自学手册(基础篇).docx

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1、二、自学手册根底篇一 智能把握常识1、智能把握简介智能把握intelligent controls在无人干预的状况下能自主地驱动智能机器实现把握目标的自动把握技术。智能把握技术是多学科穿插的学科， 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把握装置，而一些对于牢靠性要求较高的工业智能化设备使用 PLC 作为把握核心。智能把握给人们生活带来诸多便利的效劳，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，具有自动监测自身故障、自动测量、自动把握的

2、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，定时可以实行机械定时器、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把握器 MicrocontrollerUnit ，常用缩写 MCU 表示单片机。单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器进展而来。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，更简洁集成进简洁的而对体积要求严格的把握设备当中。早期的单片机是 8 位或 4 位的，其中的“ 8 位”是指处理器一次可以运行8 位数据，即数据总线的宽度。最成功的8 位单片

3、机是 INTEL 的 8031 ，此后在 8031 上进展出了 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，是承受超大规模集成电路技术把具有数据处理力气的中心处理器 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、把握器组成。运算器的主要功能是完成算数运算、位运算和规律运算。把握器主要负责发出各个操作的把握信号。我们在试验过程中，会接触到不同种类的单片机，常常会听到“封

4、装”一词，封装是指芯片用的外壳，它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增加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：1DIP双列直插SOP小外型封装QFN四侧无引脚扁平封装3、可编程规律把握器可编程规律把握器的缩写为 PLC，是一种数字运算操作的核心把握系统， 专为在工业环境应用而设计的。它承受一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行规律运算，挨次把握，定时，计数与算术操作等面对用户的指 令，并通过数字或模拟式输入 /输出把握各种类型的机

5、械或生产过程。是工业把握的核心局部。4、嵌入式系统嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、牢靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。二智能把握中的传感器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， 依据确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，按确定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和把握等要求。它是实现自动检测和自动把握的首要环节。（2） 传感器的功能常将传感器的功能与人类 5 大感

6、觉器官相比较：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） 传感器的分类依据传感器工作原理，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、电化学反响等现象为因果关系的传感器，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

7、测人体发出的红外线，从而自动把握相应装置的开或关。（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，其原理为放射装置发出超声波，依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变化的规律把温度转换为电量的传感器。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。（4） 霍尔传感器是

8、依据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔在争论金属的导电机构时觉察的。霍尔传感器的主要用途是检测受检对象的磁场或磁特性。霍尔传感器分线性和非线性两类。（5） 光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，在特定波长的光照耀下，其 阻值快速减小的特性。广泛应用于照相机， 太阳能庭院灯，草坪灯，验钞机，石英钟， 音乐杯，礼品盒，迷你小夜灯，光声控开 关，路灯自动开关以及各种光控玩具，光 控灯饰，灯具等光自动开关把握领域。（6） 光敏二极管也叫光电二极管，工作时需加上反向电压，无光照时,有很小的电流， 当受到光照时 ,反向电流大大增加。因其光敏特性常用于灯具自动开关领

9、域。3. 生活中的传感器应用实例（1） 楼道中的感应灯，感应灯是承受智能把握技术设计而成，它实际上是一个智能把握的开关，有多种类型，开灯的方式有“声控”、“触发”、“感应”、“光控”等， 常常使用驻极体话筒作为声音探测元件。（2） 火灾探测器分成感温火灾探测器、感烟火灾探测器、感光火灾探测器、可燃气体探测器和复合火灾探测器五种类型。烟雾传感器是将空气中的烟雾浓度变量转换成有确定对应关系的输出信号的装置。（3） 已上锁的汽车受重击后会报警是由于汽车中包括位移传感器、振动传感器。（4） 汽车倒车雷达的感应局部是靠超声波传感器实现的。（5） 触摸开关通过检测人体附加电容来推断是否按下。（6） 空调中

10、含有温度传感器敏感元件，常承受很多负温度系数热敏电阻作为传感器, 安装在空调器室内蒸发器进风口.用来检测室内环境温度是否到达设定值的热敏电阻叫做室内环温热敏电阻,简称环温热敏；（7） 公交一卡通利用 RFID 技术进展无线检测。射频识别即 RFIDRadio Frequency IDentification技术，又称电子标签、无线射频识别。是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。三智能把握中的程序设计1. 编程语言是指程序设计语言，是一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并准确地定义在不同状况下所应实行的

11、行动。它是一种被标准化的沟通工具，也是一种编写程写的规章。2. 单片机程序是为实现预期目的而书写的一系列指令。单片机程序就是为使单片机执行一个或多个操作而按序设计的单片机指令的集合。3. 单片机指令是指是单片机运算器或把握器的某种操作，可以是任何可执行程序元素的表述，指令包括一个操作码和零个或更多的操作数，可能还包括寻址方式。4.单片机程序通常可长期存储于内部程序存储器或外部程序存储器。5. 单片机程序开发常用到编程器、仿真器及单片机规律等设备。6. C 语言和汇编语言是较为常用的单片机编程语言。7. 对于单片机程序设计，汇编语言是一种面对机器的低级语言，能够可有效地访问、把握计算机的各种硬件

12、设备，其目标代码简短，占用内存少，执行速度快。8.与汇编语言相比较，c 语言是一种既有高级语言功能又具有低级语言功能的中级语言，c 语言具有较强的移植性。四智能把握电路常识1、单片机 I/O 口I/O 口是单片机从外部设备猎取信息或向外部设备发出把握信号的接口。 从外部看 I/O 口就是单片机芯片上的特定管脚，从内部看 I/O 口包含大量的相关电路。通常单片机具有确定数量的 I/O 口，I/O 口的 IINPUT是指输入， 单片机 I/O 口的 OOUTPUT是指输出。2、单片机 I/O 口扩展当单片机的 IO 口数量无法满足设计需要时，为节约本钱，通过外部 IO 扩展芯片来到达设计要求。可以

13、通过译码器或串入并出器件扩展输出口数量，还可以通过并入串出器件、编码器扩展输入口数量。3、单片机外设常用的发光器件（1） 发光二极管简称为 LED。可以把电能转化成光能，与一般二极管一样是由一个 PN 结组成，也具有单向导电性。（2） 双色发光二极管。从内部电路连接上可分为共阳、共阴两种。双色发光二极管有三个管脚，共阴双色发光二极管的管脚排列为把握脚、负极、把握脚。3LED 数码管是由多个发光二极管封装在一起组成 “8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。 led 数码管常用段数一般为 8 段。3LED 点阵是由假设干发光二极管封装在一起组成的器件，可显示简洁字

14、符或数字。88LED 点阵有 16 个管脚五智能把握中的机械1. 机械系统是指是由假设干个机器与机构及其附属装置组成的系统，它是由质量、刚度和阻尼各元素所组成的系统。2. 常见的机械零件齿轮齿条蜗杆万向联轴器（1） 齿轮：是一种能相互啮合的有齿的机械零件。（2） 齿条：有一系列等距离分布齿的平板或直杆。（3） 蜗杆： 有一个或几个螺旋齿，并且与蜗轮啮合而组成穿插轴齿轮副的齿轮。3万向联轴器：简称万向轴，是一种一种特别的球面铰链四杆机构，用来联 接不同机构中的两根轴。3. 与单片机相关的动力部件单片机能够把握的很多动力部件，其中包括电机、电磁阀、液压电机等。电机电磁阀液压电机六智能把握试验工具1

15、. 面包板面包板是专为电子电路的无焊接试验设计制造的。由于各种电子元器件可依据需要任凭插入或拔出，免去了焊接，节约了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以格外适合电子电路的组装、调试和训练。面包板板中心一般有一条凹槽，这是针对集成电路、芯片试验而设计的。面包板的优点是体积小易携带、无需焊接、电子器件可重复使用、可以便利的通断电源，但缺点是面积小，不宜进展大规模电路试验。2. 规律笔规律笔是承受不同颜色的指示灯表示单片机电平的凹凸的仪器。使用规律笔可快速测量出数字电路中有故障的芯片。规律笔上一般有二三只信号指示灯 ,红灯一般表示高电平 ,绿灯一般表示低电平 .黄灯表示所测信号为脉冲信号。3.

16、 万用表万用表又叫三用表，分为指针式万用表和数字万用表。是一种多功能、多量程的测量仪表。通常我们使用直流电压挡测量单片机供电电压和I/O 的电平状态， 使用电阻挡单片机线路的连接状况。智能把握单片机简介一、什么是单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大局部功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大局部部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大局部还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、简洁的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微把握器Microcontroler，是由

17、于它最早被用在工业把握领域。单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器进展而来。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，更简洁集成进简洁的而对提及要求严格的把握设备当中。INTEL 的 Z80 是最早依据这种思想设计出的处理器，从今以后，单片机和专用处理器的进展便分道扬镳。二、单片机的用途1、在智能仪表中的应用这是单片机应用最多最活泼的领域之一。在各类仪器仪表中引入单片机， 使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件构造， 提高其性能价格比。2、在机电一体化中的应用机电一体化产品是指集机械技术，微电子技术，计算机技术于一体，使其产品具有智能化特征的电子产品。它是机械工业进展的方向。3、在实时把握系统中的应用单片机广泛用于各种实时过程把握系统中，例如工业过程把握、过程监测、航空航天、连续武器、机器人系统等各种实时把握系统。用单片机进展实时系统数据处理和把握，保证系统工作在最正确状态，有利于提高系统的工作效率和产品的质量。4、在人们生活中的应用目前国内外各种家具已经普遍用单片机代替传统的把握电路，例如，洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电饭煲、收音机、音像、电风扇及很多高级电子玩具都配上了单片机。5、在其他方面的应用单片机还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、安全防卫、汽车及通信系统、计算机外部设备、模糊把握等领域。