温度传感器的类型

温度传感器的类型2009-05-0900:13温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器(见下表)。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。热电偶应用很广泛，因为它们非常坚固而且不太贵。热电偶有多种类型，它们覆盖非常宽的温度范围，从?C200℃到2000℃。它们的特点是：低灵敏度、低稳定性、中等精度、响应速度慢、高温下容易老化和有漂移，以及非线性。另外，热电偶需要外部参考端。RTD精度极高且具有中等线性度。它们特别稳定，并有许多种配置。但它们的最高工作温度只能达到400℃左右。它们也有很大的TC，且价格昂贵(是热电偶的4～10倍)，并且需要一个外部参考源。模拟输出IC温度传感器具有很高的线性度(如果配合一个模数转换器或ADC可产生数字输出)、低成本、高精度(大约1%)、小尺寸和高分辨率。它们的不足之处在于温度范围有限(?C55℃～＋150℃)，并且需要一个外部参考源。数字输出IC温度传感器带有一个内置参考源，它们的响应速度也相当慢(100ms数量级)。虽然它们固有地会自身发热，但可以采用自动关闭和单次转换模式使其在需要测量之前将IC设置为低功耗状态，从而将自身发热降到最低。与热敏电阻、RTD和热电偶传感器相比，IC温度传感器具有很高的线性，低系统成本，集成复杂的功能，能够提供一个数字输出，并能够在一个相当有用的范围内进行温度测量。pt100温度传感器原理PT100是一个温度传感器,是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在-200℃至650℃的范围.电阻式温度检测器(RTD,ResistanceTemperatureDetector)是一种物质材料作成的电阻,它会随温度的上升而改变电阻值,如果它随温度的上升而电阻值也跟著上升就称为正电阻係数,如果它随温度的上升而电阻值反而下降就称为负电阻系数。大部分电阻式温度检测器是以金属作成的,其中以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,最为稳定－耐酸碱、不会变质、相当线性...,最受工业界采用。PT100温度感测器是一种以白金(Pt)作成的电阻式温度检测器,属于正电阻系数,其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT)其中α=0.00392,Ro为100Ω(在0℃的电阻值),T为摄氏温度<br>因此白金作成的电阻式温度检测器,又称为PT100。1：Vo=2.55mA×100(1+0.00392T)=0.255+T/1000。2：量测Vo时,不可分出任何电流,否则量测值会不準。电路分析由于一般电源供应较多零件之后,电源是带杂讯的,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,由于7.2V齐纳二极体的作用,使得1K电阻和5K可变电阻之电压和为6.5V,靠5K可变电阻的调整可决定电晶体的射(集极)极电流,而我们须将集极电流调为2.55mA,使得量测电压V如箭头所示为0.255+T/1000。其后的非反向放大器,输入电阻几乎无限大,同时又放大10倍,使得运算放大器输出为2.55+T/100。6V齐纳二极体的作用如7.2V齐纳二极体的作用,我们利用它调出2.55V,因此电压追随器的输出电压V1亦为2.55V。其后差动放大器之输出为Vo=10(V2-V1)=10(2.55+T/100-2.55)=T/10,如果现在室温为25℃,则输出电压为2.5V。工作原理:传感器的接入非常简单,从系统的5V供电端仅仅通过一支3K92的电阻就连接到PT100了.这种接法通常会引起严重的非线性问题,但是.由于有了单片机的软件校正作为后盾,因此就简化了传感器的接入方式

温度传感器主要是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。有不少元件、材料的特性都会随着温度的变化而变化，所以说能作为温度传感器的材料应该说是比较多的。温度传感器会随温度变化而引起物理参数变化的有：电阻、膨胀、电容、而磁性能、电动势、频率、光学特性及热噪声等等。伴随着工业生产的不断发展，新型的温度传感器还将会不断的涌现在我们的生产生活接口类型指的是电子白板与电脑系统采用何种方式进行连接。目前电子白板与电脑连接常见的接口类型：有并口（也有称之为IEEE1284，Centronics）和串口（也有称之为RS-232接口的）和USB接口。

并口又称为并行接口。目前，并行接口主要作为打印机端口，采用的是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。目前计算机基本上都配有并口。

串口叫做串行接口，现在的PC机一般有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此若要进行较长距离的通信时，应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，也称之为RS-232接口，而COM2有的使用的是老式的DB25针连接器，也称之为RS-422接口，不过目前已经很少使用。

USB即“UniversalSerialBus”，中文名称为通用串行总线。这是近几年逐步在PC领域广为应用的新型接口技术。USB接口具有传输速度更快，支持热插拔以及连接多个设备的特点。目前已经在各类外部设备中广泛的被采用。目前USB接口有两种：USB1.1和USB2.0。理论上USB1.1的传输速度可以达到12Mbps/秒，而USB2.0则可以达到速度480Mbps/秒，并且可以向下兼容USB1.1。

学习笔记计算机维护计算机的基本构成及工作原理1945年，美籍著名数学家冯·诺依曼提出了存储程序的设计思想。直至今日，60年多来，虽然计算机技术在不断的改进和发展，但是目前大多数的计算机任采用冯·诺依曼原理。计算机系统由硬件和软件构成计算机的硬件部分（按功能分）：输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器。计算机硬件一般包括（按种类分）：主板、CPU、内存、显卡、硬盘、声卡、电源、光驱、网卡、显示器、键盘和鼠标等。计算机的软件部分：系统软件和应用软件输入设备计算机的工作需要指令信息，使计算机获得信息的设备我们称为输入设备。常见的输入设备有：键盘、鼠标、光笔、扫描仪、话筒、触摸屏等。输出设备计算机把信息处理的结果以人们能够识别的形式表现出来的设备我们称为输出设备。常见的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪。内存储器内存储器简称内存，用于存储程序和数据。内存储器分为两种：只读存储器(ROM，Read-onlyMemory)只能读出信息，不能写入信息，当计算机断电以后ROM中的信息不会丢失，是一种永久的存储器。随机存储器(RAM，RandomAccessMemory)其中的信息可读、可写、可修改，当计算机断电以后RAM中的信息将丢失。硬盘1、硬盘的转速(RotationlSpeed)硬盘的转速有4500rpm、5400rpm、7200rpm、甚至10000rpm。理论上，转速越快越好。因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间。可是转速越快发热量越大，不利于散热。2、硬盘接口接口界面标准也是影响硬盘速度的一个因素，硬盘的接口分为EIDE(EnhancedIntelgratedDeviceElectronics)和SCSI(SmallComputerSystemInterface,小型计算机界面)两种。对比EIDE接口硬盘和SCSI接口硬盘,EIDE的价格便宜，性能好，容易安装；能增加的外设较少；CPU占用率低则为33％，高则达50％以上，SCSI的性能则更好，速度更快，CPU占用率为4％到6％，提供更多的CPU资源。3、硬盘的缓存。由于硬盘的内部数据传输速度（数据从碟片到高速缓存的速度）和介面传输速度（从硬盘高速缓存到系统主存的速度）不同。因此需要缓存来做一个速度适配器。目前市面上主流硬盘的缓存几乎都已经加到了8MB，还有一些低端的是512KB。CPU（1）中央处理器中央处理器简称CPU（CentralProcessingUnit），它是计算机系统的核心，包括运算器和处理器两部分。计算机所发生的全部动作都受CPU的控制。其中，运算器主要完成各种共=算术运算和逻辑运算，是对信息加工和处理的部件，由进行运算的运算器件和用来暂时寄存数据的寄存器、累加器等组成。控制器是对计算机发布命令的“决策机构”，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件作出相应控制。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。中央处理器是计算机的心脏,CPU品质的高低直接决定了计算机系统的档次。能够处理数据位数是CPU的一个最重要的品质标志。人们通常所说的16位机、32位机、64位机即指CPU可同时处理16位、32位、64位的二进制数据。（2）高速缓冲存储器

为提高CPU的处理速度，当今计算机中大都配有高速缓冲存储器（cache），也称缓存，实际上是一种特殊的高速存储器。缓存的存取速度比内存要快，所以就提高了处理速度。多数现代计算机都配有两级缓存。一级缓存也叫主缓存，或内部缓存，直接设计在CPU芯片内部。一级缓存容量很小，通常在8KB~64KB之间。二级缓存也叫外部缓存，其速度比一级缓存稍慢，但容量较大，多在64KB~2MB之间。人们讨论缓存时，通常是指外部缓存。当CUP需要指令或数据时，实际检索存储器的顺序是：首先检索一级缓存，然后二级缓存，再往后是RAM。系统安全电脑安全问题一直以来都是个最重要的一个问题，也是电脑爱好者最关心的一个问题。它是个大话题涉及到电脑的方方面面，三言两语是说不清楚的，也不是几天就能够学会的。在这里我总结了一些系统安全配置方面的知识，希望对大家有所帮助。因为只有一台安全的电脑才可以预防病毒的骚扰、抵御黑客的入侵。安装过程1、有选择性地安装组件

安装操作系统时请用NTFS格式，不要按Windows2000的默认安装组件，本着“最少的服务+最小的权限=最大的安全”原则，只选择安装需要的服务即可。例如：不作为Web服务器或FTP服务器就不安装IIS。常用Web服务器需要的最小组件是：Internet服务管理器、WWW服务器和与其有关的辅助服务。如果是默认安装了IIS服务自己又不需要的就将其卸载。卸载办法：开始---->设置---->控制面板---->添加删除程序---->添加/删除Windows组件，在“windows组件向导”的“组件（C）：”中将“Internet信息服务（IIS）”前面小框中的√去掉，然后“下一步”就卸载了IIS。---->---->---->---->

2、网络连接

在安装完成Windows2000操作系统后，不要立即连入网络，因为这时系统上的各种程序还没有打上补丁，存在各种漏洞，非常容易感染病毒和被入侵，此时应该安装杀毒软件和防火墙。杀毒软件和防火墙推荐使用诺顿企业版客户端（若做服务器则用服务端）和黑冰（Blackice）防火墙。接着，再把下面的事情做完后再上网。网络服务安全管理1、关闭不需要的服务

只留必需的服务，多一些服务可能会给系统带来更多的安全因素。如Windows2000的TerminalServices（终端服务）、IIS（web服务）、RAS（远程访问服务）等，这些都有产生漏洞的可能。

2、关闭不用的端口。

3、只开放服务需要的端口与协议。

具体方法为：按顺序打开“网上邻居→属性→本地连接→属性→Internet协议→属性→高级→选项→TCP/IP筛选→属性”，添加需要的TCP、UDP端口以及IP协议即可。根据服务开设口，常用的TCP口有：80口用于Web服务；21用于FTP服务；25口用于SMTP；23口用于Telnet服务；110口用于POP3。常用的UDP端口有：53口－DNS域名解析服务；161口－snmp简单的网络管理协议。8000、4000用于OICQ，服务器用8000来接收信息，客户端用4000发送信息。如果没有上面这些服务就没有必要打开这些端口。

4、禁止建立空连接

Windows2000的默认安装允许任何用户可通过空连接连上服务器，枚举账号并猜测密码。空连接用的端口是139，通过空连接，可以复制文件到远端服务器，计划执行一个任务，这就是一个漏洞。可以通过以下两种方法禁止建立空连接：

（1）修改注册表中Local_Machine\System\CurrentControlSet\Control\LSA-RestrictAnonymous的值为1。

（2）修改Windows2000的本地安全策略。设置“本地安全策略→本地策略→选项”中的RestrictAnonymous（匿名连接的额外限制）为“不容许枚举SAM账号和共享”。

Windows2000的默认安装允许任何用户通过空连接得到系统所有账号和共享列表，这本来是为了方便局域网用户共享资源和文件的，但是，同时任何一个远程用户也可以通过同样的方法得到您的用户列表，并可能使用暴力法破解用户密码给整个网络带来破坏。很多人都只知道更改注册表Local_Machine\System\CurrentControlSet\Control\LSA-RestrictAnonymous=1来禁止空用户连接，实际上Windows2000的本地安全策略里（如果是域服务器就是在域服务器安全和域安全策略里）就有RestrictAnonymous选项，其中有三个值：“0”这个值是系统默认的，没有任何限制，远程用户可以知道您机器上所有的账号、组信息、共享目录、网络传输列表(NetServerTransportEnum)等；“1”这个值是只允许非NULL用户存取SAM账号信息和共享信息；“2”这个值只有Windows2000才支持，需要注意的是，如果使用了这个值，就不能再共享资源了，所以还是推荐把数值设为“1”比较好1、微软操作系统在线更新2、Windows补丁3、3721上网助手4、天网防火墙5、木马克星6、超级兔子IE保护器使用Windows自带的维护工具使用专门工具维护系统磁盘数据备份系统还原（Windows自带）备份磁盘（Ghost的使用）意外丢失数据的恢复（EasyRecovery）Norton磁盘医生NDD分区工具DiskMan(硬盘结构损坏，如分区表)FinalData计算机网络基础知识计算机网络的构成网络硬件服务器工作站网络接口卡集中器调制解调器终端传输介质网络软件网络协议软件、网络通信软件和网络操作系统计算机网络的分类局域网（LocalAreaNetwork；LAN）以太网（EtherNet）令牌环网FDDI网（FiberDistributedDataInterface）ATM网无线局域网（WirressLocalAreaNetwork；WLAN）城域网（MetropolitanAreaNetwork；MAN）广域网（WideAreaNetwork；WAN）互联网（Internet）计算机网络结构星型结构总线型结构环型结构树型结构网状结构计算机网络协议协议是指通信双方必须遵循的控制信息交换的规则之集合。TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)传输控制协议/互联网协议IPX/SPX(InternetPacketeXchange/SequencedPacketeXchange)互联网信息交换包/顺序信息交换包NetBIOS(NetworkBasicInput/OutputSystem)网络基本输入/输出系统NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface)NetBIOS用户扩展接口IP地址计算机网络的应用执行远端程序访问远程数据库传送电子邮件电子数据交联机会议局域网（网络教室）的简单建立简单局域网的建立一般包括了服务器（双网卡），交换机，几十台工作站，网线。局域网的网络配置服务器的外网卡设置IP地址：8子网掩码：网关：54首选dns：备选dns：服务器的内网卡设置IP地址：00子网掩码：网关：无首选dns：备选dns：工作站网卡设置IP地址：192.168.0.X子网掩码：网关：00首选dns：备选dns：网络常见故障检测PingPingPing自身ipPing网关ipping远程IPpingPing命令的常用参数选项pingIP–t连续对IP地址执行Ping命令，直到被用户以Ctrl+C中断。pingIP-l3000指定Ping命令中的数据长度为3000字节，而不是缺省的32字节。pingIP–n执行特定次数的Ping命令。光耦合器的主要优点是单向传输信号，输入端与输出端完全实现了\o"电气隔离"电气隔离，抗干扰能力强，使用寿命长，传输效率高。它广泛用于电平转换、信号隔离、级间隔离、开关电路、远距离信号传输、脉冲放大、\o"固态继电器"固态继电器(SSR)、仪器仪表、\o"通信"通信设备及微机接口中。由于光电耦合器的输入阻抗与一般干扰源的阻抗相比较小，因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小，它所能提供的电流并不大，不易使半导体二极管发光；由于光电耦合器的外壳是密封的，它不受外部光的影响；光电耦合器的\o"隔离电阻"隔离电阻很大（约1012Ω）、隔离\o"电容"电容很小（约几个pF）所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰。线性方式工作的光电耦合器是在光电耦合器的输入端加控制电压，在输出端会成比例地产生一个用于进一步控制下一级的电路的\o"电压"电压。线性光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组成，当发光二极管接通而发光，\o"光敏三级管"光敏三级管导通，光电耦合器是电流驱动型，需要足够大的电流才能使发光二极管导通，如果输入信号太小，发光二极管不会导通，其输出信号将失真。在开关电源，尤其是\o"数字开关"数字开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用\o"寿命"寿命长，传输\o"效率"效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器\o"仪表"仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。由于光耦种类繁多，结构独特，优点突出，因而其应用十分广泛，主要应用以下场合：(1)在逻辑电路上的应用

光电耦合器可以构成各种逻辑电路，由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好，因此，由它构成的\o"逻辑电路"逻辑电路更可靠。(2)作为固体开关应用

在开关电路中，往往要求控制电路和开关之间要有很好的电隔离，对于一般的\o"电子开关"电子开关来说是很难做到的，但用光电耦合器却很容易实现。(3)在触发电路上的应用

将光电耦合器用于双稳态输出电路，由于可以把发光二极管分别串入两管发射极回路，可有效地解决输出与负载隔离地问题。(4)在脉冲放大电路中的应用

光电耦合器应用于数字电路，可以将脉冲信号进行放大。(5)在线性电路上的应用

线性光电耦合器应用于线性电路中，具有较高地线性度以及优良地电隔离性能。(6)特殊场合的应用

光电耦合器还可应用于高压控制，取代\o"变压器"变压器，代替触点继电器以及用于A/D电路等多种场合。一）固态继电器（SSR）是一种全电子电路组合的元件，它依靠半导体器件和电子元件的电、磁和光特性来完成其隔离和继电切换功能。

固态继电器与传统的电磁继电器（EMR）相比，是一种没有机械、不含运动零部件的继电器，但具有与电磁继电器本质上相同功能。

固态继电器按其工作性质分直流输入-交流输出型、直流输入-支流输出型、交流输入-交流输出型、交流输入-直流输出型。

按其结构分机架安装型（面板安装）、线路板安装型。（二）固态继电器SSR(Solidstatereleys)是一种无触点通断电子开关,为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端，另外两端为输出受控端，中间采用光电隔离，作为输入输出之间电气隔离(浮空)。在输入端加上直流或脉冲信号，输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态)，从而控制较大负载。整个器件无可动部件及触点，可实现常用的机械式电磁继电器一样的功能。由于固态继电器是由固体元件组成的无触点开关元件，所以与电磁继电器相比具有工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便等一系列优点。因而具有很宽的应用领域，有逐步取代传统电磁继电器之势，并且可以进一步扩展到传统电磁继电器无法应用的计算机等领域。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。

可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成（如图1所示）。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器，如图2所示）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在

产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。按照单片机的特点，单片机的应用分为单机应用与多机应用。在一个应用系统中，只使用一片单片机称为单机应用。单片机的单机应用的范围包括：

(1)测控系统。用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等,达到测量与控制的目的。

(2)智能仪表。用单片机改造原有的测量、控制仪表,促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。

(3)机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合,使传统机械产品结构简化,控制智能化。

(4)智能接口。在计算机控制系统,特别是在较大型的工业测、控系统中,用单片机进行接口的控制与管理,加之单片机与主机的并行工作,大大提高了系统的运行速度。

(5)智能民用产品。如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品中,单片机控制器的引入,不仅使产品的功能大大增强,性能得到提高,而且获得了良好的使用效果。

单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。

(1)

功能集散系统。多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。

(2)

并行多机控制系统。并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题,以便构成大型实时工程应用系统。

(3)

局部网络系统。

单片机按应用范围又可分成通用型和专用型。专用型是针对某种特定产品而设计的，例如用于体温计的单片机、用于洗衣机的单片机等等。在通用型的单片机中，又可按字长分为4位、8位、16/32位，虽然计算机的微处理器现在几乎是32/64位的天下，8位、16位的微处理器已趋于萎缩，但单片机情况却不同，8位单片机成本低，价格廉，便于开发，其性能能满足大部分的需要，只有在航天、汽车、机器人等高技术领域，需要高速处理大量数据时，才需要选用16/32位，而在一般工业领域，8位通用型单片机，仍然是目前应用最广的单片机。

到目前为止，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程，随着嵌入式系统逐渐深入社会生活各个方面，单片机课程的教学也有从传统的8位处理器平台向32位高级RISC处理器平台转变的趋势，但8位机依然难以被取代。国民经济建设、军事及家用电器等各个领域，尤其是手机、汽车自动导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业都是国内目前急需单片机人才的行业。行业高端目前有超过10余万名从事单片机开发应用的工程师，但面对嵌入式系统工业化的潮流和我国大力推动建设“嵌入式软件工厂”的机遇，我国的嵌入式产品要溶入国际市场，形成产业，则必将急需大批单片机应用型人才，这为高职类学生从事这类高技术行业提供了巨大机会。我们首先从它的构成说起：单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达1——3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。在此系统中，执行元件是步进电机。它受驱动控制线路的控制，将代表进给脉冲的电平信号直接变换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移，并通过齿轮和丝杠带动工作台移动。由于该系统没有反馈检测环节，它的精度较差，速度也受到步进电机性能的限制。但它的结构和控制简单、容易调整，故在速度和精度要求不太高的场合具有一定的使用价值。1.步进电机的种类步进电机的分类方式很多，常见的分类方式有按产生力矩的原理、按输出力矩的大小以及按定子和转子的数量进行分类等。根据不同的分类方式，可将步进电机分为多种类型，如表5-1所示。表5-1步进电机的分类分

类

方

式

具

体

类

型按力矩产生的原理（1）反应式：转子无绕组，由被激磁的定子绕组产生反应力矩实现步进运行（2）激磁式：定、转子均有激磁绕组（或转子用永久磁钢），由电磁力矩实现步进运行按输出力矩大小（1）伺服式：输出力矩在百分之几之几至十分之几（N·m）只能驱动较小的负载，要与液压扭矩放大器配用，才能驱动机床工作台等较大的负载（2）功率式：输出力矩在5-50N·m以上，可以直接驱动机床工作台等较大的负载按定子数（1）单定子式（2）双定子式（3）三定子式（4）多定子式按各相绕组分布（1）径向分布式：电机各相按圆周依次排列（2）轴向分布式：电机各相按轴向依次排列3.步进电机的工作原理步进电机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。图5--6是一种最简单的反应式步进电机，下面以它为例来说明步进电机的工作原理。图5--6(a)中，当A相绕组通以直流电流时，根据电磁学原理，便会在AA方向上产生一磁场，在磁场电磁力的作用下，吸引转子，使转子的齿与定子AA磁极上的齿对齐。若A相断电，B相通电，这时新的磁场其电磁力又吸引转子的两极与BB磁极齿对齐，转子沿顺时针转过60°。通常，步进电机绕组的通断电状态每改变一次，其转子转过的角度α称