目 錄
第一部分 概 述
第1章 全書(shū)概覽 2
1.1 寫(xiě)作理念 3
1.2 內(nèi)容結(jié)構(gòu) 3
1.3 讀者范圍 3
1.4 本書(shū)的使用方法 4
1.5 總結(jié) 4
參考文獻(xiàn) 4
第二部分 軟 件
第2章 微控制器 6
2.1 引言 6
2.2 什么是“微”設(shè)備 6
2.3 微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器等 6
2.4 微控制器架構(gòu) 7
2.5 中央處理單元 8
2.5.1 在數(shù)字域中表示數(shù)字 9
2.5.2 算術(shù)邏輯單元 9
2.6 數(shù)據(jù)總線和地址總線 10
2.7 內(nèi)存 10
2.8 子系統(tǒng)和外設(shè) 11
2.9 馮·諾依曼架構(gòu) 12
2.10 哈佛架構(gòu) 14
2.11 實(shí)例 15
2.11.1 Freescale MC9S12C32微控制器 15
2.11.2 Microchip PIC12F609微控制器 17
2.12 獲取更多信息 19
2.13 習(xí)題 19
第3章 微控制器的數(shù)學(xué)和數(shù)字操作 21
3.1 引言 21
3.2 基數(shù)和計(jì)數(shù) 21
3.3 表示負(fù)數(shù) 24
3.4 數(shù)據(jù)類(lèi)型 25
3.5 常見(jiàn)數(shù)據(jù)類(lèi)型的大小 26
3.6 固定長(zhǎng)度變量的計(jì)算方法 26
3.7 模運(yùn)算 27
3.8 數(shù)學(xué)快捷鍵 28
3.9 布爾代數(shù) 28
3.10 操作單個(gè)字節(jié) 29
3.11 測(cè)試單個(gè)位 30
3.12 習(xí)題 31
第4章 編程語(yǔ)言 33
4.1 引言 33
4.2 機(jī)器語(yǔ)言 34
4.3 匯編語(yǔ)言 34
4.4 高級(jí)語(yǔ)言 35
4.5 解釋器 35
4.6 編譯器 36
4.7 混合編譯/解釋器 37
4.8 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE) 39
4.9 選擇一種編程語(yǔ)言 39
4.10 習(xí)題 40
參考文獻(xiàn) 40
第5章 嵌入式系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu) 41
5.1 背景 41
5.2 事件驅(qū)動(dòng)編程 41
5.3 事件檢測(cè)器 42
5.4 服務(wù) 44
5.5 事件驅(qū)動(dòng)程序的建立 45
5.6 示例 46
5.7 事件驅(qū)動(dòng)編程綜述 47
5.8 狀態(tài)機(jī) 48
5.9 軟件狀態(tài)機(jī) 49
5.10 蟑螂示例的狀態(tài)機(jī) 51
5.11 習(xí)題 52
參考文獻(xiàn) 53
第6章 軟件設(shè)計(jì) 54
6.1 引言 54
6.2 軟件設(shè)計(jì)與房屋建造 54
6.3 軟件設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介 55
6.3.1 分解 55
6.3.2 抽象、信息隱藏 55
6.3.3 偽代碼 56
6.4 軟件設(shè)計(jì)流程 57
6.4.1 需求分析 58
6.4.2 定義程序結(jié)構(gòu) 58
6.4.3 性能規(guī)范 59
6.4.4 接口規(guī)范 59
6.4.5 詳細(xì)設(shè)計(jì) 59
6.4.6 實(shí)現(xiàn) 59
6.4.7 單元測(cè)試 61
6.4.8 集成 61
6.5 示例 61
6.5.1 莫爾斯碼接收機(jī)的需求分析 62
6.5.2 莫爾斯碼接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu) 62
6.5.3 莫爾斯碼接收機(jī)的軟件架構(gòu) 63
6.5.4 莫爾斯碼接收機(jī)的性能規(guī)范 65
6.5.5 莫爾斯碼接收機(jī)的接口規(guī)范 65
6.5.6 莫爾斯碼接收機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 67
6.5.7 莫爾斯碼接收機(jī)的實(shí)現(xiàn) 76
6.5.8 莫爾斯碼接收機(jī)的單元測(cè)試 76
6.5.9 莫爾斯碼接收機(jī)的集成 77
6.6 習(xí)題 78
參考文獻(xiàn) 78
第7章 處理器間通信 79
7.1 引言 79
7.2 沒(méi)有媒質(zhì)就沒(méi)有消息 79
7.3 位并行和位串行通信 80
7.3.1 位串行通信 81
7.3.2 位并行通信 88
7.4 信號(hào)電平 89
7.4.1 TTL/CMOS電平 89
7.4.2 RS-232 89
7.4.3 RS-485 90
7.5 帶限信道上的通信 91
7.5.1 有限的帶寬和調(diào)制解調(diào)器 91
7.6 紅外光通信 93
7.7 無(wú)線電通信 94
7.7.1 RF遙控器 95
7.7.2 RF數(shù)據(jù)鏈路 95
7.7.3 RF網(wǎng)絡(luò) 95
7.8 習(xí)題 95
參考文獻(xiàn) 96
擴(kuò)展閱讀 96
第8章 微控制器外設(shè) 97
8.1 訪問(wèn)控制寄存器 97
8.2 并行輸入/輸出子系統(tǒng) 97
8.2.1 數(shù)據(jù)方向存儲(chǔ)器 98
8.2.2 輸入/輸出寄存器 98
8.2.3 共享功能引腳 99
8.3 定時(shí)器子系統(tǒng) 99
8.3.1 定時(shí)器基礎(chǔ) 100
8.3.2 定時(shí)器溢出 100
8.3.3 輸出比較 101
8.3.4 輸入捕獲 102
8.3.5 基于輸入捕獲和輸出比較的發(fā)動(dòng)機(jī)控制 103
8.4 脈沖寬度調(diào)制(PWM) 104
8.5 PWM使用輸出比較系統(tǒng) 105
8.6 模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng) 106
8.6.1 A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程 106
8.6.2 A/D轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘 107
8.6.3 自動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換處理 107
8.7 中斷 107
8.8 習(xí)題 108
參考文獻(xiàn) 108
第三部分 電 子 學(xué)
第9章 基本電路分析及無(wú)源元件 110
9.1 電壓、電流和功率 110
9.2 電路和地 111
9.3 相關(guān)定律 112
9.4 電阻 113
9.4.1 串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻 114
9.4.2 分壓器 115
9.5 戴維南等效電路 115
9.6 電容 116
9.6.1 串聯(lián)電容和并聯(lián)電容 117
9.6.2 電容和時(shí)變信號(hào) 118
9.7 電感 119
9.7.1 電感和時(shí)變信號(hào) 120
9.8 時(shí)域法和頻域法 120
9.9 包含多種元件的電路分析 121
9.9.1 基本RC電路結(jié)構(gòu) 121
9.9.2 低通RC濾波器的時(shí)域特性 121
9.9.3 高通RC濾波器的時(shí)域特性 123
9.9.4 RL電路的時(shí)域特性 124
9.9.5 低通RC濾波器的頻域特性 125
9.9.6 高通RC濾波器的頻域特性 126
9.9.7 直流偏壓的高通RC濾波器 127
9.10 仿真工具 128
9.10.1 仿真工具的局限性 128
9.11 實(shí)際電壓源 128
9.12 實(shí)際測(cè)量 129
9.12.1 電壓測(cè)量 129
9.12.2 電流測(cè)量 130
9.13 實(shí)際電阻 130
9.13.1 實(shí)際電阻模型 130
9.13.2 電阻構(gòu)造基礎(chǔ) 130
9.13.3 碳膜電阻 131
9.13.4 金屬膜電阻 132
9.13.5 電阻的功耗 132
9.13.6 電位器 133
9.13.7 電阻的選擇 134
9.14 實(shí)際電容 134
9.14.1 實(shí)際電容模型 135
9.14.2 電容構(gòu)造基礎(chǔ) 135
9.14.3 極性和非極性電容 136
9.14.4 陶瓷圓盤(pán)電容 136
9.14.5 多層陶瓷電容(獨(dú)石電容) 136
9.14.6 鋁電解電容 136
9.14.7 鉭電容 137
9.14.8 薄膜電容 137
9.14.9 雙電層電容/超級(jí)電容 138
9.14.10 電容標(biāo)識(shí) 138
9.14.11 電容的選擇 140
9.15 習(xí)題 140
擴(kuò)展閱讀 142
第10章 半導(dǎo)體 143
10.1 摻雜、空穴和電子 143
10.2 二極管 144
10.2.1 二極管的V-I特性 144
10.2.2 Vf的大小 145
10.2.3 反向恢復(fù) 145
10.2.4 肖特基二極管 145
10.2.5 齊納二極管 146
10.2.6 發(fā)光二極管 147
10.2.7 光電二極管 147
10.3 雙極結(jié)型晶體管(BJT) 148
10.3.1 復(fù)合晶體管對(duì)(達(dá)林頓對(duì)) 151
10.3.2 光電晶體管 152
10.4 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET) 152
10.5 如何選擇BJT和MOSFET 155
10.5.1 何時(shí)BJT是最好(唯一)的選擇 155
10.5.2 何時(shí)MOSFET是最好(唯一)的選擇 155
10.5.3 當(dāng)MOSFET和BJT均可行時(shí)如何選擇 156
10.6 多晶體管電路 156
10.7 查閱晶體管數(shù)據(jù)表 157
10.7.1 查閱BJT數(shù)據(jù)表 157
10.7.2 查閱MOSFET數(shù)據(jù)表 159
10.7.3 應(yīng)用實(shí)例 160
10.7.4 各種晶體管電路 161
10.8 習(xí)題 162
擴(kuò)展閱讀 166
第11章 運(yùn)算放大器 167
11.1 運(yùn)算放大器的特征 167
11.2 負(fù)反饋 167
11.3 理想運(yùn)算放大器 168
11.4 分析運(yùn)算放大器電路 168
11.4.1 黃金準(zhǔn)則 168
11.4.2 同相運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu) 168
11.4.3 反相運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu) 169
11.4.4 單位增益緩沖器 171
11.4.5 差分放大器結(jié)構(gòu) 172
11.4.6 求和器結(jié)構(gòu) 173
11.4.7 跨阻放大器結(jié)構(gòu) 174
11.4.8 運(yùn)算放大器上的計(jì)算 174
11.5 比較器 175
11.5.1 比較器電路 176
11.6 習(xí)題 178
擴(kuò)展閱讀 179
第12章 實(shí)際運(yùn)算放大器與比較器 180
12.1 實(shí)際運(yùn)算放大器的特性——理想假設(shè)的失效 180
12.1.1 非無(wú)窮大增益 180
12.1.2 開(kāi)環(huán)增益隨頻率的變化 181
12.1.3 輸入電流不為零 181
12.1.4 輸出電壓源的非理想特性 182
12.1.5 其他非理想特性 183
12.2 查閱運(yùn)算放大器數(shù)據(jù)表 185
12.2.1 最大值、最小值和典型值 185
12.2.2 數(shù)據(jù)表首頁(yè) 185
12.2.3 絕對(duì)最大定額 186
12.2.4 電氣特性 187
12.2.5 封裝 189
12.2.6 典型應(yīng)用 189
12.3 比較器數(shù)據(jù)表的讀取 189
12.3.1 比較器封裝 190
12.4 運(yùn)算放大器的對(duì)比 190
12.5 習(xí)題 192
擴(kuò)展閱讀 193
第13章 傳感器 194
13.1 引言 194
13.2 傳感器輸出和微控制器輸入 194
13.3 傳感器設(shè)計(jì) 195
13.3.1 用熱敏電阻測(cè)量溫度 195
13.3.2 測(cè)量加速度 195
13.3.3 傳感器性能術(shù)語(yǔ)定義 196
13.4 基本傳感器與接口電路 202
13.4.1 開(kāi)關(guān)傳感器 202
13.4.2 開(kāi)關(guān)接口 203
13.4.3 電阻式傳感器 205
13.4.4 電阻式傳感器接口 205
13.4.5 電容式傳感器 208
13.4.6 電容式傳感器接口 208
13.5 傳感器縱覽 209
13.5.1 光敏元件 209
13.5.2 應(yīng)變傳感器 215
13.5.3 溫度傳感器 218
13.5.4 磁場(chǎng)傳感器 222
13.5.5 接近傳感器 224
13.5.6 位置傳感器 225
13.5.7 加速度傳感器 231
13.5.8 壓力傳感器 232
13.5.9 壓強(qiáng)傳感器 233
13.6 習(xí)題 235
參考文獻(xiàn) 237
擴(kuò)展閱讀 237
第14章 信號(hào)調(diào)理 238
14.1 信號(hào)調(diào)理的基本操作 238
14.2 去除偏置 238
14.2.1 放大值與偏置的相對(duì)值 239
14.2.2 交流耦合的偏置去除 240
14.3 放大 241
14.3.1 直流耦合多級(jí)放大 241
14.3.2 交流耦合多級(jí)放大 242
14.4 濾波 242
14.4.1 濾波器相關(guān)的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ) 242
14.4.2 噪聲 243
14.4.3 無(wú)源濾波器 244
14.5 其他信號(hào)調(diào)理技術(shù) 245
14.5.1 儀表放大器 245
14.5.2 峰值檢測(cè) 246
14.6 實(shí)例分析 247
14.6.1 幅度信息提取 247
14.6.2 定時(shí)信息提取 248
14.7 習(xí)題 250
擴(kuò)展閱讀 250
第15章 有源數(shù)字濾波器 251
15.1 有源濾波器 251
15.1.1 相位延遲 251
15.1.2 濾波器響應(yīng)特性 252
15.1.3 有源濾波器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 252
15.2 數(shù)字技術(shù) 256
15.2.1 數(shù)字濾波 256
15.2.2 數(shù)字信號(hào)處理 258
15.2.3 同步采樣 259
15.3 習(xí)題 259
參考文獻(xiàn) 260
擴(kuò)展閱讀 260
第16章 數(shù)字輸入/輸出 261
16.1 引言 261
16.2 邏輯狀態(tài)表示 261
16.3 數(shù)字器件的理想特性 261
16.4 數(shù)字器件的實(shí)際特性 262
16.5 查閱數(shù)據(jù)表 263
16.6 數(shù)字輸入 263
16.6.1 輸入電壓要求 264
16.6.2 輸入電流要求 266
16.6.3 上拉電阻和下拉電阻 266
16.6.4 數(shù)字輸入時(shí)序 268
16.7 數(shù)字輸出 270
16.7.1 數(shù)字輸出電壓和電流 270
16.7.2 數(shù)字輸出的時(shí)序特性 271
16.8 輸入、輸出匹配 272
16.8.1 匹配特性評(píng)價(jià) 272
16.8.2 懸空和不確定輸入端的上拉和下拉 273
16.8.3 不兼容器件 276
16.9 習(xí)題 279
第17章 數(shù)字輸出和電路驅(qū)動(dòng) 282
17.1 圖騰柱輸出 282
17.1.1 圖騰柱輸出特性 283
17.2 集電極開(kāi)路/漏極開(kāi)路輸出 284
17.2.1 集電極開(kāi)路/漏極開(kāi)路輸出特性 285
17.3 三態(tài)輸出 286
17.3.1 三態(tài)輸出特性 286
17.4 低端驅(qū)動(dòng)器 287
17.4.1 低端驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)表 288
17.5 高端驅(qū)動(dòng)器 288
17.5.1 高端驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)表 289
17.6 半橋和全橋 289
17.6.1 擊穿電流和死區(qū)時(shí)間 290
17.6.2 H橋數(shù)據(jù)表 290
17.7 溫升問(wèn)題 291
17.8 習(xí)題 293
擴(kuò)展閱讀 293
第18章 數(shù)字邏輯和集成電路 294
18.1 基本組合邏輯 294
18.1.1 真值表 295
18.1.2 用組合邏輯描述微控制器子系統(tǒng) 295
18.2 組合邏輯功能實(shí)現(xiàn) 295
18.2.1 數(shù)字比較器 296
18.2.2 數(shù)字多路復(fù)用器 296
18.2.3 解碼器 297
18.3 時(shí)序邏輯 297
18.4 時(shí)序邏輯功能實(shí)現(xiàn) 298
18.4.1 D觸發(fā)器 298
18.4.2 J-K觸發(fā)器 298
18.4.3 計(jì)數(shù)器 298
18.4.4 移位寄存器 300
18.5 邏輯系列 300
18.6 基于邏輯器件的微控制器功能擴(kuò)展 301
18.6.1 基于多路復(fù)用器的輸入功能擴(kuò)展 301
18.6.2 基于解碼器的輸出功能擴(kuò)展 302
18.6.3 基于移位寄存器的輸入功能擴(kuò)展 302
18.6.4 基于移位寄存器的輸出功能擴(kuò)展 304
18.6.5 使用SPI子系統(tǒng)與移位寄存器 305
18.7 555定時(shí)器 305
18.7.1 555定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 305
18.7.2 非穩(wěn)態(tài)操作 306
18.7.3 單穩(wěn)態(tài)操作 306
18.7.4 其他用途的555定時(shí)器 307
18.8 習(xí)題 307
參考文獻(xiàn) 308
第19章 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器 309
19.1 數(shù)字域和模擬域的接口 309
19.2 連續(xù)信號(hào)的數(shù)字化 310
19.3 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的性能 311
19.3.1 理想A/D轉(zhuǎn)換器的性能 313
19.3.2 A/D轉(zhuǎn)換器的誤差 314
19.3.3 理想D/A轉(zhuǎn)換器的性能 315
19.3.4 D/A轉(zhuǎn)換器的誤差 316
19.4 D/A轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì) 317
19.4.1 基于脈沖寬度調(diào)制生成模擬電壓 317
19.4.2 基于求和放大器的D/A轉(zhuǎn)換器 317
19.4.3 串行D/A轉(zhuǎn)換器 319
19.4.4 R-2R階梯D/A轉(zhuǎn)換器 320
19.5 A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì) 321
19.5.1 單斜率A/D轉(zhuǎn)換器和雙斜率A/D轉(zhuǎn)換器 322
19.5.2 并行比較A/D轉(zhuǎn)換器 323
19.5.3 串并行比較A/D轉(zhuǎn)換器 324
19.5.4 逐次逼近寄存器A/D轉(zhuǎn)換器 325
19.5.5 Σ-Δ A/D轉(zhuǎn)換器 326
19.6 習(xí)題 327
擴(kuò)展閱讀 328
第20章 穩(wěn)壓器、電源和電池 329
20.1 引言 329
20.2 功率需求與電源 329
20.3 穩(wěn)壓器 329
20.3.1 穩(wěn)壓器的相關(guān)指標(biāo)與定義 330
20.3.2 線性穩(wěn)壓器 332
20.3.3 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器 338
20.4 電源 343
20.4.1 線性電源 343
20.4.2 開(kāi)關(guān)電源 345
20.5 電池和電化學(xué)單電池 347
20.5.1 電池性能和特性 349
20.5.2 原電池 351
20.5.3 二次電池 352
20.5.4 電池的安全和環(huán)境問(wèn)題 356
20.6 習(xí)題 357
擴(kuò)展閱讀 358
第21章 噪聲、接地和隔離 359
21.1 噪聲耦合通道 359
21.2 傳導(dǎo)耦合噪聲 360
21.2.1 傳導(dǎo)耦合通道原型 360
21.2.2 減少傳導(dǎo)耦合噪聲 360
21.2.3 減少噪聲源的影響：去耦 361
21.2.4 減少傳導(dǎo)噪聲的耦合 362
21.2.5 減少接收端的傳導(dǎo)噪聲：電源濾波 362
21.2.6 減少傳導(dǎo)噪聲的有效方法 362
21.3 電容耦合噪聲 363
21.3.1 電容耦合通道原型 363
21.3.2 減少電容耦合噪聲 364
21.3.3 噪聲源電容耦合噪聲的消減 365
21.3.4 減少電容耦合噪聲的耦合 365
21.3.5 屏蔽 366
21.3.6 減少接收端的電容耦合噪聲 367
21.3.7 減少電容耦合噪聲的有效方法 367
21.4 電感耦合噪聲 368
21.4.1 電感耦合通道原型 368
21.4.2 噪聲源電感耦合噪聲的消減 368
21.4.3 減少電感耦合噪聲的耦合 369
21.4.4 減少接收端的電感耦合噪聲 369
21.4.5 減少電感耦合噪聲的有效方法 369
21.5 隔離 369
21.5.1 光隔離 369
21.5.2 電容隔離 371
21.5.3 電感隔離 371
21.5.4 隔離技術(shù)對(duì)比 371
21.6 習(xí)題 371
擴(kuò)展閱讀 373
第四部分 執(zhí) 行 器
第22章 永磁有刷直流電機(jī)的特性 376
22.1 引言 376
22.2 次分馬力永磁有刷直流電機(jī) 376
22.3 電氣模型 379
22.4 反電動(dòng)勢(shì)與發(fā)電機(jī)效應(yīng) 379
22.5 永磁有刷直流電機(jī)的特性參數(shù) 379
22.6 恒定電壓特性方程 380
22.7 功率特性 383
22.8 直流電機(jī)效率 385
22.9 減速器 388
22.10 習(xí)題 389
參考文獻(xiàn) 390
擴(kuò)展閱讀 390
第23章 永磁有刷直流電機(jī)的應(yīng)用 391
23.1 引言 391
23.2 電感反沖 391
23.2.1 電感反沖小結(jié) 396
23.3 電機(jī)的雙向控制 396
23.3.1 商用H橋集成電路 398
23.3.2 用于大電流的H橋 400
23.4 基于脈沖寬度調(diào)制的轉(zhuǎn)速控制 400
23.5 習(xí)題 404
參考文獻(xiàn) 405
擴(kuò)展閱讀 405
第24章 螺線管 406
24.1 引言 406
24.2 螺線管的結(jié)構(gòu) 406
24.3 螺線管的性能 407
24.4 螺線管的驅(qū)動(dòng) 409
24.5 機(jī)械響應(yīng)時(shí)間 410
24.6 螺線管的應(yīng)用 410
24.7 習(xí)題 411
擴(kuò)展閱讀 414
第25章 無(wú)刷直流電機(jī) 415
25.1 引言 415
25.2 無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 415
25.3 無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行 416
25.3.1 傳感換向器 417
25.3.2 無(wú)傳感換向器 417
25.4 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 418
25.5 無(wú)刷直流電機(jī)的換向 419
25.6 BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路 421
25.7 有刷直流電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)的對(duì)比 422
25.8 習(xí)題 422
擴(kuò)展閱讀 423
第26章 步進(jìn)電機(jī) 424
26.1 引言 424
26.2 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 424
26.3 可變反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 426
26.4 混合式步進(jìn)電機(jī) 427
26.5 不同類(lèi)型步進(jìn)電機(jī)的對(duì)比 427
26.6 步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部接線 428
26.7 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 429
26.8 步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)順序 430
26.9 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)順序的產(chǎn)生 433
26.10 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性 434
26.11 步進(jìn)電機(jī)性能定義 436
26.12 基于驅(qū)動(dòng)部件的步進(jìn)電機(jī)性能優(yōu)化 437
26.13 減速 439
26.14 習(xí)題 440
擴(kuò)展閱讀 441
第27章 其他執(zhí)行器技術(shù) 442
27.1 引言 442
27.2 氣動(dòng)液壓系統(tǒng) 442
27.2.1 電磁閥 443
27.2.2 伺服閥 445
27.2.3 氣動(dòng)和液壓執(zhí)行器 446
27.3 RC伺服系統(tǒng) 449
27.4 壓電執(zhí)行器 451
27.4.1 壓電執(zhí)行器的類(lèi)型 452
27.5 形狀記憶合金執(zhí)行器 455
27.6 總結(jié) 458
27.7 習(xí)題 459
擴(kuò)展閱讀 459
第28章 基本閉環(huán)控制 460
28.1 引言 460
28.2 相關(guān)術(shù)語(yǔ) 460
28.3 開(kāi)環(huán)控制 461
28.4 開(kāi)/關(guān)閉環(huán)控制 462
28.5 線性閉環(huán)控制 462
28.5.1 開(kāi)始設(shè)計(jì) 463
28.5.2 智能化 464
28.5.3 干擾抑制 466
28.5.4 引入微分控制進(jìn)一步提高性能 468
28.5.5 增益選擇 469
28.6 系統(tǒng)類(lèi)型與積分控制的必要性 471
28.7 控制環(huán)路率的選擇 472
28.8 ad-hoc法 473
28.9 習(xí)題 475
參考文獻(xiàn) 477
擴(kuò)展閱讀 477
第五部分 機(jī)電一體化項(xiàng)目與系統(tǒng)工程
第29章 快速原型制作 480
29.1 引言 480
29.2 為什么要制作原型樣機(jī) 480
29.3 原型制作理念：搭建或者仿真 481
29.4 機(jī)械系統(tǒng)的快速原型制作 482
29.4.1 實(shí)體建模工具 482
29.4.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模 482
29.4.3 泡沫塑料板、美工刀、熱熔膠 483
29.4.4 二維快速成型激光切割機(jī)/激光刀模機(jī) 485
29.4.5 廉價(jià)的二維快速成型 486
29.4.6 凸舌/凹槽結(jié)構(gòu) 486
29.4.7 玩具行業(yè) 486
29.4.8 三維快速成型(SLA、SLS、FDM)和軟模鑄件 487
29.5 電氣系統(tǒng)的快速原型制作 489
29.5.1 原理圖和電路仿真工具 490
29.5.2 電路原型制作：面包板、繞線和性能板 491
29.5.3 PCB原型 493
29.5.4 焊接 494
29.6 供應(yīng)商和資源選擇 496
29.7 習(xí)題 497
參考文獻(xiàn) 497
第30章 項(xiàng)目規(guī)劃和管理 498
30.1 引言 498
30.2 日益復(fù)雜的系統(tǒng)需要過(guò)程管理 498
30.3 項(xiàng)目規(guī)劃與實(shí)施 499
30.3.1 系統(tǒng)需求 500
30.3.2 設(shè)計(jì)備選方案遴選 501
30.3.3 設(shè)計(jì)概念評(píng)價(jià)：原型和迭代 504
30.3.4 規(guī)范 504
30.4 管理工具 505
30.4.1 項(xiàng)目管理 505
30.4.2 系統(tǒng)工程 507
30.4.3 協(xié)同設(shè)計(jì) 507
30.5 溝通與文檔化 508
30.6 問(wèn)題與建議 509
30.7 習(xí)題 510
參考文獻(xiàn) 511
擴(kuò)展閱讀 511
第31章 故障排查 512
31.1 引言 512
31.2 追根溯源找漏洞 512
31.3 預(yù)防為主，事半功倍 514
31.4 如何對(duì)待故障排查 519
31.5 總結(jié) 520
31.6 習(xí)題 520
第32章 機(jī)電一體化系統(tǒng)集成與融合 521
32.1 引言 521
32.2 項(xiàng)目描述 521
32.3 系統(tǒng)需求分析 522
32.4 設(shè)計(jì)方案及備選方案 523
32.4.1 零號(hào)團(tuán)隊(duì)的基本設(shè)計(jì)構(gòu)想 523
32.4.2 Ruff團(tuán)隊(duì)的基本設(shè)計(jì)構(gòu)想 526
32.4.3 備選方案的審查 528
32.5 形態(tài)圖 529
32.6 設(shè)計(jì)概念評(píng)價(jià)：原型與優(yōu)化 530
32.7 項(xiàng)目實(shí)施階段 532
32.7.1 Ruff團(tuán)隊(duì)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇 532
32.7.2 零號(hào)團(tuán)隊(duì)的球釋放電機(jī)選擇 533
32.7.3 零號(hào)團(tuán)隊(duì)的信標(biāo)傳感器電路演進(jìn) 533
32.7.4 零號(hào)團(tuán)隊(duì)的支撐剛度問(wèn)題 534
32.7.5 零號(hào)團(tuán)隊(duì)的羅盤(pán)傳感器故障 535
32.8 設(shè)計(jì)成品 535
32.8.1 Ruff團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)成品 535
32.8.2 零號(hào)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)成品 536
32.9 性能結(jié)果 537
32.10 學(xué)生的智慧結(jié)晶 537
致謝 538
附錄A 電阻色碼和標(biāo)稱值 539
附錄B 示例C代碼 540
附錄C 第32章項(xiàng)目描述 551