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二、電子控制系統(tǒng)的組成和工作過程
第一章 電子控制技術(shù)概述
機械彈子鎖的安全級別有高低之分，彈子的組合形式越復(fù)雜，鎖的安全級別越高。張萌想要盡快把家里的A級門鎖換成B級門鎖，以提高鎖的安全性。她轉(zhuǎn)念又想：雖然門鎖的安全性提高了，但是奶奶經(jīng)常忘帶鑰匙的問題還沒解決，如何才能做到不用鑰匙就能開鎖，且安全性又高呢？
走進情境
A級鑰匙
B級鑰匙
任務(wù)一 認識指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過程
思考與分析：
（1）指紋鎖的功能要求是什么？
當(dāng)使用者的指紋已存入數(shù)據(jù)庫時，該使用者的指紋能將鎖打開；當(dāng)使用者的指紋未存入數(shù)據(jù)庫時，該使用者的指紋不能將鎖打開。
任務(wù)一 認識指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過程
（2）指紋鎖如何實現(xiàn)開鎖
電動機的轉(zhuǎn)動
電子電路
傳感器
鎖靠什么力量實現(xiàn)開啟？
電動機的轉(zhuǎn)動誰來指揮？
控制電路怎么知道使用者的指紋是否正確，從而控制電動機轉(zhuǎn)動？
思考與分析：
任務(wù)一 認識指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過程
（3）怎樣用簡短的語言來描述這一控制過程？
思考與分析：
使用者的指紋通過指紋傳感器將信號傳給電子電路，隨后與數(shù)據(jù)庫中的指紋進行對比，若在數(shù)據(jù)庫中對比出符合的指紋，則鎖開，反之，鎖不開。
任務(wù)一 認識指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過程
機械鎖人工
控制系統(tǒng)
視覺器官
觀察鎖
的位置
大 腦
分析信息，發(fā)出命令
手
開 鎖
門 鎖
打 開
傳感器
獲取
指紋信息
電子電路
分析信息，發(fā)出命令
執(zhí)行機構(gòu)
執(zhí)行命令，完成開鎖
門 鎖
打 開
指紋鎖電子
控制系統(tǒng)
輸 入
控 制
輸 出
被控對象
任務(wù)一 認識指紋鎖電子控制系統(tǒng)的組成和工作過程
從上圖的對應(yīng)關(guān)系中可以看出：兩個系統(tǒng)都是先進行信息的收集，然后經(jīng)過對信息的分析、判斷、發(fā)出命令，再執(zhí)行命令，閉合或者切斷電路，從而達到控制目的。
電子控制系統(tǒng)一般可分為輸入、控制（處理）和輸出三個基本的組成部分。
電子控制系統(tǒng)的基本組成部分
輸入
部分
控制（處理） 部分
輸出
部分
被控
對象
信 息
電子控制系統(tǒng)的組成
輸入部分：
通常由各種傳感器組成，輸入信息可以有多少形式，可以是作用力，也可以是溫度、濕度、磁場、光照強度等環(huán)境參數(shù)。
它能將采集的非電量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏康淖兓＠纾职磩影粹o開關(guān)，輸入部分就把機械開關(guān)的通或斷的非電量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺妷夯螂娏鳎┑挠谢驘o的電量變化。
（相當(dāng)于人的感官）
電子控制系統(tǒng)的組成
控制（處理）部分：
一般由具有各種控制功能的電子電路（或微處理器）組成。它能對送入的電信號進行比較、分析和處理，并發(fā)出指令。
（相當(dāng)于人的大腦）
電子控制系統(tǒng)的組成
輸出部分：
由電磁繼電器、伺服電機等多種執(zhí)行機構(gòu)組成。輸出信號可以控制位移，如電磁繼電器中銜鐵的運動、電動機的轉(zhuǎn)動等，也可以控制聲音、光等，如揚聲器中發(fā)出的音樂聲。
（相當(dāng)于人的手和足）
電子控制系統(tǒng)的組成
電子控制系統(tǒng)的基本組成部分
輸 入
采集信息，并轉(zhuǎn)化為電信號
控制（處理）
分析、比較和
處理電信號，并發(fā)出命令
輸 出
執(zhí)行命令
被控對象
信息
輸出量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
被控對象
控制量
開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
電子控制系統(tǒng)的工作過程
電子控制系統(tǒng)的基本組成部分
輸 入
采集信息，并轉(zhuǎn)化為電信號
控制（處理）
分析、比較和
處理電信號，并發(fā)出命令
輸 出
執(zhí)行命令
被控對象
信息
馬上行動：分析下列電子控制系統(tǒng)的基本組成部分，并說出它們的簡要工作過程。
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對象
指紋鎖電子控制系統(tǒng)
智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng)
全自動洗衣機進水電子控制系統(tǒng)
案例分析1：指紋鎖電子控制系統(tǒng)
門 鎖
電 源
指紋采集模塊
以芯片為核心的 電子電路
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對象
指紋鎖電子控制系統(tǒng)
電 機
指紋采集模塊
電子電路
電機
門鎖
案例分析2：智能化的紅綠燈電子控制系統(tǒng)
以芯片為核心的 電子電路
鋪設(shè)在路面的
光電傳感器
紅綠燈
汽 車
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對象
智能化的紅綠燈 電子控制系統(tǒng)
思考：在地面上鋪設(shè)光電傳感器難度大、維修率高，能否對該電子控制系統(tǒng)的輸入部分進行優(yōu)化？
電子開關(guān)
光電傳感器
電子電路
電子開關(guān)
紅綠燈
案例分析3：全自動洗衣機進水電子控制系統(tǒng)
工作過程：當(dāng)全自動洗衣機的水位傳感器檢測到洗衣機內(nèi)實際水位低于設(shè)定水位時，以芯片為核心的電子電路控制電磁開關(guān)閉合，此時進水閥門打開，水流進入洗衣機，直到水位達到設(shè)定水位，電子電路控制電磁開關(guān)打開，進水閥門關(guān)閉，水流停止進入洗衣機。
電子控制系統(tǒng)名稱 輸入部分 控制（處理）部分 輸出部分 被控對象
全自動洗衣機 進水電子控制系統(tǒng)
水位傳感器
電子電路
電磁開關(guān)
水位
選貨按鈕
單片機
電機、彈簧
找零裝置
馬上行動：探究普通彈子掛鎖內(nèi)部控制結(jié)構(gòu)
自動售貨機能夠根據(jù)投入的錢幣（或進行無線支付）及所選擇的商品自動出貨，它也是由輸入、控制（處理）和輸出三個最基本的部分組成的。請根據(jù)設(shè)備組成，將自動售貨機工作過程填寫在橫線內(nèi)。
投幣裝置
謝 謝！

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