单片机应用系统的功率接口技术

单片机应用系统的功率接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京航空航天大学出版社
作者:余永权
出品人:
页数:310
译者:
出版时间:1992-09
价格:10.8
装帧:精装
isbn号码:9787810123341
丛书系列:
图书标签:
  • 单片机
  • 功率电子
  • 接口技术
  • 电源管理
  • 嵌入式系统
  • 电路设计
  • 硬件开发
  • 电子工程
  • 系统设计
  • 实践应用
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具体描述

内 容 简 介

单片机是智能仪器、计算机外部设备、生产过程控制的控制核心。在大多

数应用中,被控对象都是大功率的执行部件,功率接口技术已是单片机应用

中的一项关键技术。本书对单片机功率接口技术进行系统地介绍,包括开关

型功率接口、电压调节型功率接口、变频调速功率接口、伺服电机控制功率接

口和步进电机功率接口。本书还介绍功率接口技术中所需的功率器件,对实

际功率接口设计大有裨益。

本书是《单片机应用技术丛书》中系统介绍单片机功率接口技术的书,内

容丰富,实用性好。

本书适宜从事单片机应用的研究人员和工程技术人员阅读,也可作大专

院校有关专业的教师和学生作教科书或教学参考书。

《微控制器嵌入式系统设计与开发》 本书旨在为读者提供一套全面而深入的微控制器嵌入式系统设计与开发方法论。本书不涉及任何特定于单片机应用系统的功率接口技术,而是专注于构建高效、可靠且易于维护的嵌入式系统基础。 第一部分:嵌入式系统基础理论与概念 第一章:嵌入式系统导论 1.1 什么是嵌入式系统:定义、特点与应用领域。 1.2 嵌入式系统的组成:硬件、软件与中间件。 1.3 嵌入式系统设计流程:从需求分析到产品发布。 1.4 嵌入式系统开发面临的挑战与机遇。 第二章:微控制器体系结构与工作原理 2.1 微控制器(MCU)的定义与分类。 2.2 经典MCU体系结构:CPU、存储器、I/O端口、定时器、中断控制器等。 2.3 指令集架构(ISA):RISC与CISC的比较。 2.4 存储器组织:程序存储器(Flash)、数据存储器(RAM)、寄存器。 2.5 时钟系统与复位机制。 第三章:嵌入式C语言编程基础 3.1 C语言在嵌入式系统中的应用优势。 3.2 C语言数据类型与运算符在嵌入式开发中的考量。 3.3 指针、结构体与联合体在嵌入式系统中的应用。 3.4 位操作与内存管理:变量访问、内存对齐。 3.5 函数设计与递归的应用。 第二部分:嵌入式系统硬件设计与接口 第四章:微控制器外围接口详解 4.1 通用输入/输出(GPIO)端口:配置、模式与应用。 4.2 定时器/计数器:定时、脉冲测量、PWM生成。 4.3 中断系统:中断源、中断向量、中断服务例程(ISR)编写。 4.4 模数转换器(ADC):原理、采样、量化与编码。 4.5 数模转换器(DAC):原理、输出电压生成。 第五章:常用串行通信接口 5.1 通用异步收发传输器(UART):协议、波特率、数据帧格式。 5.2 同步串行通信(SSC):SPI、I2C接口原理与应用。 5.3 USB接口概述(仅限于数据传输协议层面,不涉及具体硬件功率处理)。 5.4 CAN总线(Controller Area Network)简介。 第六章:嵌入式系统时序与同步 6.1 时钟信号的产生与分配。 6.2 信号同步与异步通信机制。 6.3 状态机设计与实现。 6.4 阻塞与非阻塞操作。 第三部分:嵌入式系统软件开发与优化 第七章:嵌入式操作系统(RTOS)概念与应用 7.1 什么是实时操作系统(RTOS):必要性与优势。 7.2 RTOS核心概念:任务、任务调度、信号量、互斥量、队列。 7.3 常见的RTOS内核介绍(不涉及具体硬件平台适配)。 7.4 RTOS在多任务并发管理中的应用。 第八章:嵌入式系统驱动程序开发 8.1 驱动程序的作用与分类。 8.2 硬件抽象层(HAL)的设计思想。 8.3 编写可移植的驱动程序。 8.4 调试与测试驱动程序。 第九章:嵌入式系统软件调试与测试 9.1 调试工具介绍:仿真器、逻辑分析仪、示波器(仅用于信号观察)。 9.2 嵌入式软件调试技术:断点、单步执行、观察变量。 9.3 单元测试与集成测试。 9.4 性能分析与代码优化。 第四部分:嵌入式系统设计实践与案例 第十章:嵌入式系统设计流程与方法 10.1 需求分析与系统规格定义。 10.2 硬件选型原则。 10.3 软件架构设计。 10.4 原型设计与迭代开发。 第十一章:嵌入式系统开发工具链 11.1 集成开发环境(IDE)的使用。 11.2 编译器、汇编器与链接器。 11.3 交叉编译环境的搭建与使用。 11.4 版本控制系统(如Git)在嵌入式开发中的应用。 第十二章:嵌入式系统可靠性与安全性考虑 12.1 软件可靠性设计原则。 12.2 异常处理与错误恢复机制。 12.3 嵌入式系统基本的安全概念(如访问控制,不涉及物理层安全)。 12.4 固件更新(OTA)的基本原理(不涉及具体实现细节)。 本书强调的是嵌入式系统核心的、通用的设计理念与技术实践,旨在帮助读者构建坚实的理论基础和扎实的实践技能,从而能够灵活地应用于各种嵌入式系统项目的设计与开发中。通过对微控制器硬件接口、软件开发流程、调试技巧以及系统整体设计的深入探讨,读者将能够掌握构建高效、可靠嵌入式系统的关键要素。

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目录信息

目录
第一章 单片微机及其应用领域
1.1单片机在智能仪器的应用
1.1.1智能仪器中的单片机
1.1.2智能仪器的特点及应用接口
1.2单片机在过程控制中的应用
1.2.1过程控制中的一般方法及结构
1.2.2单片机组成的控制系统
1.3常用的几种单片机
1.3.18051的性能及结构
1.3.2飞利浦80C51系列的性能及结构
1.3.38098的性能及结构
1.3.4MC6805的性能及结构
1.3.5μPD7811的性能及结构
1.3.6Z8的性能及结构
1.3.7COP800的性能及结构
第二章 常用功率器件
2.1晶闸管及其应用
2.1.1晶闸管的原理及特性
2.1.2晶闸管的应用方式
2.2功率晶体管及其应用
2.2.1功率晶体管原理及特性
2.2.2功率晶体管的应用方式
2.3功率场效应晶体管及其应用
2.3.1功率场效应晶体管及其特性
2.3.2功率场效应晶体管的驱动方式
2.3.3功率场效应晶体管的应用方式
第三章 开关型功率接口
3.1发光二极管(LED)驱动接口
3.1.1发光二极管的结构及特点
3.1.2LED驱动接口结构
3.2光电耦合器驱动接口
3.2.1光电耦合器的结构及特点
3.2.2光电耦合器驱动接口结构
3.3液晶显示器驱动接口
3.3.1LCD的结构和驱动原理
3.3.2LCD驱动接口结构
3.4晶闸管及脉冲变压器驱动接口
3.4.1脉冲变压器的特性
3.4.2晶闸管的触发电路
3.5继电器型驱动接口
3.5.1继电器、接触器及其特性
3.5.2继电器、接触器的功率接口
3.6电光、电热型功率接口
3.6.1电光、电热型器件
3.6.2电光型功率接口
3.6.3电热型功率接口
第四章 电压调节型功率接口
4.1电压调节的方法
4.1.1单相交流电压的调节方法
4.1.2三相交流电压的调节方法
4.1.3直流电压的调节方法
4.2稳压电源功率接口
4.2.1直流稳压电源的接口
4.2.2交流稳压电源的接口
4.2.3单片机与晶闸管的接口
4.3直流电机调速系统功率接口
4.3.1直流调速的基本控制方法
4.3.2直流电动机控制的接口电路
第五章 交流电机变频调速功率接口
5.1变频调速的基本知识
5.1.1变频调速的控制方式
5.1.2变频器
5.1.3变频器的基本构成
5.1.4逆变器
5.2单片机控制变频调速原理
5.2.1变频器主电路
5.2.2单片机控制PWM信号的形成
5.3变频调速技术中的功率接口
5.3.1大功率晶体管的基极驱动电路
5.3.2大功率晶体管的保护
5.3.3PWM大规模集成电路HEF4752
5.4变频调速系统实例
5.4.1模拟正弦PWM变频调速系统
5.4.2μPD7810单片机控制变调系统
第六章 伺服电机控制功率接口
6.1伺服电机及其控制的基本方法
6.1.1伺服电机的结构特性
6.1.2伺服电机的PWM控制
6.2伺服电机控制的功率接口技术
6.2.1伺服电机控制的主回路及其接口
6.2.2伺服电机控制的接口电路
6.3单片机控制伺服电机的例子
6.3.1单片机控制的角度伺服系统
6.3.2单片机控制的位移伺服系统
第七章 步进电机功率接口
7.1步进电机的结构特性
7.1.1步进电机的结构及分类
7.1.2步进电机的工作原理
7.1.3步进电机的特性
7.2步进电机的基本控制方法
7.2.1步进电机的基本工作状态
7.2.2步进电机的单三拍工作方式
7.2.3步进电机的双三拍工作方式
7.2.4步进电机的六拍工作方式
7.3步进电机的功率放大电路
7.3.1单电压功率放大电路
7.3.2双电压功率放大电路
7.3.3斩波型功率放大电路
7.3.4调频调压功率放大电路
7.3.5细分控制功率放大电路
7.4步进电机的接口
7.4.1单片机和步进电机的一般硬接口
7.4.2单片机和步进电机的细分硬接口
7.4.3单片机和步进电机的一般软接口
7.4.4单片机和步进电机的细分软接口
7.5单片机控制步进电机例子
7.5.1步进电机的运行速度控制
7.5.2点阵打印机的步进电机控制
第八章 家用电器控制器及功率接口
8.1微波炉控制器
8.1.1硬件组成
8.1.2控制流程
8.2录音座控制器
8.2.1录音座控制器的组成
8.2.2工作过程
8.3电视机控制器
8.3.1电视机控制器的组成
8.3.2电视机控制器工作过程
8.4风扇控制器
8.4.1风扇控制器的硬件结构
8.4.2风扇控制器工作过程
8.5全自动洗衣机控制器
8.5.1全自动洗衣机的洗衣过程
8.5.2洗衣机控制器的结构
8.5.3控制器对电源的适应过程
附录1:75系列功率集成电路
附录2:TMOS功率场效应晶体管
附录3:双极型大功率晶体管
附录4:晶闸管和主要额定参数
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一名刚刚接触单片机嵌入式开发的学生,之前学了一些基础的单片机原理和编程,但对于如何将单片机与实际的“力”连接起来,一直感到很困惑。这本书的内容,完全是我学习过程中缺失的那一块拼图。它非常系统地讲解了单片机如何控制不同类型的功率输出,比如如何用PWM信号去控制电机速度,如何通过GPIO去驱动继电器或者固态继电器。我之前尝试过用简单的GPIO直接驱动LED,结果经常烧坏,直到看了这本书,才明白需要串联限流电阻,或者使用专用的LED驱动芯片。书中关于功率MOSFET和IGBT的章节,虽然一开始看起来有点复杂,但作者非常耐心地解释了它们的导通原理、驱动要求以及各种参数的含义,还配了很多图,让我很容易理解。特别是书里讲到的,如何根据单片机的输出能力来选择合适的驱动电路,避免驱动不足或者过驱动导致的问题,这对我来说是全新的知识。这本书的语言风格很严谨,但又不失生动,让我感觉不像是在读一本枯燥的技术手册,而是在跟一位经验丰富的老师学习。我计划之后按照书中的例子,自己动手做一些实验,我相信这本书会成为我学习路上的重要指引。

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这本书的深度和广度让我印象深刻。我是一名在电力电子领域工作多年的工程师,接触过各种复杂的功率变换器和驱动系统。在工作中,我经常需要面对各种技术难题,尤其是在设计高效率、高可靠性的功率接口时。这本书在这些方面给了我很大的启发。它不仅涵盖了单片机与各类功率器件(如MOSFET、IGBT、三极管等)的接口技术,还深入探讨了驱动电路的设计原理、保护机制以及EMC/EMI的抑制方法。我尤其欣赏书中关于不同驱动电路拓扑的详细分析,以及它们在实际应用中的优缺点对比。例如,关于半桥、全桥驱动的介绍,以及如何根据具体应用场景选择合适的驱动芯片,这对于我优化现有设计非常有帮助。书中还提到了很多关于功率器件的热管理和散热设计,这在我以往的工作中虽然有所涉及,但这本书的讲解更加系统化和深入。此外,书中对各种保护电路的阐述,如过流、过压、过温保护,都给出了详细的电路实现方案和原理分析,这对于提高系统的鲁棒性至关重要。总而言之,这本书是一本非常实用且具有深度的高端参考资料,对于我这样有一定基础的工程师来说,依然能从中获得不少新的知识和灵感。

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这套书简直是把我从硬件小白的路上一把拽了起来!我一直对单片机很感兴趣,但每次涉及到实际的功率驱动部分就犯愁。比如,想用单片机去控制一个小电机,或者点亮高亮度的LED,再或者连接一些需要较高电压或电流的传感器,总是不知道从何下手。之前看的一些资料,要么过于理论化,要么就只讲了最基础的mos管开关。这本书的出现,简直是及时雨。它不是那种堆砌公式、让你看了头昏脑涨的书,而是非常接地气地分析了各种功率器件的选型、驱动电路的设计、以及如何处理实际应用中的一些常见问题,比如过流保护、过压保护、EMI抑制等等。我特别喜欢它在介绍不同功率器件时,都给出了详细的参数解析和实际应用案例,让我能清楚地知道什么场景下应该选择哪种器件,以及为什么。特别是关于IGBT和MOSFET在电机驱动中的详细对比和应用,让我豁然开朗。书中还有很多关于电源设计的章节,从低压到高压,从线性电源到开关电源,都讲得很透彻,而且还考虑到了效率、稳定性和成本等实际因素。我感觉自己现在面对一些复杂的功率接口设计,心里已经有了底,不再像以前那样茫然无措了。

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作为一个资深的硬件爱好者,我一直痴迷于各种电子DIY项目,尤其是那些涉及到能量转换和驱动的。以前我尝试过自己搭建一些小型的机器人和自动化设备,但每次在电机驱动、大功率LED照明或者电池管理系统这块,总会遇到瓶颈。不是烧毁了器件,就是效率低得离谱,或者就是控制起来不稳定。这本书简直就是为我这样的爱好者量身打造的!它没有使用过多复杂的专业术语,而是用一种非常易于理解的方式,将复杂的功率接口技术分解成了一个个可以掌握的知识点。我特别喜欢它关于MOSFET和IGBT选型以及驱动电路设计的章节,详细介绍了不同型号的器件的特性曲线,以及如何根据负载需求来选择合适的驱动方式。书中还提供了很多实用的电路图和PCB布局建议,这对于DIYer来说太有用了!我跟着书中的方法,成功地改进了我好几个项目中的功率部分,比如让我的舵机驱动更加平稳,让我的LED灯在亮度全开的情况下依然保持低发热。这本书不仅教会了我“怎么做”,更让我理解了“为什么这样做”,这才是最宝贵的。

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我是一名嵌入式开发工程师,平时主要负责软件部分,但近几年公司业务拓展,需要我接触更多硬件层面的东西,尤其是一些涉及到与外界进行能量交互的模块。坦白说,刚开始接手功率接口这块工作的时候,我压力非常大。因为我之前对电力电子这块的知识储备非常有限,很多概念都模糊不清。这本书的出现,真的帮我节省了大量的摸索时间。它不是那种只写给“学院派”看的理论书,而是充满了工程师的智慧和经验。我尤其欣赏它对实际电路中信号完整性、热管理以及电磁兼容性(EMC)问题的深入探讨。书中很多章节都花了大量篇幅讲解如何通过合理的电路设计和布局来规避这些潜在的风险,这对于保证产品的稳定性和可靠性至关重要。我印象深刻的是关于驱动器和功率器件之间阻抗匹配的讲解,以及如何根据不同器件特性选择合适的栅极驱动器。书中的图示和波形分析也非常清晰,让我能直观地理解各种工作状态下的电路行为。虽然我还没有完全掌握里面的所有内容,但每次遇到具体的问题,翻开这本书,总能找到一些启发和解决方案。它让我明白,功率接口的设计不仅仅是堆砌几个元器件,而是一门综合的艺术。

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