计算机控制技术

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1、北京信息科技大学自编实验教材计算机控制技术实验指导书侯明编曹荣敏审北京信息科技大学自动化实验室2010.10目录实验一A/D与D/A实验3实验二信号的采样与还原12实验三数字滤波17实验四积分分离PID控制21实验五最小拍控制实验27实验六大林（Dahlin）算法33实验七数字PWM发生器和直流电机调速控制38实验一A/D与D/A实验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

2、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。本实验教程主要介绍以A/

3、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。1.1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1.2实验设备PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块1.3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位数字量保存到变量中。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。1.4实验原理1．A/D转换实验ADC0

4、809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所示的实验线路图。图1-1A/D转换接线图上图中，AD0809的启动信号“STR”是由控制计算机

5、定时输出方波来实现的。这里用P1.7来模拟1＃定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期＝定时器时常×2。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。参考流程如下：.图1-2A/D转换程序流程......参考程序如下：请参照随机软件中example51目录中的ACC1-1-1文件夹中的ACC1-1-1.UV2/**************文件

6、名：ACC1-1-1.C*功能描述：定时启动模数转换，延时后读取转换结果，并送至变量保存*****************************************/#include#include/*****************************************宏定义*****************************************/#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineADC_7XBYTE[0x7ff0]//定义模数转

7、换IO地址/*****************************************函数声明*****************************************/voidtd_delay(inttime);/*****************************************全局变量定义*****************************************/sbitstr=P1^7;uchardataad[10];//声明变量，用于存储转换结果uintdatatime;//声明变量，用于定时uchardatat0