電磁發(fā)射技術是利用電磁能來驅(qū)動裝置或發(fā)射體以獲得動能進行發(fā)射的技術。在電磁發(fā)射系統(tǒng)中，嵌入式控制器扮演著重要的角色，它是將電磁發(fā)射技術從理論轉(zhuǎn)換成實際裝備的重要手段，尤其是這些設備的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化，都離不開嵌入式控制器。本書主要對電磁發(fā)射系統(tǒng)中涉及的PLC、ARM、DSP這三類控制器進行了介紹。PLC部分主要以西門子S7200系列為例，介紹了PLC的工作原理及組成，然后分析了PLC的基本指令，并以電磁彈射中的高壓開關控制為例介紹了PLC的具體應用。ARM部分主要以LM3S8962為例，按照基本數(shù)字外設、模擬外設、板級通信和設備間通信的思路，分別介紹了LM3S8962的GPIO模塊、中斷模塊、定時器模塊、PWM模塊、ADC模塊、I2C模塊、UART模塊、CAN模塊和以太網(wǎng)模塊，給出了電磁彈射中ARM的部分應用案例。DSP部分主要以F28335為例，重點介紹了增強型PWM模塊，并結(jié)合直線電機的控制給出了應用案例。本書可作為大學�？坪捅究圃盒Ｗ詣踊C電、儀器儀表、自動控制等專業(yè)相關課程的教材或教學參考書，也可供從事工業(yè)控制系統(tǒng)設計和產(chǎn)品研發(fā)的工程技術人員參考。
本書介紹了電磁發(fā)射系統(tǒng)中常用的三型控制器PLC、ARM、DSP控制器，選題新穎，對工程實踐具有較大參考意義。本書可作為大學專科和本科院校自動化、機電、儀器儀表、自動控制等專業(yè)相關課程的教材或教學參考書，也可供從事工業(yè)控制系統(tǒng)設計和產(chǎn)品研發(fā)的工程技術人員參考。
本書是海軍工程大學2020年春季立項教材。全書共分為十二章，主要內(nèi)容包括： 緒論；PLC基礎及編程入門；PLC編程語言及應用實例；ARM概述及編程入門；GPIO接口及中斷；定時器及PWM；模數(shù)轉(zhuǎn)換；互聯(lián)IC總線；UART及CAN通信；以太網(wǎng)通信；DSP基礎及入門；基于F28335的直線電機控制應用。本書由劉小虎副教授主持編寫。具體分工如下：宋道遠編寫了第1～3章，劉小虎編寫了第4～10章，袁志方編寫了第11章和第12章。全書由劉小虎和宋道遠統(tǒng)稿。李龍梅、張朝亮、楊剛和姜遠志老師參與了全書的校對工作。本書主要對電磁發(fā)射系統(tǒng)中涉及的PLC、ARM、DSP這三類控制器進行了介紹，引導讀者初步了解電磁發(fā)射系統(tǒng)中的嵌入式控制器。本書可作為大學專科和本科院校自動化、機電、儀器儀表、自動控制等專業(yè)相關課程的教材或教學參考書，也可供從事工業(yè)控制系統(tǒng)設計和產(chǎn)品研發(fā)的工程技術人員參考。本書在編寫過程中得到了海軍工程大學各級領導和同事們的大力支持。由于編者水平有限，時間倉促，書中難免存在不當之處，懇請廣大師生批評指正。
編者2020年7月
劉小虎，男，博士，海軍工程大學電氣學院副教授，2001.02-2007.12 大連艦艇學院航海系2008.01-2012.12 海軍工程大學管理工程系2013.01-至今 海軍工程大學電氣工程學院
第1章緒論(1)
1.1電磁發(fā)射系統(tǒng)概述(1)
1.2控制器概述(3)
1.3控制器在電磁發(fā)射中的應用(5)
小結(jié)(9)
習題(9)
第2章PLC基礎及編程入門(10)
2.1PLC概述(10)
2.2PLC的結(jié)構及工作原理(12)
小結(jié)(19)
習題(20)
第3章PLC編程語言及應用實例(21)
3.1PLC編程基礎知識(21)
3.2PLC常用指令(25)
3.3PLC應用系統(tǒng)設計(42)
3.4PLC應用系統(tǒng)設計實例(44)
小結(jié)(46)
習題(47)
第4章ARM概述及編程入門(49)
4.1ARM微處理器概述(49)
4.2典型CortexM3微控制器簡介(51)
4.3嵌入式編程模板(64)
小結(jié)(68)
習題(68)
第5章GPIO接口及中斷(69)
5.1GPIO接口(69)
5.2中斷(79)
5.3彈射開關GPIO設計實例(86)
小結(jié)(87)
習題(87)
第6章定時器及PWM(89)
6.1系統(tǒng)節(jié)拍定時器(89)
6.2通用定時器(93)
6.3看門狗定時器(107)
6.4PWM(114)
6.5直線電機位置檢測軟件設計(132)
小結(jié)(134)
習題(135)
第7章模數(shù)轉(zhuǎn)換(136)
7.1ADC總體特性(136)
7.2ADC功能描述(137)
7.3ADC應用注意事項(141)
7.4ADC庫函數(shù)(142)
7.5飛輪儲能系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集實例(151)
小結(jié)(153)
習題(153)
第8章互聯(lián)IC總線(154)
8.1I2C串行通信(154)
8.2SSI串行通信(167)
8.3I2C在電磁彈射板級調(diào)試中的應用(184)
小結(jié)(185)
習題(185)
第9章UART及CAN通信(187)
9.1UART異步串口通信(187)
9.2CAN總線通信(200)
9.3UART在飛輪儲能中的應用研究(207)
小結(jié)(209)
習題(209)
第10章以太網(wǎng)通信(210)
10.1以太網(wǎng)概述(210)
10.2以太網(wǎng)分層結(jié)構(211)
10.3以太網(wǎng)接口電路及函數(shù)調(diào)用(217)
10.4以太網(wǎng)在發(fā)射系統(tǒng)健康診斷中的應用(228)
小結(jié)(229)
習題(229)
第11章DSP基礎及入門(230)
11.1DSP概述(230)
11.2F28335簡介(232)
11.3F28335存儲空間及CMD文件(234)
11.4實時浮點庫(240)
小結(jié)(244)
習題(244)
第12章基于F28335的直線電機控制應用(245)
12.1增強型PWM概述(245)
12.2交流調(diào)速中常用模塊及實現(xiàn)(249)
12.3直線永磁同步電機DSP應用實例(255)
小結(jié)(264)
習題(264)
參考文獻(265)
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