机电控制技术基础及创新实践

早在 2010 年，就出台了《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》，要求在高等学校开展创新创业教育。目前在工科院校的人才培养方案中都有课程设计、专业设计等相关综合性、设计性的创新实践课程，尤其在机械工程、电气、电信、计算机等相关学科，都有创新实训课程。但是目前市场上具有完全可操作性和指导详细的实践教材还很少。为此，教学团队结合多年来指导学生创新实践的经验和素材编写了本书。
本书特点如下。
1)在内容组织上，分为实践基本技术介绍和项目设计两部分，前者包括了STC89C52单片机基础与实践、Proteus电路设计与仿真，以及常用电子模块基础应用；后者包括了电工电子基础综合项目（简易智能洗衣机、简易电子秤、智能粮仓温湿度控制、智能音乐喷泉）的设计，以及进阶阶段创新项目（智能灭火机器人、智能调度物料车、双足舞蹈机器人、智能家居）的设计。
2)在内容安排上，本书按照项目导向和任务驱动的理念进行设计。各个项目的实践内容包括机械结构的设计、建模和制作；功能模块的电路设计、仿真和程序调试；项目整体电路设计、仿真、程序设计和实验测试。项目内容涵盖了机械与电控、功能测试与项目集成调试。 
本书由江苏科技大学袁明新、江亚峰担任主编，金琦淳、申燚参编。具体分工为：袁明新完成了本书第1、3、6、8章的编写；江亚峰完成了第2、4、5、7章的编写；金琦淳参与了第4章的编写；申燚参与了第8章的编写。全书由袁明新统稿。
本书在编写过程中参考了大量文献，在此向文献编著者们表示感谢和敬意。本书可作为机械类、电气类相关专业学生的创新实践、专业课程设计等实训教材，也可以作为单片机技术的培训用书。
为了配合教学，本书配有电子课件、教学大纲等资源，有需要的教师可登录机械工业出版社教育服务网（wwwcmpeducom）免费注册后下载，或联系编辑索取（微信：15910938545，电话：010-88379753）。本书还配有指导视频和制作文件，读者可在正文中扫描二维码观看指导视频，添加编辑微信可获取制作文件。
由于编写时间仓促，加之编者水平有限，书中难免存在错误和不足之处，敬请广大读者批评指正，对此我们表示诚挚感谢。

编者二○二○年八月

本书从培养学生专业业务能力出发，以项目制进行内容安排，讲解了机电控制技术。学生在实践过程中需要开展项目机械结构的设计、建模和制作；项目功能模块的电路设计、仿真和程序调试；项目整体电路设计、仿真、程序设计和实验测试等。书中的项目实践，不仅可以培养学生综合运用所学知识来解决实际工程技术问题的能力，而且能培养学生的创新意识和创新能力。
本书适合作为本科院校机械电子工程、机械设计制造及其自动化、机器人工程等相关专业和高职院校机电一体化、机械工程、自动化与智能制造等相关专业的创新实践、专业课程设计等实训教材，也可以作为单片机技术的培训用书。

前言
第1章STC89C52单片机基础与实践
1.1 STC89C52开发板资源简介
1.2 Keil软件使用
1.3程序下载与调试
1.4 STC89C52基础实验
1.5 STC89C52单片机拓展实践
1.6附录——STC89C52单片机知识实践报告
第2章Proteus电路设计与仿真
2.1 Proteus概述
2.2 Proteus ISIS原理图设计
2.3 Proteus常用虚拟仪器
2.4 Proteus基础仿真实例
2.4.1LED流水灯电路仿真实例
2.4.2按键控制LED和蜂鸣器电路仿真实例
2.4.3数码管显示电路仿真实例
2.4.4 DS18B20温度采集电路仿真实例
2.5 Proteus综合仿真实践
2.6附录——Proteus电路设计与仿真实践报告
第3章常用电子模块基础应用
3.1输入/输出模块
3.1.1矩阵键盘
3.1.2数码管显示模块
3.1.3 LCD1602液晶显示模块
3.2无线电子模块
3.2.1红外遥控模块
3.2.2 WiFi模块
3.2.3蓝牙模块
3.3电动机驱动控制模块
3.3.1直流电动机继电器驱动模块
3.3.2 L298直流电动机驱动模块
3.3.3步进电动机驱动模块
3.3.4直流舵机控制
3.4常用传感器模块
3.4.1光电循迹模块
3.4.2超声波测距模块
3.4.3红外火焰检测模块
3.4.4烟雾检测模块
3.4.5颜色识别模块
3.4.6 DHT11空气温湿度采集模块
3.4.7土壤湿度检测模块
3.4.8简易称重模块
3.5常用电子模块基础应用实践
3.6附录——常用电子模块应用实践报告
第4章电工电子基础综合项目设计
4.1简易智能洗衣机系统项目设计
4.1.1系统功能及设计要求
4.1.2系统组成及原理图设计
4.1.3系统程序设计
4.1.4系统仿真测试
4.1.5系统实验测试
4.1.6拓展训练
4.2简易电子秤系统项目设计
4.2.1系统功能及设计要求
4.2.2系统组成及原理图设计
4.2.3系统程序设计
4.2.4系统仿真测试
4.2.5系统实验测试
4.2.6拓展训练
4.3智能粮仓温湿度控制系统项目设计
4.3.1系统功能及设计要求
4.3.2系统组成及原理图设计
4.3.3系统程序设计
4.3.4系统仿真测试
4.3.5系统实验测试
4.3.6拓展训练
4.4智能音乐喷泉系统项目设计
4.4.1系统功能及设计要求
4.4.2系统组成及原理图设计
4.4.3系统程序设计
4.4.4系统仿真测试
4.4.5系统实验测试
4.4.6拓展训练
4.5附录——电工电子基础项目实践报告
第5章智能灭火机器人系统项目设计
5.1选题与设计分析
5.2结构设计与制作
5.2.1三维模型设计和运动仿真
5.2.2关键结构件加工与装配
5.3控制系统设计与分析
5.3.1控制系统仿真电路设计
5.3.2模块仿真程序设计
5.3.3基于Proteus的系统仿真测试
5.4系统实验测试
5.4.1系统各模块实验测试
5.4.2系统控制程序设计
5.4.3系统整体实验
5.5拓展实践
5.6附录——智能灭火机器人系统实践报告
第6章智能调度物料车系统项目设计
6.1选题与设计分析
6.2结构设计与制作
6.2.1三维模型设计和运动仿真
6.2.2关键结构件加工与装配
6.3控制系统设计与分析
6.3.1控制系统仿真电路设计
6.3.2模块仿真程序设计
6.3.3基于Proteus的系统仿真测试
6.4系统实验测试
6.4.1系统各模块实验测试
6.4.2系统控制程序设计
6.4.3系统整体实验
6.5拓展实践
6.6附录——智能调度物料车系统实践报告
第7章双足舞蹈机器人系统项目设计
7.1选题与设计分析
7.2结构设计与制作
7.2.1三维模型设计和机器人运动步态设计
7.2.2关键结构件加工与装配
7.3控制系统设计与分析
7.3.1控制系统仿真电路设计
7.3.2模块仿真程序设计
7.3.3基于Proteus的系统仿真测试
7.4系统实验测试
7.4.1系统各模块实验测试
7.4.2系统控制程序设计
7.4.3系统整体实验
7.5拓展实践
7.5.1设计任务
7.5.2设计要求
7.6附录——双足舞蹈机器人系统实践报告
第8章智能家居系统项目设计
8.1选题与设计分析
8.1.1系统功能及设计要求
8.1.2系统组成及设计思路
8.2结构设计与制作
8.2.1三维模型设计
8.2.2关键结构件加工与装配
8.3控制系统设计与分析
8.3.1控制系统仿真电路设计
8.3.2模块仿真程序设计
8.3.3基于Proteus的系统仿真测试
8.4系统实验测试
8.4.1系统各模块实验测试
8.4.2系统控制程序设计
8.4.3系统整体实验
8.5拓展实践
8.5.1设计任务
8.5.2设计要求
8.6附录——智能家居系统实践报告
参考文献