計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)課件

1、學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告（理工類）課程名稱： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 專業(yè)班級(jí)： 14電氣（2） 學(xué)生學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 所屬院部： 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 姜玉東 20 17 20 18 學(xué)年 第 一 學(xué)期 金陵科技學(xué)院教務(wù)處制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：地址譯碼電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)日期： 2017.10.28 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉Proteus軟件的開發(fā)環(huán)境。2、學(xué)習(xí)3-8譯碼器在接口電路中的應(yīng)用。3、掌握I/O接口地址譯碼電路的一般設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)要求使用ISA總線的AEN（DMA地址使用信號(hào)，高

2、電平有效）信號(hào)、地址信號(hào)A0A9、3-8譯碼器芯片74HCT138，以及其他的基本門電路，設(shè)計(jì)一個(gè)地址譯碼電路，使其譯碼出的8個(gè)端口的可尋址的地址范圍為3A03A7。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備PC系統(tǒng)機(jī)、Proteus軟件。三、實(shí)驗(yàn)過程1、在Proteus軟件中搭建出電路原理圖。圖1.1 地址譯碼電路原理圖2、運(yùn)行程序，觀察設(shè)計(jì)的地址譯碼電路譯出地址的正確性。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析圖1.2 撥碼開關(guān)與ISA總線輸入地址不一致可見當(dāng)撥碼開關(guān)與ISA總線輸入地址不一致，74HC138（三八譯碼器）無輸出信號(hào)。圖1.3 AEN為高電平當(dāng)AEN為高電平時(shí)，不由CPU直接控制，ISA總線信號(hào)無法交由三八譯碼器輸出。

3、圖1.4 撥碼開關(guān)與ISA總線輸入地址一致，示例1當(dāng)撥碼開關(guān)與ISA總線輸入地址一致，低三位確定最終地址：3A1H，Y0輸出低電平。圖1.5 撥碼開關(guān)與ISA總線輸入地址一致，示例2撥碼開關(guān)與ISA總線輸入地址一致，低三位確定最終地址：3A7H，Y7輸出低電平。圖1.6 撥碼開關(guān)改變基地址當(dāng)撥碼開關(guān)改變基地址時(shí)，ISA總線對(duì)應(yīng)的輸入也要隨之改變，現(xiàn)在的基地址是3BxH。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： A/D和D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)日期： 2017.10.28 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉Keil軟件的使

4、用以及程序設(shè)計(jì)方法。2、掌握模/數(shù)，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的工作原理。實(shí)驗(yàn)要求（1）利用AT89C51單片機(jī)、ADC0808以及7SEG-MPX4-CA數(shù)碼顯示管*4設(shè)計(jì)一模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，并比較電壓表顯示數(shù)據(jù)和數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)是否一致。（2）利用DAC0832以及運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，其中DAC0832為直通工作方式，當(dāng)輸入不同數(shù)字量的時(shí)候，觀察輸出模擬電壓的值。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備PC系統(tǒng)機(jī)、Proteus軟件、KeilC51軟件。三、實(shí)驗(yàn)過程1、在Proteus軟件中搭建出電路原理圖。圖2.1 A-D轉(zhuǎn)換電路原理圖圖2.2 D-A轉(zhuǎn)換電路原理圖2、在keilC51軟件中編寫源程序，并編譯生成可

5、執(zhí)行文件，把生成的可執(zhí)行文件裝入單片機(jī)。3、運(yùn)行程序，按實(shí)驗(yàn)要求觀察設(shè)計(jì)電路的轉(zhuǎn)換結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析圖2.3 ADC:5V對(duì)應(yīng)數(shù)碼管數(shù)值255圖2.4 ADC：0V對(duì)應(yīng)數(shù)碼管數(shù)值0通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值大小，進(jìn)而改變輸入模擬電壓的大?。?-5V），數(shù)碼管顯示范圍在（0-255）。其值是一一對(duì)應(yīng)成比例的，可見實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換。圖2.5 DAC：FFH對(duì)應(yīng)電壓輸出5v圖2.6 DAC：7FH對(duì)應(yīng)電壓輸出2.5v通過改變輸入端的數(shù)值，進(jìn)而改變輸入的二進(jìn)制數(shù)字量，最終轉(zhuǎn)換的模擬量結(jié)果通過放大器輸出。00H至FFH的二進(jìn)制數(shù)字量與0-5V電壓值是一一對(duì)應(yīng)成比例的，可見實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了數(shù)模轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)

6、換程序：org 0ljmp STARTorg 100HSTART:mov DPTR,#0FE00Hmov P2,0LOOP:clr P3.4 ;關(guān)閉LED1clr P3.5;關(guān)閉LED2clr P3.6;關(guān)閉LED3setb P2.0;開啟0808mov R6,#0FFH;等待轉(zhuǎn)換djnz R6,$clr P2.0setb p2.1;給0808讀信號(hào)movx A,DPTR;讀nopclr p2.1;清除0808讀信號(hào)mov B,#100div ABlcall SEG7;取數(shù)字段碼setb P3.4;開LED1clr P3.5;關(guān)LED2clr P3.6;關(guān)LED3mov P1,A;送數(shù)lcal

7、l DLYmov A,Bmov B,#10div ABlcall SEG7clr P3.4;關(guān)LED1clr P3.6;關(guān)LED3setb P3.5mov P1,Alcall DLYmov A,Blcall SEG7clr P3.4;關(guān)LED1clr P3.5;關(guān)LED3setb P3.6mov P1,Alcall DLYsjmp LOOPSEG7:inc Amovc A,A+PCRETDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H ;0,1,2,3,4,5,6,7DB80H,90h,88H,83H,0C6H,0A1H,86h,8EH ;8,9,A,B,C,D,E

8、,FDLY:mov R7,#2D1:mov R6,#249DJNZ R6,$DJNZ R7,D1RETEND實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)日期： 2017.10.28 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康?、強(qiáng)化對(duì)步進(jìn)電機(jī)工作原理的理解。2、掌握用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)接口電路設(shè)計(jì)方法。3、掌握對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制的編程方法。實(shí)驗(yàn)要求利用AT89C51單片機(jī)、ULN20038以及四相步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)一步進(jìn)電機(jī)控制電路，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的啟/停、正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)以及不同的工作方式下運(yùn)行。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備PC系統(tǒng)機(jī)

9、、Proteus軟件、KeilC51軟件。三、實(shí)驗(yàn)過程1、在Proteus軟件中搭建出電路原理圖。圖3.1 步進(jìn)電機(jī)控制控制電路原理圖2、在keilC51軟件中編寫源程序，并編譯生成可執(zhí)行文件，把生成的可執(zhí)行文件裝入單片機(jī)。3、運(yùn)行程序，按實(shí)驗(yàn)要求觀察設(shè)計(jì)電路工作狀態(tài)是否正確。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析圖3.2 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)仿真圖圖3.3 四相八拍通電順序ABBBCCCDDDAAAB圖3.4 單四拍通電順序ABCDA圖3.5 雙四拍通電順序ABBCCDDAAB當(dāng)按下正轉(zhuǎn)開關(guān)時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過通電順序的波形圖可見實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)不同工作方式下的正轉(zhuǎn)。圖3.6 步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)仿真圖圖3.7 電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)在四相八拍

10、工作方式下的波形圖按下反轉(zhuǎn)開關(guān)，可見實(shí)現(xiàn)了ABADADCDCBCBAB的上電順序，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)反轉(zhuǎn)，其它的工作方式與正轉(zhuǎn)類似，從略。步進(jìn)電機(jī)程序：ORG 100HSTART: MOV DPTR,#TAB1 MOV R4,#7 ; (單、雙四拍時(shí)將#7改為#3) AJMP LOOPKEY: MOV P2,#3H JB P2.0,FZ1 CJNE R4,#7,LOOPZ ;（單、雙四拍時(shí)將#7改為#3） MOV R4,#0FFHLOOPZ: INC R4 AJMP LOOPFZ1: JB P2.1,KEY CJNE R4,#0H,LOOPF MOV R4,#08H ;（單、雙四拍時(shí)將#08H改為#0

11、4H）LOOPF: DEC R4LOOP: MOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DELAYAJMP KEYDELAY: MOV R6,#5DD1:MOV R5,#80HDD2:MOV R7,#0DD: DJNZ R7,DD DJNZ R5,DD2DJNZ R6,DD1RETTAB1:DB 02H,06H,04H,0CH,08H,09H,01H,03H ;（單四拍為DB 02H,04H,08H,01H）;（雙四拍為DB 06H,0CH,09H,03H)END實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 數(shù)字控制器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 2 同組學(xué)生姓名： 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造實(shí)驗(yàn)室實(shí)

12、驗(yàn)日期： 2017.10.28 實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 批改教師： 批改時(shí)間： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉MATLAB中simulink的實(shí)現(xiàn)方法。2、掌握最少拍有紋波、無紋波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。3、了解輸入信號(hào)對(duì)最少拍控制系統(tǒng)的影響。實(shí)驗(yàn)要求對(duì)給定的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、被控對(duì)象和采樣周期下，分別取輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)、單位速度信號(hào)和單位加速度信號(hào)，按有紋波和無紋波系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)控制器D（Z），并觀察輸入、輸出和誤差三條曲線。二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備PC系統(tǒng)機(jī)、MATLAB軟件。三、實(shí)驗(yàn)過程1、在如圖4.1所示的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象為，采樣周期T=1s，分別取輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)、單位速度信號(hào)和單位加速

13、度信號(hào)，按有紋波系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器D（Z）；針對(duì)單位速度信號(hào)，按無紋波系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器D（Z）。 圖4.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖2、按照最少拍系統(tǒng)原理圖，在MATLAB的Simulink下構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的仿真模型，并將輸入、輸出和誤差三條曲線放置在同一坐標(biāo)系內(nèi)，標(biāo)明參數(shù)，觀察輸入輸出波形，比較三種情況下的跟隨特性，并打印結(jié)果。3、觀察系統(tǒng)輸出波形在采樣點(diǎn)以外的波形。4、比較有紋波與無紋波系統(tǒng)的區(qū)別，并分析其原因。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停河屑y波：圖4.2 單位階躍信號(hào)輸入有紋波情況下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖4.3 單位階躍信號(hào)輸入的有紋波系統(tǒng)仿真波形黑線是單位階躍信號(hào)輸入波形，紅線是誤差，藍(lán)線是輸出波形，輸出第一拍跟上輸入信號(hào)，采樣點(diǎn)之間有紋波。圖4.4 單位速度信號(hào)輸入有紋波情況下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖4.5 單位速度信號(hào)輸入的有紋波系統(tǒng)仿真波形黑線是單位速度輸入波形，紅線是誤差，藍(lán)線是輸出波形，輸出第二拍跟上輸入信號(hào)，采樣點(diǎn)之間有紋波。圖4.6 單位加速度信號(hào)輸入有紋波情況下的系