系列单片机的PCA阵列 36
2.6.1 PCA定时器／计数器 36
2.6.2 捕捉／比较模块 38
2.7.1 UART0 41
2.7 C8051F02x系列单片机的UART串行接口 41
2.7.2 UART1 44
2.8 C8051F02x系列单片机的A/D转换器 46
2.8.1 ADC0组成及其相应的特殊功能寄存器 46
2.8.2 ADC0的工作方式 50
2.8.3 ADC0的可编程窗口检测器 50
第3章 TMS320LF240x DSP控制器 52
3.1 TMS320LF240x DSP概述 52
3.1.1 TMS320LF240x DSP的特点 52
3.1.2 TMS320LF240x DSP的引脚功能 52
3.1.3 TMS320LF240x DSP的总体结构 52
3.2 TMS320LF240x DSP内部资源 59
3.2.1 CPU内部功能模块 59
3.2.2 存储器结构及I/O空间 60
3.2.3 系统配置 63
3.2.4 中断系统 64
3.3.1 寻址方式 73
3.3 TMS320LF240x DSP寻址方式和指令系统 73
3.3.2 程序控制 75
3.3.3 指令集 77
3.4 TMS320LF240x DSP数字I/O模块 77
3.4.1 数字I/O端口概述 77
3.4.2 I/O端口应用 78
3.5.1 事件管理器模块概述 80
3.5.2 事件管理器模块结构 80
3.5 TMS320LF240x DSP事件管理器EV及PWM 80
3.5.3 定时器 82
3.5.4 PWM波形生成方法 82
第4章 SIMATIC S7-200系列PLC 83
4.1 PLC概述 83
4.1.1 PLC特点 83
4.1.2 PLC分类 84
4.1.3 PLC应用领域 85
4.1.4 PLC发展趋势 86
4.2.1 PLC的基本组成 87
4.2.2 PLC的工作原理 87
4.2 PLC基本组成与工作原理 87
4.2.3 PLC的编程语言 89
4.3 SIMATICS7-200系列PLC性能简介 91
4.3.1 S7-200 CPU 91
4.3.2 扩展模块 92
4.3.3 电源计算 95
4.3.4 最大I/O配置 95
4.3.6 S7-200编程软件STEP7-Micro/WIN32 97
4.3.5 数据保持 97
4.4 S7-200系列PLC数据存取方式及基本指令 98
4.4.1 S7-200系列PLC的存储器数据类型与寻址方式 98
4.4.2 S7-200系列PLC的位逻辑指令 103
4.4.3 S7-200系列PLC的传送指令与比较指令 107
4.4.4 S7-200系列PLC的定时器与计数器指令 109
4.5 S7-200系列PLC的功能指令 113
4.5.1 PLC的程序结构和程序控制指令 113
4.5.2 中断程序与中断指令 116
4.5.3 高速计数器 120
4.5.4 高速脉冲输出 124
4.6 在模拟量闭环控制中的应用 130
4.6.1 PID功能指令 130
4.6.2 回路数据的转换和标准化 130
4.6.3 PID指令编程举例 131
4.7 S7-200系列PLC的自由口通信 132
4.7.1 自由模式设置 132
4.7.2 发送指令XMT及其编程举例 132
4.7.3 接收指令RCV及其编程举例 135
第5章 常规驱动器及其控制 139
5.1 步进电机及其控制 139
5.1.1 步进电机的基本结构与工作原理 139
5.1.2 步进电机的基本特性 142
5.1.3 步进电机的驱动 143
5.1.4 步进电机的控制 147
5.1.5 步进电机的选择 148
5.2.1 直流电机工作原理 149
5.2.2 直流电机按励磁方式分类 149
5.2 直流电机及其控制 149
5.2.3 直流电机的机械特性和工作特性 150
5.2.4 直流电机的启动特性 155
5.2.5 直流电机调速 155
5.2.6 直流电机的制动特性 158
5.2.7 直流电机换向 159
5.3 交流电机及其控制 160
5.3.1 三相异步电机的机械特性及调速方式 160
5.3.2 变极调速 161
5.3.3 调压调速 163
5.3.4 变频调速 164
5.4 液压、气动阀及其控制 165
5.4.1 液压阀的分类 165
5.4.2 方向控制阀 166
5.4.3 压力控制阀 168
5.4.4 流量控制阀 171
5.4.5 比例阀 172
5.4.6 液压基本控制回路 172
6.1.1 SMA材料特性 175
第6章 特殊型驱动器 175
6.1 形状记忆合金驱动器 175
6.1.2 SMA动作特性 176
6.1.3 SMA元件设计方法 177
6.1.4 SMA驱动方式 178
6.1.5 SMA驱动器控制方法 179
6.2 磁致伸缩驱动器 179
6.2.1 磁致伸缩现象 179
6.2.2 磁致伸缩材料的发展 179
6.2.3 磁致伸缩驱动器设计 180
6.3 超声波驱动器 181
6.3.1 超声波马达的发展 181
6.3.2 超声波马达的驱动原理 183
6.3.3 超声波马达的构成材料 184
6.3.4 超声波马达的特点 186
6.3.5 超声波马达的应用 187
6.4 其他特殊型驱动器 188
参考文献 189