电子技术在创新实践中的应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电子找术在,创新实践中的应用,东南大学张树林,、创新实践中面临的电子控制问题,1.创新实践作品的特点,每年创新大赛的作品很多,涉及学科广:电子、化工、电气、机械、农林、纺织、,食品、卫生、环境等等很多方面。,接近50%的作品都使用到电子技术,创新作品与电子控制技术关系密切,家用电器、办公设备、工业仪表、生产控制等都向自,动化、智能化方向发展,复杂和非线性的控制问题,用电子技术控制的方法是,最方便的,学生对电子技术发生浓厚的兴趣。,以后一定会有更多作品运用电子控制技术,2.存在问题:,创新大赛涌现出不少好的作品,体现出创新精神,和创新意识,同时也呈现一些问题:,有些作品想法很新颖,目的也很明确,控制原理,严重错误。,控制原理是对的,但控制复杂,成本太高,不考,虑经济性。,有明确的目标需求,知道要控制什么,就是不知,道如何控制?,发现问题分析问题解决问题提升。,解决问题的方法:学习电子技术的基本理论,掌,握电子技术的基本实践技能,敢于创新敢于实践,才,能给创新实践活动少走弯路,把创新创意变成现实。,3.电子控制系统组成,电子类作品很多,小到声光控制、温度调节,大到智能小车、智能家居、遥控飞机、机器人、物,联网等等,它们的控制系统基本组成都是一样的。,基本组成:输入、控制(处理)、输出三个基本,部分组成。,输,信息采集,输入部分,控制,(处理),部分,出部分,被控对象,通信,上位机,输入部分:由各种传感器组成,负责数据采,集,输入信息可以有各种形式。,可以是作用力,也可以是温度、湿度、,磁场、光强、声音、图像等信息。,控制(处理)部分:由具有各种控制功能的电,子电路(或微处理器)组成,对输入信息进行,分析和处理,并发出控制指令。,输出部分:由多种执行机构组成,输出信号,可以是声、光、电、控制信号等,或者信息,输出。它的作用是执行处理部分的指令,实,现控制功能。,冫数据通信:传感器输入数据的传输、控制命,令的传输和信息共享。,电子控制系统的组成核心:,控制部分:处理器,输入部分:数据采集和传感器,输出部分:实现控制功能,数据通信:信息传输和信息共享,所以今天的讨论也主要围绕这些问题进行,主要讨论三个问题,如何选控制处理器?,如何进行数据通信?,如何运用传感器进行数据采集?,二、控制处理部分,系统核心部分,常用有:单片机、ARM控制器、,DSP控制器、Arduino开源平台等等。,1.单片机:51单片机、61单片机、AVR单片机、,PIC单片机、MSP430、飞思卡尔单片机等等。,51单片机特点,8位cPU,4 kbytes程序存储器(ROM,32条I/0口线,128 bytes的数据存储器(RAM,111条指令,2个可编程定时/计数器,21个专用寄存器,个全双工串行通信口,5个中断源,2个优先级外部数据存储器寻址空间为64kB,逻辑操作位寻址功能,外部程序存储器寻址空间为64kB,双列直插40 PinDIP封装单一+5V电源供电,B位动态P24c028B2园4H516022864,数码管,模块,温度器,锁存器,吧吧|B8.8BBBBBT,LED点国,模块,OOOOO,a,74H13,eoLED,模块,o,水灯,超声波,主控,接口,o0,单片机,模块,!333,电路,AD/DA,O口全,额块,部引出,74H595,bs1302,模块,时钟,口面线NR四T下红外授,键【戴模块囗,接口收横块,MCS51单片机(89c52)开发板,2.MSP430,种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC的混合信号处,理器,是针对实际应用需求,将多个不同功能的模拟电路、数,字电路模块和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解,决方案(SoC),能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。,系列:31x、32x、33x;LCD驱动),F1Ix、F13x、F14x、F15x、F16x,F41x、F42x、F43x、F44x;(Flash),特点(MSP430F2Xx),16位CPU,RISC,1.83.6V电源,低功耗模式,16MHz主频,16MIPS,64K Flash,2 KB RAM,12位ADC、12位DAC模拟信号比较器,e USART/SPI/I2C/IRDA,硬件乘法器,DMA,LCD控制器,7种寻址方式,大量的寄存器和片内RAM,l6bi可编程定时/计数器、看门狗(WDT),3.ARM(Advanced risc Machines):,ARM是英国Acon公司设计的RISC微处理器,ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集点,特点:,体积小、低功耗、低成本、高性能,支持 Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好,的兼容8位/16位器件,大量使用寄存器,指令执行速度更快,大多数数据操作都在寄存器中完成;,寻址方式灵活简单,执行效率高;,指令长度固定,ARM开发板根据ARM内核可以分为ARM7,ARM9、ARM11、Cortex-A系列(应用)、Cortex-R系,列(实时)、Cortex-M系列(微控制器),