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機械電子學：機械和電氣工程中的電子控制系統（原書第6版）

為了解決arduino電磁閥的問題，作者WilliamBolton 這樣論述：

機械電子學是電子工程、機械工程、控制和電腦工程的集成，它處在無數設備、過程和技術的核心。沒有它，將無法想像現代的生活。從自動對焦照相機，到汽車發動機管理系統，從達到新技術發展水準的機器人，到普通的洗衣機，機械電子都參與其中。本書對機械電子學領域做了清晰和全面的介紹。通過實踐和應用，有助於您獲得所需的綜合能力來理解和設計機電一體化系統。它同樣也深入闡述機械電子學的原理，為形成一種真正的跨學科和綜合化的工程方法提供一個思維框架。 威廉·博爾頓（William Bolton）曾擔任英國商業與技術委員會（BTEC）繼續教育的顧問以及研發和監控的負責人，他編著了多部成功的工程教科書，

包括《Mechatronics》《Engineering Science》《Higher Engineering Science》《Mechanical Science》《Instrumentation and Control Systems》等，被國外各大學廣泛採用，獲得了很好的反響。 出版者的話 譯者序 前言 第一部分 概述 第1章 機械電子學導論1 1.1 什麼是機械電子學1 1.1.1 機電一體化系統實例1 1.1.2 嵌入式系統2 1.2 設計流程2 1.2.1 傳統的機械電子學設計3 1.3 系統4 1.3.1 系統建模4 1.3.2 連接系統5 1.4 測量系

統5 1.5 控制系統6 1.5.1 回饋6 1.5.2 開環與閉環系統7 1.5.3 閉環系統的基本要素8 1.5.4 類比和數位控制系統11 1.5.5 順序控制器14 1.6 可程式設計邏輯控制器15 1.7 機電一體化系統的例子16 1.7.1 數碼相機與自動對焦16 1.7.2 發動機管理系統17 1.7.3 MEMS和汽車安全氣囊18 本章小結18 習題19 第二部分 感測器與信號調理 第2章 感測器和變送器21 2.1 感測器和變送器簡介21 2.1.1 智慧感測器21 2.2 性能術語22 2.2.1 靜態和動態特性24 2.3 位移、位置和接近25 2.3.1 電位器感測器2

5 2.3.2 應變片26 2.3.3 電容元件27 2.3.4 差動變壓器29 2.3.5 渦流式接近感測器30 2.3.6 電感式接近開關30 2.3.7 光學編碼器30 2.3.8 氣動感測器32 2.3.9 接近開關32 2.3.10 霍爾效應感測器33 2.4 速度和運動34 2.4.1 增量式編碼器34 2.4.2 測速發電機34 2.4.3 熱釋電感測器35 2.5 力36 2.5.1 應變式稱重感測器36 2.6 流體壓力36 2.6.1 壓電感測器38 2.6.2 觸覺感測器39 2.7 液體流動39 2.7.1 孔板39 2.7.2 渦輪流量計40 2.8 液位40 2.8

.1 浮塊40 2.8.2 壓差40 2.9 溫度40 2.9.1 雙金屬片41 2.9.2 電阻溫度檢測器41 2.9.3 熱敏電阻41 2.9.4 熱敏二極體和電晶體42 2.9.5 熱電偶42 2.10 光敏感測器44 2.11 感測器的選擇45 2.12 通過開關輸入資料45 2.12.1 消抖46 2.12.2 鍵盤47 本章小結47 習題47 第3章 信號調理50 3.1 信號調理簡介50 3.1.1 信號調理流程50 3.2 運算放大器51 3.2.1 反相放大器51 3.2.2 同相放大器52 3.2.3 加法放大器52 3.2.4 積分和微分放大器53 3.2.5 差分放大器

54 3.2.6 對數放大器56 3.2.7 比較器57 3.2.8 實際放大器58 3.3 保護59 3.4 濾波60 3.5 惠斯通電橋61 3.5.1 溫度補償62 3.5.2 熱電偶補償64 3.6 脈衝調製64 3.7 與信號相關的問題65 3.7.1 接地65 3.7.2 電磁干擾66 3.8 功率輸送67 本章小結67 習題68 第4章 數位信號69 4.1 數位信號簡介69 4.1.1 二進位數字69 4.2 類比信號和數位信號69 4.2.1 採樣定理71 4.2.2 數模轉換71 4.3 數模轉換器和模數轉換器71 4.3.1 DAC71 4.3.2 ADC73 4.3.3

採樣和保持放大器76 4.4 多工器77 4.4.1 數位多工器77 4.4.2 時分多工78 4.5 資料獲取78 4.5.1 資料精度79 4.5.2 錯誤檢測的同位方法79 4.6 數位信號處理80 本章小結81 習題81 第5章 數位邏輯82 5.1 數位邏輯簡介82 5.2 邏輯門82 5.2.1 AND門82 5.2.2 OR門83 5.2.3 NOT門84 5.2.4 NAND門84 5.2.5 NOR門85 5.2.6 XOR門85 5.2.7 邏輯門的組合86 5.2.8 邏輯系列與積體電路87 5.3 邏輯門的應用88 5.3.1 校驗位元發生器88 5.3.2 數字比較

器88 5.3.3 編碼器89 5.3.4 解碼器89 5.4 時序邏輯93 5.4.1 觸發器93 5.4.2 同步系統94 5.4.3 JK觸發器95 5.4.4 D觸發器96 5.4.5 寄存器97 5.4.6 555計時器97 本章小結98 習題98 第6章 資料顯示系統100 6.1 顯示方式100 6.1.1 負載效應100 6.2 資料顯示元件101 6.2.1 類比儀錶和數位儀錶101 6.2.2 類比圖記錄儀101 6.2.3 陰極射線示波器101 6.2.4 視覺顯示單元102 6.2.5 印表機103 6.3 磁記錄104 6.3.1 磁記錄碼105 6.3.2 磁片10

7 6.4 光學記錄107 6.5 顯示器108 6.5.1 發光二極體109 6.5.2 液晶顯示器110 6.6 資料獲取系統111 6.6.1 電腦與插件板111 6.6.2 資料記錄器113 6.7 測量系統114 6.7.1 用於檢測提起重量的稱重感測器114 6.7.2 溫度警報系統115 6.7.3 滑輪的角位置115 6.7.4 溫度測量的二進位輸出116 6.8 測試和校準116 6.8.1 校準117 本章小結118 習題118 第三部分 驅動 第7章 氣動與液壓驅動系統121 7.1 驅動系統121 7.2 氣動與液壓系統121 7.2.1 液壓系統121 7.2.2 氣

動系統123 7.2.3 閥124 7.3 方向控制閥124 7.3.1 閥的符號125 7.3.2 先導閥126 7.3.3 單向閥127 7.4 壓力控制閥127 7.5 缸體128 7.5.1 缸的順序控制130 7.6 伺服和比例控制閥132 7.7 程序控制閥132 7.7.1 閥體和閥芯133 7.7.2 控制閥的尺寸計算135 7.7.3 流體控制系統舉例135 7.8 旋轉驅動器136 本章小結136 習題137 第8章 機械驅動系統139 8.1 機械系統139 8.2 運動類型139 8.2.1 自由度和約束140 8.2.2 負載141 8.3 運動鏈141 8.3.1

四杆鏈141 8.3.2 滑塊曲柄機構142 8.4 凸輪143 8.5 齒輪145 8.5.1 齒輪系146 8.5.2 轉動和平動的轉換147 8.6 棘輪和棘爪147 8.7 帶傳動和鏈傳動147 8.7.1 帶的類型148 8.7.2 鏈傳動149 8.8 軸承149 8.8.1 徑向滑動軸承149 8.8.2 球軸承和滾柱軸承150 8.8.3 軸承的選擇151 本章小結151 習題151 第9章 電氣驅動系統153 9.1 電氣系統153 9.2 機械開關153 9.2.1 繼電器153 9.3 固態開關154 9.3.1 二極體155 9.3.2 晶閘管和三端雙向可控矽元件155

9.3.3 雙極型電晶體157 9.3.4 MOSFET159 9.4 螺線管159 9.5 直流電動機160 9.5.1 有刷直流電動機161 9.5.2 含勵磁線圈的有刷直流電動機162 9.5.3 有刷直流電動機的控制163 9.5.4 無刷永磁直流電動機165 9.6 交流電動機167 9.7 步進電動機168 9.7.1 步進電動機技術參數169 9.7.2 步進電動機控制170 9.7.3 步進電動機的選擇172 9.8 電動機選擇173 9.8.1 慣量匹配173 9.8.2 轉矩要求174 9.8.3 功率要求175 本章小結175 習題176 第四部分 微處理器系統 第10

章 微處理器和微控制器177 10.1 控制177 10.2 微處理器系統177 10.2.1 匯流排177 10.2.2 微處理器179 10.2.3 記憶體181 10.2.4 輸入/輸出183 10.2.5 系統示例184 10.3 微控制器186 10.3.1 摩托羅拉M68HC11187 10.3.2 Intel 8051191 10.3.3 Microchip微控制器193 10.3.4 Atmel AVR微控制器和Arduino198 10.3.5 選擇微控制器200 10.4 應用200 10.4.1 溫度測量系統201 10.4.2 家用洗衣機201 10.5 程式設計202

10.5.1 偽代碼202 本章小結203 習題204 第11章 組合語言205 11.1 語言205 11.2 指令集205 11.2.1 定址208 11.2.2 資料移動209 11.3 組合語言程式210 11.3.1 組合語言程式的範例211 11.4 副程式215 11.4.1 延時副程式215 11.5 查閱資料表217 11.5.1 步進電動機的控制延時218 11.6 嵌入式系統220 11.6.1 嵌入式程式220 本章小結222 習題223 第12章 C語言224 12.1 為什麼選擇C語言224 12.2 程式結構224 12.2.1 主要特徵224 12.2.2 一

個C程式的示例228 12.3 分支和迴圈228 12.4 陣列231 12.5 指針232 12.5.1 指針的算數運算232 12.5.2 指標和陣列233 12.6 程式開發233 12.6.1 標頭檔233 12.7 程式的示例234 12.7.1 電動機的起動與停止234 12.7.2 讀ADC通道234 12.8 Arduino程式設計235 本章小結238 習題238 第13章 輸入/輸出系統240 13.1 介面240 13.2 輸入/輸出定址240 13.2.1 輸入/輸出寄存器241 13.3 介面要求242 13.3.1 緩衝器243 13.3.2 握手243 13.3.

3 輪詢和中斷244 13.3.4 序列介面247 13.4 外設介面適配器247 13.4.1 PIA初始化249 13.4.2 通過PIA連接中斷信號250 13.4.3 與PIA介面的例子251 13.5 串列通信介面251 13.5.1 微處理器的序列介面253 13.6 介面的示例254 13.6.1 通過解碼器控制七段數碼管254 13.6.2 類比介面256 本章小結257 習題257 第14章 可程式設計邏輯控制器258 14.1 簡介258 14.2 PLC基本結構258 14.2.1 輸入/輸出258 14.2.2 輸入程式260 14.2.3 PLC的形式260 14.3

輸入/輸出處理261 14.3.1 持續更新261 14.3.2 大規模輸入/輸出複製261 14.3.3 輸入/輸出位址261 14.4 梯形圖程式設計261 14.4.1 邏輯函數263 14.5 指令清單264 14.5.1 指令清單和邏輯函數265 14.5.2 指令清單和分支程式265 14.6 自鎖和內部繼電器266 14.6.1 內部繼電器266 14.7 順序控制268 14.8 計時器與計數器269 14.8.1 計時器269 14.8.2 計數器270 14.9 移位暫存器271 14.10 主控指令和跳轉指令控制272 14.10.1 跳轉273 14.11 資料處理2

73 14.11.1 資料移動274 14.11.2 資料比較274 14.11.3 算數運算274 14.11.4 代碼轉換275 14.12 模擬輸入/輸出275 本章小結276 習題276 第15章 通信系統279 15.1 數位通信279 15.2 集中式、分層式與分散式控制279 15.2.1 並行與串列資料傳輸280 15.2.2 串列資料通信方式280 15.3 網路281 15.3.1 網路存取控制282 15.3.2 寬頻與基帶282 15.4 協議282 15.5 開放系統互相連線通信模型283 15.5.1 網路標準284 15.6 串列通信介面285 15.6.1 RS

-232285 15.6.2 20mA電流環287 15.6.3 I2C匯流排287 15.6.4 CAN匯流排288 15.6.5 USB289 15.6.6 相線290 15.7 並行通信介面290 15.7.1 其他匯流排292 15.8 無線協議293 本章小結293 習題294 第16章 故障檢測295 16.1 故障檢測技術295 16.2 看門狗計時器296 16.3 同位與誤碼檢測296 16.4 常見的硬體故障298 16.4.1 感測器298 16.4.2 開關和繼電器298 16.4.3 電動機298 16.4.4 液壓和氣動系統298 16.5 微處理器系統298 16

.5.1 故障檢測技術299 16.5.2 系統故障定位方法301 16.5.3 自測試系統301 16.6 模擬和模擬301 16.6.1 模擬302 16.7 PLC系統302 16.7.1 程式測試302 16.7.2 輸入/輸出測試303 16.7.3 PLC作為系統的監視器303 本章小結304 習題305 第五部分 系統模型 第17章 基本系統模型307 17.1 數學模型307 17.2 機械系統模組308 17.2.1 轉動系統309 17.2.2 構建一個機械系統310 17.3 電氣系統模組313 17.3.1 構建電氣系統模型314 17.3.2 電氣和機械系統的比較31

6 17.4 流體系統模組316 17.4.1 構建流體系統模型319 17.5 熱力系統模組322 17.5.1 構建熱系統模型323 本章小結324 習題324 第18章 工程系統模型327 18.1 工程系統327 18.2 轉動－平動系統327 18.3 機電一體化系統328 18.3.1 電位器328 18.3.2 直流電動機328 18.4 線性度330 18.5 液壓機械系統332 本章小結334 習題334 第19章 系統的動態回應335 19.1 動態系統建模335 19.1.1 微分方程335 19.2 術語335 19.2.1 自然回應與受迫回應335 19.2.2 瞬態

與穩態回應336 19.2.3 輸入的形式336 19.3 一階系統337 19.3.1 自然回應337 19.3.2 受迫輸入回應338 19.3.3 一階系統的例子339 19.3.4 時間常量340 19.4 二階系統341 19.4.1 自然回應342 19.4.2 有受迫輸入時的回應344 19.4.3 二階系統的例子345 19.5 二階系統的性能指標346 19.6 系統辨識348 本章小結348 習題349 第20章 系統傳遞函數352 20.1 傳遞函數352 20.1.1 拉普拉斯變換353 20.2 一階系統354 20.2.1 具有階躍輸入的一階系統354 20.2.2

一階系統的例子354 20.3 二階系統356 20.3.1 具有階躍輸入的二階系統356 20.3.2 二階系統的例子357 20.4 串聯的系統357 20.4.1 串聯系統的例子357 20.5 帶回饋環的系統358 20.5.1 負反饋系統的例子358 20.6 極點位置對瞬態回應的影響359 20.6.1 s平面360 20.6.2 校正360 本章小結361 習題361 第21章 頻率回應363 21.1 正弦輸入363 21.1.1 系統對正弦輸入的回應363 21.2 相量363 21.2.1 相量方程364 21.3 頻率回應365 21.3.1 一階系統的頻率回應365

21.3.2 二階系統的頻率回應367 21.4 伯德圖367 21.4.1 G（s）=K的伯德圖367 21.4.2 G（s）=1/s的伯德圖368 21.4.3 一階系統的伯德圖368 21.4.4 二階系統的伯德圖369 21.4.5 建立伯德圖369 21.4.6 系統辨識372 21.5 性能指標374 21.6 穩定性374 本章小結375 習題375 第22章 閉環控制系統377 22.1 連續與離散控制過程377 22.1.1 開環與閉環控制系統377 22.2 術語378 22.2.1 滯後378 22.2.2 穩態誤差378 22.2.3 控制模式379 22.3 兩步控制

模式380 22.4 比例模式381 22.4.1 電子比例控制器381 22.4.2 系統回應382 22.5 微分控制382 22.5.1 比例微分（PD）控制383 22.6 積分控制383 22.6.1 比例積分（PI）控制384 22.7 PID控制器385 22.7.1 運算放大器PID電路385 22.8 數字控制器386 22.8.1 控制模式的實現386 22.8.2 採樣速率387 22.8.3 電腦控制系統387 22.9 控制系統性能387 22.10 控制器校正388 22.10.1 階躍回應法388 22.10.2 臨界比例度法389 22.11 速度控制389 2

2.12 自我調整控制390 22.12.1 變增益控制391 22.12.2 自校正391 22.12.3 模型參考自我調整系統392 本章小結392 習題392 第23章 人工智慧394 23.1 什麼是人工智慧394 23.1.1 自我調控394 23.2 感知和識別394 23.2.1 識別394 23.2.2 神經網路395 23.3 推理395 譯者序本書是WilliamBolton先生編寫的機械電子學國際通用教材，內容涵蓋感測器與信號調理、數位信號、數位邏輯、資料顯示系統、氣動和液壓驅動系統、機械驅動系統、電氣驅動系統、微處理器、組合語言、C語言、輸入/輸出系

統、PLC、通信系統、故障檢測、系統模型、系統的動態回應、系統傳遞函數、頻率回應、閉環控制系統、人工智慧、機電系統設計案例等，是一本多學科交叉融合的綜合性教材。該教材理論講解深入淺出，體系結構完整，機械電子結合充分，習題豐富，一直被國外各大學採用，獲得了非常好的評價。 通過翻譯引進該教材，可借鑒國外機械電子教學的先進經驗，有利於推動國內大學機械電子課程教學與國外大學的接軌，進而推動我國本科生和研究生課程的國際化建設。 本書不僅可以作為高等院校的機械、電氣、控制工程等工科專業本科生和研究生的教材，還可作為廣大工程技術人員的參考書。 本書第3～5、9～12、14、16～19、21、23、24

章和索引由付莊翻譯，第1章由付莊、管恩廣翻譯，第2章由付莊、蔡雄風翻譯，第6章由宋陽翻譯，第7章由鄭望望翻譯，第8章由鄧文昊翻譯，第13章由錢歡翻譯，第15章由翟嘉心翻譯，第20章由湯智誠翻譯，第22章由劉基昊翻譯。附錄A由周航飛翻譯，附錄B、C由楊凇翻譯，附錄D、F由劉文紅翻譯，附錄E由薛美風翻譯，附錄G由魏振紅翻譯。 第2、4、7、10、11、13、20章和附錄由付莊初校，第3章由魏振紅初校，第5章由盛致愉初校，第6章由鄧文昊初校，第9章由俞港初校，第17章由周航飛初校，第1、16、18、21、23章由管恩廣初校，第8、19章由詹世濤初校，第22章由曹峰初校，第12章由李爽初校，第24章由

鄭望望初校。付莊進行了全書的總審校，編寫了原書的勘誤表，並修正了書中的錯誤和疏漏之處。 本書的翻譯還得到了上海交通大學“機電一體化系統設計”研究生公共基礎課建設項目的支持和許多老師、同學的幫助，並參考了相關的資料，在此對這些資料的作者以及相關的老師和同學表示衷心的感謝。 由於譯者水準有限，本書錯譯漏譯等不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。 譯者2018年2月

Arduino高級開發權威指南（原書第2版）

為了解決arduino電磁閥的問題，作者（美）巴雷特 這樣論述：

是Arduino開源硬件資深專家數年一線工作經驗結晶。《Arduino高級開發權威指南(原書第2版)》深入淺出地介紹了Arduino微控制器與Arduino的概念。第1章和第2章簡要介紹了Arduino的概念、ArduinoUNOR3控制板，以及使用Atmel公司ATmega328控制器的UNOR3控制板的主要功能特性，同時為新手提供了編程簡介，包括Arduino的開發環境以及如何燒寫程序。第3章主要介紹嵌入式系統的設計過程，讓你能以系統考量和循序漸進的方式輕松應對設計復雜系統的問題。第4～7章具體介紹了ATmega328微控制器的工程資料以及端口技術，涉及串行數據通信子系統、模數轉換器、中斷

子系統、定時器子系統。第8章展示了一系列應用樣例，例如，自動風扇制冷系統、藝術燈光系統、飛行模擬器操控面板、潛水機器人、氣象站等。Steven Fl Barrett博士分別於1979年在內布拉斯加州立大學(奧馬哈)獲得電機工程學士學位，1986年在愛達荷大學(莫斯科)獲得電機工程碩士學位，1993年在得克薩斯州立大學奧斯汀分校獲得博士學位。他是IEEE高級會員，研究方向涉及數字與模擬圖像處理、計算機輔助激光手術和嵌入式控制系統。他是懷俄明州和科羅拉多州注冊認證的專業工程師。他與Darliel Pack博士著有6本關於嵌入式微控制器和嵌入式系統方面的教材。他分別於2004年因為在教育方面的傑出成

就而獲得卡內基基金會授予的「懷俄明州年度最佳教授」，2008年獲得NSPE(美國國家專業工程師學會)授予的專業工程師高等教育獎和高等教育優秀獎。潘鑫磊，資深創客，現供職於DFROBOT。他 是國內最早一批Arduino愛好者，在嵌入式系 統和硬件開發方面擁有非常豐富的經驗。他 開發的項目涉及Arduino硬件模塊、互動控制 產品、機器人等。 前言第1章　入門 11.1　概述 11.2　入門 11.3　Arduino UNO R3 31.4　案例：自主迷宮導航機器人 51.4.1　結構圖 61.4.2　UML活動圖 71.4.3　Arduino UNO R3系統 71.5　A

rduino開源原理圖 71.6　其他基於Arduino的硬件平台 91.7　擴展Arduino平台的硬件功能特性 91.8　Arduino軟件 101.9　Arduino UNO R3/ATmega328芯片硬件功能 101.9.1　內存單元 121.9.2　端口系統 121.9.3　內部系統 131.10　應用：Arduino設備套件 161.11　小結 171.12　參考文獻 171.13　本章習題 17第2章　編程 182.1　概述 182.2　編程大圖 182.3　解析程序 202.3.1　注釋 212.3.2　包含文件 212.3.3　函數 222.3.4　程序常量 242.3.5

　中斷處理器定義 242.3.6　變量 242.3.7　主程序 252.4　基本的編程概念 252.4.1　運算符 252.4.2　編程結構 292.4.3　決策處理 302.5　Arduino開發環境 322.5.1　背景 332.5.2　Arduino開發環境簡介 332.5.3　速寫本概念 342.5.4　Arduino軟件、庫以及Arduino語言參考資料 342.6　應用1：機器人紅外距離傳感器 362.7　應用2：藝術照明系統 392.8　小結 392.9　參考文獻 402.10　本章習題 40第3章　嵌入式系統設計 413.1　什麼是嵌入式系統 413.2　嵌入式系統設計流程 4

23.2.1　項目說明 423.2.2　背景研究 423.2.3　前期設計 433.2.4　設計 433.2.5　實現原型 453.2.6　初步測試 453.2.7　完整並准確的文檔記錄 463.3　案例：Blinky 602A自主迷宮導航機器人系統設計 463.4　應用：Blinky 602A機器人的控制算法 513.5　小結 573.6　參考文獻 583.7　本章習題 58第4章　串行數據通信子系統 594.1　概述 594.2　串行通信 594.3　串行通信術語 604.4　串行USART 624.5　串行系統運行以及使用Arduino開發環境功能編程 654.6　串行系統運行以及在C開

發環境中的編程 684.7　SPI在Arduino開發環境中編程 714.8　SPI在C開發環境中編程 724.9　兩線串行接口——TWI 734.10　應用1：SD/MMC卡模塊通過USART擴展 734.11　應用2：通過ISP對ArduinoUNO R3控制板的ATmega328芯片編程 764.12　小結 784.13　參考文獻 784.14　本章習題 78第5章　模數轉換器 795.1　概述 795.2　采樣、量化和編碼 805.3　模數轉換過程 835.3.1　換能器接口設計電路 835.3.2　運算放大器 855.4　模數轉換技術 885.5　Atmel公司的ATmega328芯

片ADC系統 895.5.1　框架圖 895.5.2　寄存器 905.6　使用Arduino開發環境為模數轉換功能編程 925.7　使用C開發環境為模數轉換功能編程 925.8　實例：ADC雨量計指示燈 935.8.1　ADC雨量計指示燈（使用Arduino開發環境） 945.8.2　ADC雨量計指示燈（使用C開發環境） 975.8.3　ADC雨量計指示燈（基於Arduino開發環境的C編程混合優化） 1025.9　一位模數轉換（閾值檢測器） 1035.10　數模轉換器（DAC） 1055.10.1　數模轉換器（使用Arduino開發環境） 1065.10.2　數模轉換器（外接轉換器） 106

5.11　應用：藝術作品照明系統——優化 1075.12　小結 1095.13　參考文獻 1105.14　本章習題 111第6章　中斷子系統 1126.1　概述 1126.2　ATmega328中斷系統 1136.3　中斷編程 1136.4　基於C語言及Arduino開發環境的中斷編程 1146.4.1　外部中斷編程 1146.4.2　內部中斷編程 1176.5　前台處理和后台處理 1216.6　中斷例程 1216.6.1　C語言中的實時時鍾 1216.6.2　Arduino開發環境中的實時時鍾 1236.6.3　用C語言中斷驅動的USART 1256.7　小結 1346.8　參考文獻 134

6.9　本章習題 134第7章　定時器子系統 1367.1　概述 1367.2　有關定時器的術語 1367.2.1　頻率 1377.2.2　周期 1377.2.3　占空比 1377.3　定時器系統概述 1387.4　應用 1397.4.1　輸入捕捉——測量外部定時事件 1407.4.2　計數事件 1407.4.3　輸出比較——對外部設備接口產生定時信號 1417.4.4　工業實施案例研究（PWM） 1417.5　Atmel公司的ATmega328控制器上的定時器系統概述 1427.6　Timer 0系統 1437.6.1　運行模式 1447.6.2　Timer 0寄存器 1467.7　Time

r 1 1487.7.1　Timer 1寄存器 1497.8　Timer 2 1517.9　利用Arduino開發環境中內置的時鍾功能在Arduino UNO R3控制板上編程 1547.10　用C語言編寫定時器系統 1547.10.1　C語言中的精確延時 1547.10.2　C語言中的PWM 1567.10.3　在C語言中輸入捕獲模式 1577.11　基於C語言的伺服電機控制的PWM系統 1587.12　小結 1627.13　參考文獻 1627.14　本章習題 163第8章　Atmel AVR系列微控制器運行參數和接口 1648.1　概述 1648.2　運行參數 1658.3　電池供電 16

78.3.1　嵌入式系統電壓和電流消耗規格 1678.3.2　電池特性 1678.4　輸入設備 1688.4.1　開關 1688.4.2　開關接口電路中的上拉電阻 1698.4.3　開關去抖動 1698.4.4　鍵盤 1708.4.5　傳感器 1748.4.6　LM34溫度傳感器案例 1768.5　輸出設備 1768.5.1　發光二極管 1768.5.2　七段碼LED顯示 1768.5.3　代碼樣例 1788.5.4　三態LED指示燈 1798.5.5　點陣屏 1808.5.6　使用C編程液晶字符顯示屏（LCD） 1828.5.7　使用Arduino開發環境編程液晶字符顯示屏（LCD） 188

8.5.8　大功率直流設備 1898.6　直流電磁閥控制 1898.7　直流電機速度和方向控制 1908.7.1　直流電機運行參數 1918.7.2　H橋方向控制 1918.7.3　伺服電機接口 1928.7.4　步進電機控制 1928.7.5　交流設備 1988.8　驅動其他設備 1998.8.1　報警器、蜂鳴器 1998.8.2　振動電機 1998.9　擴展實例1：自動風扇制冷系統 2008.10　擴展實例2：藝術燈光系統 2078.11　擴展實例3：飛行模擬器操控面板 2118.12　擴展實例4：潛水機器人 2318.12.1　需求 2338.12.2　結構圖 2338.12.3　電路圖

2348.12.4　UML活動圖 2348.12.5　微控制器程序 2358.12.6　項目衍生 2378.13　擴展實例5：氣象站 2378.13.1　需求 2378.13.2　結構圖 2388.13.3　電路圖 2388.13.4　UML活動圖 2408.13.5　微控制器程序 2418.14　小結 2488.15　參考文獻 2488.16　本章習題 249附錄A　 ATmega328寄存器設置 252附錄B　ATmega328頭文件 256

實作自動化豐年蝦孵化器

為了解決arduino電磁閥的問題，作者何明宸 這樣論述：

豐年蝦是幼魚的主要飼料之一，若頻繁餵食幼魚將導致豐年蝦消耗速度過快，故擴大豐年蝦的產量有其必要性。由於豐年蝦的傳統孵化步驟需要透過人工操作調整，且整個孵化過程需耗費18至24小時，故繁雜且耗時。因此若要提供足夠的豐年蝦作為幼魚主要的飼料需花費過高的時間成本。為減少豐年蝦孵化的時間成本，本論文係透過建置一套豐年蝦自動孵化器，實作上以Arduino為開發的作業系統，導入自動化系統用以取代傳統的孵化流程，簡化孵化程序。實驗結果驗證藉由自動化流程的設計取代傳統人工孵化流程，是可以縮短豐年蝦孵化時間，同時也縮短在飼料餵食所耗費的時間。