智能仪器自动量程切换.doc

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1、《智能仪器》实验报告实验项目自动量程切换实验时间同组同学班级111学号1111姓名瓜瓜2014年4月实验四自动量程切换一、实验目的1.了解仪器量程的概念，量程切换原理。2.了解多路开关在模拟量输入通道中的应用。3.掌握实现自动量程切换的硬件电路和编程方法。二、实验原理与要求用电位器调整输入电压值，利用实验板上的AD774A/D转换器、多路模拟开关MPC508和可编程增益放大器AD526和C8051单片机构成单路电压测量系统，对输入电压进行测量。图4-1自动量程切换实验原理图对输入电压的量程判断是通过不断改

2、变可编程增益放大器AD526的增益实现的。AD526通过编程可输出1、2、4、8、16五档不同的增益，本实验取其增益为1。实验中AD774输入电压为10V那么经衰减后的电压应该在0-10。取衰减电阻网络中的电阻分别为1K、1K、2K，可以实现三个量程的切换。假设输入信号在0-40V内（根据实验台条件提供），则0-10V范围的电压不需要衰减，10-20V范围的电压需要衰减一半，20-40V范围内的输入电压需要衰减为原值的1/4。实验中，我们假设输入电压分别为6V、12V、24V，编写具有自动量程切换功能的电

3、压测量程序，将采集的电压值以数字量形式存于内存中。来观察内存中相应的量程和AD转换结果。三、实验内容及说明实验电路图请参考实验指导书附录中的“12位并行AD模块”部分（图4-2所示），1．8通道多路开关MPC508在此模块中，MPC508（U1）为8通道多路开关，其引脚图如图8-2及主要功能说明如下：INn(n=1～8)为8通道模拟量输入端，A0、A1、A2为通道选择控制端，EN为使能端，它们之间的关系见真值表8-1所示。要访问MPC508多路开关，只要对端口地址（8C00H～8CFFH范围中的一个地址）

4、写入相应的数据，从而选通相应的通道。表4-1MPC508通道选择2．可编程增益放大器AD526AD526（U2）为可编程增益放大器，A2、A1、A0、B四端为控制增益的代码输入端，、为使能端，VIN端为信号输入端，VOUT端为信号输出端，它们之间的关系见真值表4-2，通过编程可以很方便的设置1、2、4、8、16不同的增益。要访问AD526可编程增益放大器，只要对端口地址（8B00H～8BFFH范围中的一个地址）写入相应的数据，从而选择对信号不同的放大倍数。表4-2AD526增益设置控制1．A/D转换器AD

5、774BAD774B（U5）为12位逐次逼近型快速A/D转换器，其转换速度最大为8μS，引脚说明如下：：数字逻辑部分电源+5V。12/：数据输出格式选择信号引脚。当12/=1（+5V）时，双字节输出，即12位数据同时有效输出，当12/=0（0V）时，为单字节输出，即只有高8位或低4位有效。：片选信号端，低电平有效。：字节选择控制线。R/：读数据/转换控制信号，当R/=1，ADC转换结果的数据允许被读出；当R/=0时，则允许启动A/D转换。CE：启动转换信号，高电平有效。、：模拟部分供电的正电源和负电源，为

6、或。REFOUT：10V内部参考电压输出端。REFIN：内部解码网络所需参考电压输入端。REFOFF：补偿调整。接至正负可调的分压网络，以调整ADC输出的零点。10、10：模拟量10V，20V量程的输入端口，信号的一端接至AG引脚。DGND：数字公共端（数字地）。AGND：模拟公共端（模拟地）。～：数字量输出。STS：输出状态信号引脚。转换开始时，STS达到高电平，转换过程中保持高电平。转换完成时返回到低电平。STS可以作为状态信息被CPU查询，也可以用它的下降沿向CPU发中断申请，通知A/D转换已完成，

7、CPU可以读取转换结果。四、实验步骤1．本实验需要用到的实验模块包括：“SMP-10212位并行AD模块”，“SMP-202C8051模块”，“SMP-204译码模块”。2．把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置。3．在确保上述模块插放无误后，用扁平信号线连接“SMP-1信号转换单元”挂箱的“J2”与“SMP-2控制器单元”挂箱的“J8”；“SMP-1信号转换单元”挂箱的“J1”与“SMP-2控制器单元”挂箱的“J7”。4．将“SMP-2控制器单元”挂箱的“切换模块”切换到下列状态：SW1（全部OFF

8、），SW2（全部OFF），SW3（全部OFF），SW4（全部OFF）。5．将“SMP－204译码模块”上的插针J1的2、3用短路帽短接，J2的2、3用短路帽短接，J3的1、2用短路帽短接，给系统上电。6．在“SMP-10212位并行AD模块”的“CH0”和“CH1”处接入2K电阻，“CH1”和“CH2”处接入1K电阻，“CH2”和GND处接入1K电阻。7．打开“实验程序/C8051实验程序/多路开关”文件夹下SWITCH.ws