单片机机械控制设计及典型应用

内容简介

本书从机械控制系统设计者的角度来写单片机的设计和应用，重点介绍了单片机的硬件、软件编程及开发、应用（简单应用、扩展应用、机械控制综合应用）以及单片机机械控制设计方法、设计实例等。内容包括单片机机械控制的原理，系统设计的电子电路，单片机的硬件结构和软件编程，单片机控制系统常用开发工具，控制系统输入输出通道、传感技术、驱动电路、控制方法以及对电机的控制，机械控制的典型应用系统，单片机控制系统的设计方法。本书内容深入浅出，实用性强，对应用单片机进行机械控制系统设计、研究和维护的广大读者有较大的参考价值。
　　本书适合从事单片机机械控制的研究人员和工程技术人员阅读，也可作为高校机械工程及自动化、机械电子工程等相关专业的教学参考书。

目录

第1章 单片机机械控制原理
1.1 控制系统概述
1.2 控制系统的分类
1.2.1 按控制的时间形式分类
1.2.2 按给定值特征分类
1.2.3 按系统的变量分类
1.2.4 按系统的动态特性分类
1.2.5 按被控对象稳态输出分类
1.2.6 按控制信息的方式分类
1.2.7 按控制系统应用分类
1.3 控制系统的基本要求
1.4 单片机技术控制系统
1.4.1 计算机控制技术概念
1.4.2 单片机的发展概况
1.4.3 单片机的分类
1.4.4 单片机的发展趋势
1.5 单片机在典型机械控制上的应用
第2章 单片机控制的电子电路基础
2.1 开关、电阻器、电容和电感
2.1.1 开关
2.1.2 电阻器
2.1.3 电容器
2.1.4 电感器
2.2 二极管及三极管
2.2.1 二极管
2.2.2 三极管
2.3 集成运算放大器
2.3.1 集成运算放大器的电路组成与符号
2.3.2 集成运算放大器的应用电路
2.4 数制和码制
2.4.1 二进制
2.4.2 十六进制数
2.5 组合逻辑
2.6 时序逻辑
2.6.1 触发器
2.6.2 触发器的典型应用
2.7 元器件的封装
第3章 单片机的硬件结构
3.1 单片机的基本组成
3.2 单片机的中央处理器
3.3 单片机的封装形式与引脚介绍
3.4 单片机的并行端口
3.4.1 I/O接口的作用
3.4.2 并行I/O接口
3.5 单片机的存储器
3.6 单片机的时钟与时序
3.7 单片机的复位
3.8 单片机的标识
3.9 单片机控制系统的外围部件
3.9.1 TIA/EIA-232（RS-232）驱动器和接收器
3.9.2 TIA/EIA-422 & 23线路驱动器和接收器
3.9.3 TIA/EIA-485线路驱动器、接收器、中继器和收发器
3.9.4 I2C总线接口器件
3.9.5 SPI串行总线接口器件
3.9.6 CAN总线接口器件
第4章 单片机基础C语言
4.1 C语言概述
4.1.1 C语言的特点
4.1.2 简单C语言程序的构成
4.1.3 C语言用于单片机的优势
4.2 标识符和关键字
4.2.1 标识符
4.2.2 关键字
4.3 数据类型
4.3.1 常量
4.3.2 变量
4.4 运算符和表达式
4.4.1 赋值运算符和表达式
4.4.2 类型转换
4.4.3 复合的赋值运算符
4.4.4 算术运算符和表达式
4.4.5 关系运算符和表达式
4.4.6 逻辑运算符和表达式
4.4.7 位运算符和表达式
第5章 C51基本语句与函数讲解
5.1 基本语句
5.1.1 表达式语句和复合语句
5.1.2 条件语句
5.1.3 循环语句
5.2 基础函数
5.2.1 函数定义
5.2.2 函数的调用
5.2.3 中断函数
5.2.4 函数的参数和返回值
5.3 数组与指针
5.3.1 数组
5.3.2 指针
第6章 单片机控制系统开发的常用工具
6.1 Proteus集成开发环境
6.1.1 Proteus的主要功能特点
6.1.2 Proteus软件的界面与操作介绍
6.1.3 Proteus仿真设计快速入门
6.2 Keil C51集成开发环境
6.2.1 单片机系统
6.2.2 一个发光二极管的程序
第7章 单片机控制的输入系统
7.1 并行输入通道与信号处理
7.1.1 键盘的工作原理
7.1.2 独立式按键
7.1.3 行列式键盘
7.2 串行输入通道与信号处理
7.3 A/D输入通道与信号处理
7.3.1 A/D转换原理
7.3.2 A/D转换器的主要技术指标
7.3.3 A/D转换器与单片机的接口电路
7.3.4 A/D转换程序设计
7.4 信号检测和传感器
7.4.1 信号检测
7.4.2 传感器
7.5 信号采样及处理
7.5.1 信号的采样
7.5.2 量化和量化误差
7.5.3 采样保持器
第8章 单片机控制的输出系统
8.1 并行输出通

摘要与插图

目前计算机控制系统得到了普及应用，单片机是目前控制系统采用的器件和芯片。大量的控制系统任务较专业化，并且执行的是直接数字控制任务，基本采用单片机。单片机机械控制也发展为一个重要领域，它提高了机械设备的自动化程度，提升了机械设备工艺实践的效率，同时也大幅度提高了产品和成果的品质。
　　全书共分12章，主要包括：机械控制的基本概念和原理；系统设计的电子电路基础；单片机的硬件结构原理与C语言开发；单片机控制系统的常用开发工具，介绍了Proteus和Keil
C51集成开发环境；单片机控制系统的输入系统及传感器技术、输出系统及功率驱动电路；单片机机械控制的方法；单片机对电机的控制，电机是工业控制等领域把电信号转换为动力的主要装置；单片机机械控制的典型应用；单片机的选型、控制系统设计方法和开发流程。本书从单片机控制的实际情况出发，内容全面，由基本概念到系统结构，从局部原理到整体实例，突出科学性和系统性，实用性强，系统和详尽，原理介绍深入浅出，图文并茂，难易适度，便于自学和实践。
　　本书适合从事单片机机械控制的研究人员和工程技术人员阅读，也可作为高校机械工程及自动化、机械电子工程等相关专业参考书。
　　本书由陈继文、杨红娟、于复生等编著，参与编写工作的还有沈孝芹、张涵、逄波、刘辉、许向荣、李彦凤、姜洪奎、张蔚波等。陈继文负责统稿，全书由山东建筑大学董明晓教授、宋现春教授主审。李帅帅、梁林杰、王利伟、王海龙、刘鹏翔、刘文浩、王永政、刘涛等协助整理了部分素材，山东建筑大学机电工程学院及机电教研室给予了大力支持，在此一并表示感谢。
　　由于编者水平有限，加之时间仓促，书中不足之处在所难免，恳请批评指正。
　　编著者