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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