現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 課程名稱(chēng)： 現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)驗(yàn) 任課教師： 廉迎戰(zhàn) 學(xué) 院： 自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 2015 年 6月 16日實(shí)驗(yàn)一 頻移鍵控法仿真實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪秸莆胀ㄐ旁砘A(chǔ)知識(shí)中頻移鍵控法的基本原理。能用MATLAB仿真軟件，編寫(xiě)并調(diào)試簡(jiǎn)單的仿真程序。二實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料1. 實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)2. MATLAB仿真軟件三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試1安裝部署MATLAB仿真環(huán)境，同時(shí)根據(jù)頻移鍵控法要求，設(shè)置仿真環(huán)境。2. 在MATLAB環(huán)境下，輸入頻移鍵控法原理圖。原理圖如下： 方法一 方法二Repeating sequence stair:F3數(shù)字信號(hào)sine wave ：100H

2、z信號(hào)Sinewave1 ：50Hz信號(hào) Scope1：示波器方法一：Switch1:選通開(kāi)關(guān)/方法二：用乘法器product代替3. 在MATLAB中產(chǎn)生F1=50Hz和F2=100Hz的交流信號(hào)，以及需要發(fā)送的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)為：F3=01101001方波波形。4. 加載輸入信號(hào)，觀察仿真原理圖輸出信號(hào)波形，同時(shí)記錄并分析。 如下圖：五思考題1.數(shù)字信號(hào)01101001的頻移鍵控法輸出波形表示形式如下： 輸出的數(shù)字信號(hào)為10110101時(shí)，其頻移鍵控波形如下的OUT：16行輸出信號(hào)分別為：1.數(shù)字信號(hào)10110101的輸入信號(hào)；2. 50Hz頻率sine；3.100Hz頻率sine；4.

3、 Product輸出；5.product1輸出；6.add輸出2. 如何實(shí)現(xiàn)幅移鍵控法的信號(hào)通訊技術(shù)？通過(guò)信號(hào)幅值的高低映射到數(shù)字信號(hào)的1和0從而達(dá)到載波傳輸信號(hào)，可利用現(xiàn)成的電信網(wǎng)，電話(huà)網(wǎng)等設(shè)施構(gòu)成信道。3. 實(shí)驗(yàn)二 雙極性非歸零編碼仿真實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪秸莆胀ㄐ旁砘A(chǔ)知識(shí)中的數(shù)字編碼技術(shù)應(yīng)用。能用MATLAB仿真軟件，編寫(xiě)并調(diào)試簡(jiǎn)單的仿真程序。二實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料1. 實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)2. MATLAB仿真軟件三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雙極性非歸零編碼仿真實(shí)驗(yàn)原理圖如同所示。圖2 雙極性非歸零編碼仿真原理圖四實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試1安裝部署MATLAB仿真環(huán)境，同時(shí)根據(jù)雙極性非歸零編碼要求，設(shè)置仿真環(huán)境。2

4、. 在MATLAB環(huán)境下，設(shè)計(jì)輸入雙極性非歸零編碼原理圖。如下：3.Signal buder：F=1011010010單極性方波波形；Constant1:值為1的常數(shù)信號(hào)；Constant-1:值為-1的常數(shù)信號(hào):4. 在MATLAB中產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)為：F=1011010010單極性方波波形。 5. 在相應(yīng)的輸入端加載輸入信號(hào)，觀察仿真原理圖的輸出信號(hào)波形，同時(shí)記錄并分析。如下圖，OUT即為F3信號(hào)的雙極性非歸零編碼仿真輸出。F3 1時(shí)選擇constant 1，0時(shí)選擇constant -1，合并波形。以上6個(gè)信號(hào)分別為：1.signal builder的數(shù)字信號(hào)10110100101；2.co

5、nstant=1；3.constant1=-1；4.product信號(hào)；5.product1信號(hào)；6.add輸出信號(hào)五思考題1.數(shù)字信號(hào)10110100101雙極性非歸零編碼輸出波形圖如下OUT：以上6個(gè)信號(hào)分別為：1.signal builder的數(shù)字信號(hào)10110100101；2.constant=1；3.constant1=-1；4.product信號(hào)；5.product1信號(hào)；6.add輸出信號(hào)輸出的數(shù)字信號(hào)為10110100101時(shí)，其單極性非歸零編碼波形如下OUT：以上6個(gè)信號(hào)分別為：1.signal builder的數(shù)字信號(hào)10110100101；2.constant=1；3.c

6、onstant1=0；4.product信號(hào)；5.product1信號(hào)；6.add輸出信號(hào)2. 如何實(shí)現(xiàn)雙極性非歸零編碼的信號(hào)通訊？通過(guò)電平的高低表示數(shù)字信號(hào)的1和0；將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)信道傳輸，在信宿解調(diào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的還原從而完成通訊。實(shí)驗(yàn)三 曼徹斯特編碼仿真實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪秸莆胀ㄐ旁砘A(chǔ)知識(shí)中的曼徹斯特編碼技術(shù)應(yīng)用。能用MATLAB仿真軟件，編寫(xiě)并調(diào)試簡(jiǎn)單的仿真程序。二實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料1. 實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)2. MATLAB仿真軟件三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容曼徹斯特編碼仿真實(shí)驗(yàn)原理圖如同所示。圖2 曼徹斯特編碼仿真波形圖四實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試1安裝部署MATLAB仿真環(huán)境，同時(shí)根據(jù)曼徹斯特編碼

7、要求，設(shè)置仿真環(huán)境。2. 在MATLAB環(huán)境下，設(shè)計(jì)并輸入曼徹斯特編碼原理圖。如下：3.Signal buder : F=01001110方波波形;Repeating Sequence Stair:重復(fù)下降沿信號(hào)，周期1秒；（曼徹斯特編碼中，當(dāng)輸入為0時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)上升沿信號(hào)）Repeating Sequence Stair1:重復(fù)上升沿信號(hào)，周期1秒；（曼徹斯特編碼中，當(dāng)輸入為1時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)下降沿信號(hào)）4. 在MATLAB中產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)為：F=01001110曼徹斯特編碼方波波形輸入波形為：5. 在相應(yīng)的輸入端加載輸入信號(hào)，觀察仿真原理圖的輸出信號(hào)波形，同時(shí)記錄并分析。如下：以上6個(gè)輸出信號(hào)分

8、別為：1.signal builder的輸入信號(hào)：F=01001110；2.周期為1的下降沿信號(hào)；3.周期為1的上升沿信號(hào)；4.product輸出信號(hào)（當(dāng)輸入信號(hào)為1時(shí)，輸出下降沿信號(hào)）；5. Product1輸出信號(hào)（當(dāng)輸入信號(hào)為0時(shí)，輸出上升沿信號(hào)）；6.輸出F=01001110的曼徹斯特編碼波形五思考題1. 數(shù)字信號(hào)10110100101的曼徹斯特編碼輸出波形表示形式如下圖：輸出的數(shù)字信號(hào)為10110100101時(shí)，其差分曼徹斯特編碼波形如下：2. 如何實(shí)現(xiàn)曼徹斯特編碼的信號(hào)通訊？通過(guò)一個(gè)周期內(nèi)高低電平的反轉(zhuǎn)表示數(shù)字信號(hào)的1和0；相鄰兩個(gè)保持一樣表示數(shù)字0，跳變相反表示數(shù)字1。將數(shù)字信號(hào)

9、調(diào)制成這樣的電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)信道傳輸，在信宿解調(diào)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的還原從而完成通訊。實(shí)驗(yàn)四 CRC冗余碼校驗(yàn)編程實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誄RC冗余碼校驗(yàn)編程。利用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)CRC校驗(yàn)過(guò)程。二實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料1. 實(shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)2. C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)軟件三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容CRC校驗(yàn)碼的基本思想是利用線性編碼理論，在發(fā)送端根據(jù)要傳送的k位二進(jìn)制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)校驗(yàn)用的監(jiān)督碼（既CRC碼）r位，并附在信息后邊，構(gòu)成一個(gè)新的二進(jìn)制碼序列數(shù)共(k+ r)位，最后發(fā)送出去。在接收端，則根據(jù)信息碼和CRC碼之間所遵循的規(guī)則進(jìn)行檢驗(yàn)，以確定傳送中是否出錯(cuò)。四實(shí)驗(yàn)程序及結(jié)果測(cè)試 用CRC-8對(duì)數(shù)據(jù)1011 0100 10

10、10進(jìn)行效驗(yàn)，計(jì)算其效驗(yàn)碼程序清單如下：#include<stdio.h>void main()int k,i,j,n;int a20=1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1;int num30;int crc30;printf("xinxishujuweishu:");scanf("%d",&k);printf("shujuwei:n");for(i=k-1;i>=0;i-)scanf("%d",&numi);printf("K(x):&qu

11、ot;);for(i=k-1;i>=0;i-)printf("%d",numi);printf("n");for(i=k-1+16;i>=16;i-)numi=numi-16;for(i=15;i>=0;i-)numi=0;printf("x16*K(x):");for(i=k-1+16;i>=0;i-)printf("%d",numi);printf("n");for(i=k-1+16;i>=16;i-)if(numi=0)crci-16=0;elsecrci-16=1;for(j=i,n=1;j>=i-16;j-,n+)if(numj=a16-n+1)numj=0;elsenumj=1;printf("冗余碼R(x)：");for(i=k-1+16;i>=0;i-)if(numi!=0)for(j=i;j>=0;j-)print