计算机控制技术实验教案20131111

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1、湖北理工学院《微型计算机控制技术》实验教案教学院（部）电气与电子信息工程学院教研室电气自动化授课教师皮大能职称职务副教授教材名称微型计算机控制技术微型计算机控制技术实验教案目录实验一A/D转换D/A转换…………………………………………………………………2实验二采样与保持…………………………………………………………………………6实验三采样与保持…………………………………………………………………………10实验四数字滤波器…………………………………………………………………………15实验五积分分离PID

2、控制实验……………………………………………………………20实验六最小拍控制系统……………………………………………………………………27附录：使用说明………………………………………………………………………………31-1-微型计算机控制技术实验教案实验一A/D转换D/A转换实验目的：掌握A/D、D/A转换的工作原理，ADC0809、DAC0832、8255、8253的应用。重点：A/D、D/A转换中输入、输出各参数间关系。实验主要仪器与设备：多媒体计算机，TKKL-4型控制理论/计算机控制技术实验箱

3、预备知识：输入、输出接口的基本概念，接口芯片的（端口）地址分配。熟悉虚拟示波器的调节及应用，实验箱上电压表的使用，各单元电路模块的引线位置及各引线用途，电位器的调节方式。实验线路原理图：图1－1A/D、D/A转换电路实验原理：CPU的DPCLK信号与ADC0809单元电路的CLOCK相连作为ADC0809的时钟信号。ADC0809芯片输入选通地址码A、B、C为“1”状态，选通输入通道IN7。通过电位器W41给A/D变换器输入-5V～+5V的模拟电压。8253的2#口用于5ms定时输出OUT2信号

4、启动A/D变换器。由8255口A为输入方式。A/D转换的数据通过A口采入计算机，送到显示器上显示，并由数据总线送到D/A变换器0832的输入端。选用CPU的地址输入信号IOY0为片选信号(CS)，XIOW信号为写入信号(WR)，D/A变换器的口地址为00H。调节W41即可改变输入电压，可从显示器上看A/D变换器对应输出的数码，同时这个数码也是D/A变换器的输入数码。A/D、D/A转换程序流程：（见图1—2）实验内容及步骤(1)按图1—1接线。用“短路块”分别将U1单元中的ST与+5V短接；U4单

5、元中的X与+5V，Z与-5V短接。其它画“●”的线需自行连接。（示波器的CH1通道接U15单元的OUT端）连接好后，接通电源。(2)对U15D/A转换单元进行调零。按下实验箱上的复位键，在调试窗口中出现“WELCOMETOYOU”-2-微型计算机控制技术实验教案输入A2000按“Enter”键0000：2000MOVAL，80按“Enter”键0000：2002OUT00，AL按“Enter”键0000：2004INT按“Enter”键0000：2005按“Enter”键G=0000：2000按

6、“Enter”键待输入完成后，电压表调零：用U16单元电压表毫伏档监测U15D/A转换单元OUT端电压，调节U15单元103电位器使电压表显示“00”。图1－2A/D、D/A转换流程(3)将U4单元中W41输出调至-5V，执行监控中的程序(G=F000：1100↙)。如果程序正确执行，将在显示器上显示“00”。⑷将W41依次调节，用U16交/直流数字电压表分别检测A/D的输入电压和D/A的输出电压。观察显-3-微型计算机控制技术实验教案示器，记下相应的数码及D/A的输出模拟电压，填入下表1—1。

7、表1—1模拟输入显示器模拟输出测量值测量值测量值电压(V)数码(H)电压(V)-5-4.980000-5-5.01-4-3.981A19-4-3.90-3-3.013334-3-2.99-2-2.044C4D-2-1.99-1-0.976668-1-0.96000．008080000.07+1+0.9799A1+1+1.06+2+2.01B3B2+2+2.09+3+3.03CDCF+3+3.13+4+3.99E6E8+4+4.12＋5+5.00FFFF＋5+5.12⑸AD转换的量化特性按图1—3

8、改接U4输出Y至U13A/D转换单元输入IN7的连接，即添加一个反向放大器，其它线路同图1—1。图1-3AD转换量化特性测试①用U16交/直流数字电压表监测A/D的输入电压，在OV附近连续调节A/D的输入电压，观察整理化误差和量化单位。②测出A/D输入电压在OV附近±5个量化单位的数值，记录与之相对应的数字量，如表1—2所示：表1—2模入电压(mV)-210-160-120-60-40040100110170200测量值数字量(H)7B7C7D7E7F808182838485③根据表1—2绘制A