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