第2章家用电器的控制系统 本章要点 控制系统的念与控制的基本原理 家用电器的程序控制 单片机与家用电器的智能控制 单片机与家用电器之间的接口电路
第2章 家用电器的控制系统 • 本章要点 • 控制系统的概念与控制的基本原理 • 家用电器的程序控制 • 单片机与家用电器的智能控制 • 单片机与家用电器之间的接口电路
21.1控制系统的几个概念 1.控制系统与控制对象 完成控制任务需要由若干分工明确的单元协同工作,其中任 何部分都不能独立完成工作,这些为完成某项控制任务而相互联 系在一起的单元构成一个控制系统,简称为系统。 2输入量与输出量 能够进入系统对控制对象有影响的作用称为输入量。在控制 系统中,随输入量发生变化的物理量称为被控制量或输出量。 在实际条件下,一台设备或一个过程,可能受许多外部作用,但 是不可能考虑所有的外部作用,一般只考虑对输出量有重大影响 的有限数目的外部作用。在实际分析系统时,只把这些主要的外 部作用,作为输入量。 从对控制对象和输出的影响来看,输入量可分为两种不同的类 型。一种类型的输入量是保证控制对象的运行达到所要求的目标, 这一类输入量称为控制量或基准量。另一类输入量则相反,它妨 碍达到目标,这类作用称为扰动作用或扰动量。控制实际上就是 在控制系统中令输出量按照输入量的要求变化
2.1.1控制系统的几个概念 • 1.控制系统与控制对象 • 完成控制任务需要由若干分工明确的单元协同工作，其中任 何部分都不能独立完成工作，这些为完成某项控制任务而相互联 系在一起的单元构成一个控制系统，简称为系统。 • 2.输入量与输出量 • 能够进入系统对控制对象有影响的作用称为输入量。在控制 系统中，随输入量发生变化的物理量称为被控制量或输出量。 • 在实际条件下，一台设备或一个过程，可能受许多外部作用，但 是不可能考虑所有的外部作用，一般只考虑对输出量有重大影响 的有限数目的外部作用。在实际分析系统时，只把这些主要的外 部作用，作为输入量。 • 从对控制对象和输出的影响来看，输入量可分为两种不同的类 型。一种类型的输入量是保证控制对象的运行达到所要求的目标， 这一类输入量称为控制量或基准量。另一类输入量则相反，它妨 碍达到目标，这类作用称为扰动作用或扰动量。控制实际上就是 在控制系统中令输出量按照输入量的要求变化
2.1.2控制系统的基本结构 控制系统按其结构可分为开环控制系统和闭环控制系统。还 可以将两者结合起来,组成复合控制系统。系统的结构与功能是 统一的,不同的结构对应着不同的功能。同样,要具有某种功能, 也必须有相应的结构。 1开环控制系统的结构和特点 如果控制系统中,输出量不影响输入量,这种系统被称为开 环控制系统。 2闭环控制系统的基本结构特点 这一类系统把输出量直接或间接地反馈到比较环节形成闭环 结构,参与系统对输出量的控制,所以称为闭环控制系统。由于 系统是根据负反馈原理按偏差进行控制的,因此,也叫做反馈控 制系统或偏差控制系统。在闭环控制系统中,通过系统的采样环 节,提取出与输出量的变化规律相同的采样信号,由反馈通道送 入比较环节(反馈),在比较环节中采样信号与基准输入量进行比 较(相减),再利用比较之后得到的偏差信号控制驱动环节,改变 输出给控制对象(执行机构的能量大小,从而抑制内部或外部扰 动对输出量的影响,维持输出量的稳定
2.1.2控制系统的基本结构 • 控制系统按其结构可分为开环控制系统和闭环控制系统。还 可以将两者结合起来，组成复合控制系统。系统的结构与功能是 统一的，不同的结构对应着不同的功能。同样，要具有某种功能， 也必须有相应的结构。 • 1.开环控制系统的结构和特点 • 如果控制系统中，输出量不影响输入量，这种系统被称为开 环控制系统。 • 2.闭环控制系统的基本结构特点 • 这一类系统把输出量直接或间接地反馈到比较环节形成闭环 结构，参与系统对输出量的控制，所以称为闭环控制系统。由于 系统是根据负反馈原理按偏差进行控制的，因此，也叫做反馈控 制系统或偏差控制系统。在闭环控制系统中，通过系统的采样环 节，提取出与输出量的变化规律相同的采样信号，由反馈通道送 入比较环节(反馈)，在比较环节中采样信号与基准输入量进行比 较(相减)，再利用比较之后得到的偏差信号控制驱动环节，改变 输出给控制对象(执行机构)的能量大小，从而抑制内部或外部扰 动对输出量的影响，维持输出量的稳定
单片机与家用电器的接口电路 单片机要接受来自家用电器的各种状 态信号,同时又将控制信号送出,以驱动 有关部件工作,因此接口非常重要。本节 重点介绍单片机与家用电器之间的输入、 输出接口,显示接口,功率驱动接口和磁 控管接口电路的工作原理
单片机与家用电器的接口电路 • 单片机要接受来自家用电器的各种状 态信号，同时又将控制信号送出，以驱动 有关部件工作，因此接口非常重要。本节 重点介绍单片机与家用电器之间的输入、 输出接口，显示接口，功率驱动接口和磁 控管接口电路的工作原理
25.1输入信号接口 1开关信号接口 (1)门或盖开关接口 开关信号主要来自电冰 +5Ⅴ 箱、洗衣机、微波炉、电烤 箱等的门开关或盖开关,其 接口电路较为简单(如图所pPD7566 示)。当单片机pPD7566内 部有上拉电阻时,外部电阻R 可以不接。当单片机检测到 P110 SA 开关或盖开关闭合时,输入 电平为0,控制家用电器工作。 否则,输入电平为1,家用电 器停止工作
2.5.1输入信号接口 • 1.开关信号接口 • (1) 门或盖开关接口 • 开关信号主要来自电冰 箱、洗衣机、微波炉、电烤 箱等的门开关或盖开关，其 接口电路较为简单（如图所 示）。当单片机μPD7566内 部有上拉电阻时，外部电阻R 可以不接。当单片机检测到 门开关或盖开关闭合时,输入 电平为0，控制家用电器工作。 否则，输入电平为1，家用电 器停止工作