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二、电子控制系统的组成和工作过程
第一章 电子控制技术概述
机械弹子锁的安全级别有高低之分，弹子的组合形式越复杂，锁的安全级别越高。张萌想要尽快把家里的A级门锁换成B级门锁，以提高锁的安全性。她转念又想：虽然门锁的安全性提高了，但是奶奶经常忘带钥匙的问题还没解决，如何才能做到不用钥匙就能开锁，且安全性又高呢？
走进情境
A级钥匙
B级钥匙
任务一 认识指纹锁电子控制系统的组成和工作过程
思考与分析：
（1）指纹锁的功能要求是什么？
当使用者的指纹已存入数据库时，该使用者的指纹能将锁打开；当使用者的指纹未存入数据库时，该使用者的指纹不能将锁打开。
任务一 认识指纹锁电子控制系统的组成和工作过程
（2）指纹锁如何实现开锁
电动机的转动
电子电路
传感器
锁靠什么力量实现开启？
电动机的转动谁来指挥？
控制电路怎么知道使用者的指纹是否正确，从而控制电动机转动？
思考与分析：
任务一 认识指纹锁电子控制系统的组成和工作过程
（3）怎样用简短的语言来描述这一控制过程？
思考与分析：
使用者的指纹通过指纹传感器将信号传给电子电路，随后与数据库中的指纹进行对比，若在数据库中对比出符合的指纹，则锁开，反之，锁不开。
任务一 认识指纹锁电子控制系统的组成和工作过程
机械锁人工
控制系统
视觉器官
观察锁
的位置
大 脑
分析信息，发出命令
手
开 锁
门 锁
打 开
传感器
获取
指纹信息
电子电路
分析信息，发出命令
执行机构
执行命令，完成开锁
门 锁
打 开
指纹锁电子
控制系统
输 入
控 制
输 出
被控对象
任务一 认识指纹锁电子控制系统的组成和工作过程
从上图的对应关系中可以看出：两个系统都是先进行信息的收集，然后经过对信息的分析、判断、发出命令，再执行命令，闭合或者切断电路，从而达到控制目的。
电子控制系统一般可分为输入、控制（处理）和输出三个基本的组成部分。
电子控制系统的基本组成部分
输入
部分
控制（处理） 部分
输出
部分
被控
对象
信 息
电子控制系统的组成
输入部分：
通常由各种传感器组成，输入信息可以有多少形式，可以是作用力，也可以是温度、湿度、磁场、光照强度等环境参数。
它能将采集的非电量变化转变为电量的变化。例如，手按动按钮开关，输入部分就把机械开关的通或断的非电量变化转变为电信号（电压或电流）的有或无的电量变化。
（相当于人的感官）
电子控制系统的组成
控制（处理）部分：
一般由具有各种控制功能的电子电路（或微处理器）组成。它能对送入的电信号进行比较、分析和处理，并发出指令。
（相当于人的大脑）
电子控制系统的组成
输出部分：
由电磁继电器、伺服电机等多种执行机构组成。输出信号可以控制位移，如电磁继电器中衔铁的运动、电动机的转动等，也可以控制声音、光等，如扬声器中发出的音乐声。
（相当于人的手和足）
电子控制系统的组成
电子控制系统的基本组成部分
输 入
采集信息，并转化为电信号
控制（处理）
分析、比较和
处理电信号，并发出命令
输 出
执行命令
被控对象
信息
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
控制量
开环控制系统的方框图
电子控制系统的工作过程
电子控制系统的基本组成部分
输 入
采集信息，并转化为电信号
控制（处理）
分析、比较和
处理电信号，并发出命令
输 出
执行命令
被控对象
信息
马上行动：分析下列电子控制系统的基本组成部分，并说出它们的简要工作过程。
电子控制系统名称 输入部分 控制（处理）部分 输出部分 被控对象
指纹锁电子控制系统
智能化的红绿灯电子控制系统
全自动洗衣机进水电子控制系统
案例分析1：指纹锁电子控制系统
门 锁
电 源
指纹采集模块
以芯片为核心的 电子电路
电子控制系统名称 输入部分 控制（处理）部分 输出部分 被控对象
指纹锁电子控制系统
电 机
指纹采集模块
电子电路
电机
门锁
案例分析2：智能化的红绿灯电子控制系统
以芯片为核心的 电子电路
铺设在路面的
光电传感器
红绿灯
汽 车
电子控制系统名称 输入部分 控制（处理）部分 输出部分 被控对象
智能化的红绿灯 电子控制系统
思考：在地面上铺设光电传感器难度大、维修率高，能否对该电子控制系统的输入部分进行优化？
电子开关
光电传感器
电子电路
电子开关
红绿灯
案例分析3：全自动洗衣机进水电子控制系统
工作过程：当全自动洗衣机的水位传感器检测到洗衣机内实际水位低于设定水位时，以芯片为核心的电子电路控制电磁开关闭合，此时进水阀门打开，水流进入洗衣机，直到水位达到设定水位，电子电路控制电磁开关打开，进水阀门关闭，水流停止进入洗衣机。
电子控制系统名称 输入部分 控制（处理）部分 输出部分 被控对象
全自动洗衣机 进水电子控制系统
水位传感器
电子电路
电磁开关
水位
选货按钮
单片机
电机、弹簧
找零装置
马上行动：探究普通弹子挂锁内部控制结构
自动售货机能够根据投入的钱币（或进行无线支付）及所选择的商品自动出货，它也是由输入、控制（处理）和输出三个最基本的部分组成的。请根据设备组成，将自动售货机工作过程填写在横线内。
投币装置
谢 谢！

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