自学手册(基础篇)

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1、二、自学手册（基础篇）（一）智能控制常识1、智能控制简介智能控制（intelligentcontrols）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。智能控制技术是多学科交叉的学科，其中涉及计算机程序设计、传感器技术、电子技术、机械技术等多个领域。目前很多智能家用电器都使用单片机系统作为核心控制装置，而一些对于可靠性要求较高的工业智能化设备使用PLC作为控制核心。智能控制给人们生活带来诸多便利的服务，如智能家居应用、医疗应用、智能交通应用、教育应用、智能信息应用、智能家电应用等。智能家电就是微处理器技术引入家电设备后形成的家电产品，具

2、有自动监测自身故障、自动测量、自动控制的家电设备，例如电冰箱、洗衣机、微波炉就是典型的智能家电，其中洗衣机具备定时洗衣功能，定时可以采取机械定时器、电容充放电延时、单片机程控延时等方式实现。2、单片机简介单片机全称为单片微型计算机。单片机是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），常用缩写MCU表示单片机。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。早期的单片机是8位或4位的，其中的“8位”是指处理器一次可

3、以运行8位数据，即数据总线的宽度。最成功的8位单片机是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统（俗称51单片机）。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上，构成的一个小而完善的计算机系统。单片机的CPU由运算器、控制器组成。运算器的主要功能是完成算数运算、位运算和逻辑运算。控制器主要负责发出各个操作的控制信

4、号。我们在实验过程中，会接触到不同种类的单片机，经常会听到“封装”一词，封装是指芯片用的外壳，它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，而且还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。芯片的封装形式很多，常见的封装型号有：8DIP（双列直插）SOP（小外型封装）QFN（四侧无引脚扁平封装）3、可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器的缩写为PLC，是一种数字运算操作的核心控制系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执

5、行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。4、嵌入式系统嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。（二）智能控制中的传感器1．传感器简介（1）传感器是什么传感器是一种能感受规定的被测量，按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，

6、以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。（2）传感器的功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：光敏传感器——视觉（眼镜）声敏传感器——听觉（耳朵）气敏传感器——嗅觉（鼻子）化学传感器——味觉（舌头）压敏、温敏、流体传感器——触觉（皮肤）（3）传感器的分类根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁场导8致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的

7、传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。2.常见传感器（1）红外传感器是一种测量红外线的器件。很多商场的自动开关门、自动人体感应灯通过红外传感器检测人体发出的红外线，从而自动控制相应装置的开或关。（2）超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ，超过20KHZ称为超声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。超声波传感器的典型应用是测距，其原理为发射装置发出超声波，根据接收器接到反射回超声波的时间计算距离。通常为计算准确，计算

8、距离时要参考环境温度。（3）温度传感器是利用物质各种物理性质随温度