计算机控制技术实验报告

精品文档 。1欢迎下载 精品文档 实验一过程通道和数据采集处理 为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数 按要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对 生产过程进行控制的量。所以在微机和生产过程之间，必须设置信息的传递和变 换的连接通道， 该通道称为过程通道。 它包括模拟量输入通道、 模拟量输出通道、 数字量输入通道、数字量输出通道。 模拟量输入通道主要功能是将随时间连续变化的模拟输入信号变换成数 字信号送入计算机，主要有多路转化器、采样保持器和A/D 转换器等组成。 模拟量输出通道它将计算机输出的数字信号转换为连续的电压或电流信 号，主要有D/A 转换器和输出保持器组成。 数字量输入通道控制系统中，以电平高低和开关通断等两位状态表示的 信号称为数字量，这些数据可以作为设备的状态送往计算机。 数字量输出通道有的执行机构需要开关量控制信号 如步进电机，计算 机可以通过I/O 接口电路或者继电器的断开和闭合来控制。 输入与输出通道输入与输出通道 本实验教程主要介绍以A/D 和D/A 为主的模拟量输入输出通道，A/D 和D/A 的芯片非常多，这里主要介绍人们最常用的ADC0809 和TLC7528。 一、实验目的一、实验目的 1．学习A/D 转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809 芯片的使用 2．学习D/A 转换器原理及接口方法，并掌握TLC7528 芯片的使用 二、实验内容二、实验内容 1．编写实验程序，将－5V 5V 的电压作为ADC0809 的模拟量输入，将 转换所得的8 位数字量保存于变量中。 2．编写实验程序，实现D/A 转换产生周期性三角波，并用示波器观察波形。 三、实验设备三、实验设备 PC 机一台，TD-ACC 实验系统一套，i386EX 系统板一块 四、实验原理与步骤四、实验原理与步骤 1 1．．A/DA/D 转换实验转换实验 ADC0809 芯片主要包括多路模拟开关和A/D 转换器两部分，其主要特点为 单电源供电、工作时钟CLOCK 最高可达到1200KHz 、8 位分辨率，8 个单端模拟 输入端，TTL 电平兼容等，可以很方便地和微处理器接口。 TD-ACC 教学系统中 的ADC0809 芯片， 其输出八位数据线以及CLOCK 线已连到控制计算机的数据线及 系统应用时钟1MCLK 1MHz 上。 其它控制线根据实验要求可另外连接 A、 B、 C、 STR、/OE、EOC、IN0～IN7。根据实验内容的第一项要求，可以设计出如图1.1-1 所示的实验线路图。 。2欢迎下载 精品文档 单次阶跃模数转换单元控制计算机 图1.1-1 上图中，AD0809 的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现 的。 “OUT1” 表示386EX 内部1＃定时器的输出端，定时器输出的方波周期＝定 时器时常。 图中ADC0809 芯片输入选通地址码A、B、C 为“1”状态，选通输入通道IN7； 通过单次阶跃单元的电位器可以给A/D 转换器输入－5V 5V 的模拟电压；系 统定时器定时1ms 输出方波信号启动A/D 转换器， 并将A/D 转换完后的数据量读 入到控制计算机中，最后保存到变量中。参考流程 主程序 图1.1-2 参考程序参考程序请参照随机软件中的example 目录中ACC1-1-1.ASM 文件 实验步骤与结果实验步骤与结果 1 打开联机操作软件，参照流程图，在编辑区编写实验程序。检查无误后 编译、链接。 。3欢迎下载 精品文档 2 按图1.1-1 接线 注意 图中画“o”的线需用户自行连接， 连接好后， 请仔细检查，无错误后方可开启设备电源。 3 装载完程序后， 系统默认程序的起点在主程序的开始语句。用户可以自 行设置程序起点， 可先将光标放在起点处， 再通过调试菜单项中设置起点或者直 接点击设置起点图标，即可将程序起点设在光标处。 4 加入变量监视，具体步骤为打开“设置”菜单项中的“变量监视”窗 口或者直接点击“变量监视”图标， 将程序中定义的全局变量“AD0～AD9”加入 到变量监视中。 在查看菜单项中的工具栏中选中变量区或者点击变量区图标，系统软件默认 选中寄存器区，点击“变量区”可查看或修改要监视的变量。 5 在主程序JMP AGAIN 语句处设置断点。具体操作为先将光标置于要设 断点的语句， 然后在调试菜单项中选择“设置断点/删除断点B”或者直接点击 “设置断点/删除断点”图标，即可在本语句设置或删除断点。 6 打开虚拟仪器菜单项中的万用表选项或者直接点击万用表图标，选择 “电压档”用示波器单元中的“CH1”表笔测量图1.1-1 中的模拟输入电压 “Y”端，点击虚拟仪器中的“运行”按钮，调节图1.1-1 中的单次阶跃中的电 位器，确定好模拟输入电压值。-5V 7 做好以上准备工作后，运行程序打开“调试”菜单项中的“运行到断 点/运行”或者点击“运行到断点/运行”图标，程序将在断点处停下，查看变 量“AD0～AD9”的值，取平均值记录下来，改变输入电压并记录，最后填入表 1.1-1 中。表中“ ”中的数字量供参考。 表1.1-1 模拟输入电压 V对应的数字量 H －503 －41C －335 －24F －167 080 ＋19A ＋2B5 ＋3CE ＋4E8 ＋5FF 本节实验仅仅就软件的相关功能做简单介绍，该软件的具体操作与说明请详 见本实验教程的“第1 部分第4 章联机软件说明”。 2 2．．D/AD/A 转换实验转换实验 本实验采用TLC7528 芯片，它是8 位、并行、两路、电压型输出数模转换器。 其主要参数如下转换时间 100ns ，满量程误差 1/2 LSB ，参考电压－ 10V 10V ， 供电电压5V 15V， 输入逻辑电平与TTL 兼容。 实验平台中的TLC7528 的 八位数据线、 写线和通道选择控制线已接至控制计算机的总线上。片选线预留出 待实验中连接到相应的I/O 片选上，具体如图1.1-3。 实验步骤及结果实验步骤及结果 。4欢迎下载 精品文档 1 参照流程图 1.1-4 编写实验程序，检查无误后编译、链接并装载到控 制计算机中。 2 运行程序，用示波器观测输出波形。 图1.1-5 以上电路是TLC7528 双极性输出电路， 输出范围－5V 5V 。 “W101”和“W102” 分别为A 路和B 路的调零电位器， 实验前先调零，往TLC7528 的A 口和B 口中送 入数字量80H， 分别调节“W101”和“W102”电位器，用万用表分别测“OUT1 ”和 “OUT2 ”的输出电压，应在0mV 左右。参考流程 主程序 图1.1-4 参考程序请参照随机软件中的example 目录中的ACC1-1-2.ASM 文件。 。5欢迎下载 精品文档 实际测量的波形图 模拟量的输出确实随着数字量的增大而增大 。6欢迎下载 精品文档 信号的采样与保持信号的采样与保持 一、实验目的一、实验目的 1．熟悉信号的采样和保持过程 2．学习和掌握香农 采样 定理