计算机控制技术实验报告
《计算机控制技术》数字PID控制器设计与仿真实验报告

《计算机控制技术》数字PID控制器设计与仿真实验报告课程名称:计算机控制技术实验实验类型:设计型实验项目名称:数字PID控制器设计与仿真一、实验目的和要求1. 学习并掌握数字PID以及积分分离PID控制算法的设计原理及应用。
2. 学习并掌握数字PID控制算法参数整定方法。
二、实验内容和原理图3-1图3-1是一个典型的 PID 闭环控制系统方框图,其硬件电路原理及接线图可设计如图1-2所示。
图3-2中画“○”的线需用户在实验中自行接好,对象需用户在模拟实验平台上的运放单元搭接。
图3-2上图中,ADC1为模拟输入,DAC1为模拟输出,“DIN0”是C8051F管脚 P1.4,在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。
这里,系统误差信号E通过模数转换“ADC1”端输入,控制机的定时器作为基准时钟(初始化为10ms),定时采集“ADC1”端的信号,得到信号E的数字量,并进行PID计算,得到相应的控制量,再把控制量送到控制计算机及其接口单元,由“DAC1”端输出相应的模拟信号,来控制对象系统。
本实验中,采用位置式PID算式。
在一般的PID控制中,当有较大的扰动或大幅度改变给定值时,会有较大的误差,以及系统有惯性和滞后,因此在积分项的作用下,往往会使系统超调变大、过渡时间变长。
为此,可采用积分分离法PID控制算法,即:当误差e(k)较大时,取消积分作用;当误差e(k)较小时才将积分作用加入。
图3-3是积分分离法PID控制实验的参考程序流程图。
图3-3三、主要仪器设备计算机、模拟电气实验箱四、操作方法与实验步骤1.按照图3-2搭建实验仿真平台。
2.确定系统的采样周期以及积分分离值。
3.参考给出的流程图编写实验程序,将积分分离值设为最大值0x7F,编译、链接。
4.点击,使系统进入调试模式,点击,使系统开始运行,用示波器分别观测输入端R以及输出端C。
5.如果系统性能不满意,用凑试法修改PID参数,再重复步骤3和4,直到响应曲线满意,并记录响应曲线的超调量和过渡时间。
计算机控制技术实训报告

一、实训背景随着科学技术的不断发展,计算机技术在各个领域的应用日益广泛。
计算机控制技术作为自动化领域的重要组成部分,其研究与应用对于提高生产效率、降低成本、改善产品品质等方面具有重要意义。
为了使学生深入了解计算机控制技术,提高动手能力,本实训课程以计算机控制技术为核心,通过实际操作,使学生掌握计算机控制系统的设计、调试和实施方法。
二、实训目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成;2. 掌握计算机控制系统的设计方法;3. 熟悉计算机控制系统的调试与实施;4. 培养学生团队合作精神和创新意识。
三、实训内容1. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成:(1)被控对象:被控对象是指需要通过计算机控制系统进行控制的设备或过程。
(2)传感器:传感器用于将物理量转换为电信号,以便计算机控制系统进行处理。
(3)控制器:控制器是计算机控制系统的核心,负责接收传感器输入信号,根据预设的控制策略进行计算,并输出控制信号。
(4)执行器:执行器根据控制器输出的控制信号,实现对被控对象的调节。
(5)人机界面:人机界面用于人与计算机控制系统之间的交互,包括操作面板、显示器等。
2. 计算机控制系统的设计方法计算机控制系统的设计主要包括以下几个步骤:(1)系统分析:分析被控对象的特点和需求,确定控制目标。
(2)系统建模:根据被控对象的特点,建立数学模型。
(3)控制器设计:根据数学模型和控制目标,选择合适的控制器类型,并进行参数整定。
(4)系统仿真:在计算机上对控制系统进行仿真,验证系统性能。
(5)系统实施:根据仿真结果,对实际控制系统进行调整和优化。
3. 计算机控制系统的调试与实施计算机控制系统的调试主要包括以下几个方面:(1)硬件调试:检查硬件设备是否正常,包括传感器、控制器、执行器等。
(2)软件调试:检查控制算法是否正确,参数是否合理。
(3)系统联调:将硬件和软件结合起来,进行系统联调,验证系统性能。
计算机控制技术实验报告

计算机控制技术实验报告实验一信号的采样与保持一、实验目的1.熟悉信号的采样和保持过程。
2.学习和掌握香农(采样)定理。
3.学习用直线插值法和二次曲线插值法还原信号。
二、实验设备PC 机一台.TD-ACS实验系统一套.i386EX 系统板一块。
三、实验原理香农(采样)定理:若对于一个具有有限频谱(max ωω<)的连续信号)(t f 进行采样.当采样频率满足max 2ωω≥s时.则采样函数)(t f *能无失真地恢复到原来的连续信号)(t f 。
max ω为信号的最高频率.s ω为采样频率。
四.实验内容1.采样与保持编写程序.实现信号通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机.计算机再把数字量送到 D/A 转换器输出。
实验线路图如图2-1所示.图中画“○”的线需用户在实验中自行接好.其它线系统已连好。
模数转换单元控制计算机图2-1 采样保持线路图控制计算机的“OUT1”表示386EX 内部1#定时器的输出端.定时器输出的方波周期=定时器时常.“IRQ7”表示386EX 内部主片8259的“7”号中断.用作采样中断。
正弦波单元的“OUT ”端输出周期性的正弦波信号.通过模数转换单元的“IN7”端输入,系统用定时器作为基准时钟(初始化为10ms ).定时采集“IN7”端的信号.转换结束产生采样中断.在中断服务程序中读入转换完的数字量.送到数模转换单元.在“OUT1”端输出相应的模拟信号。
由于数模转换器有输出锁存能力.所以它具有零阶保持器的作用。
采样周期T= TK×10ms .TK 的范围为01~ FFH.通过修改TK 就可以灵活地改变采样周期.后面实验的采样周期设置也是如此。
零阶采样保持程序流程图如图2-2所示。
图2-2 零阶采样保持程序流程图实验步骤:(1)参考流程图2-2编写零阶保持程序.编译、链接。
(2)按照实验线路图2-1接线.检查无误后开启设备电源。
(3)用示波器的表笔测量正弦波单元的“OUT ”端.调节正弦波单元的调幅、调频电位器及拨动开关.使得“OUT ”端输出幅值为3V.周期1S 的正弦波。
计算机控制实验报告

计算机控制实验报告实验二数字PID 控制一、实验原理及算法说明:计算机控制是一种采样控制,它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。
因此连续PID 控制算法不能直接使用,需要采用离散化方法。
在计算机PID 控制中,使用的是数字PID 控制器。
按模拟PID 控制算法,以一系列的采样时刻点kT 代表连续时间t ,以矩形法数值积分近似代替积分,以一阶后向差分近似代替微分,可得离散PID 位置式表达式:∑∑==--++=??--++=kj di p kj DI p Tk e k e k T j e k k e k k e k e T T j e T Tk e k k u 0)1()()()())1()(()()()(式中,D p d Ip i T k k T k k ==,,e 为误差信号,u 为控制信号。
二、实验内容:1、连续系统的数字PID 控制仿真连续系统的数字PID 控制可实现D/A 及A/D 的功能,符合数字实时控制的真实情况,计算机及DSP 的实时PID 控制都属于这种情况。
设被控对象为一个电机模型传递函数BsJss G +=21)(,式中J=0.0067,B=0.1。
输入信号为)2sin(5.0t π,采用PD 控制,其中5.0,20==d p k k 。
采用ODE45方法求解连续被控对象方程。
因为BsJss U s Y s G +==21)()()(,所以u dtdy Bdty d J=+22,另yy y y ==2,1,则??+-==/J )*u ((B /J )y y y y 12221经过编程实现的结果如下:00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82-0.8-0.6-0.4-0.20.20.40.6time(s)r i n ,y o u t00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82 -0.02-0.010.010.020.030.04time(s)e r r o r2、被控对象是一个三阶传递函数ss s 1047035.8752350023++,采用Simulink 与m 文件相结合的形式,利用ODE45方法求解连续对象方程,主程序由Simulink 模块实现,控制器由m 文件实现。
计算机控制技术实验报告

实验一过程通道和数据采集处理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。
输入与输出通道本实验教程主要介绍以A/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。
一、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 芯片的使用二、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 位数字量保存于变量中。
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。
三、实验设备PC 机一台,TD-ACC+实验系统一套,i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤1.A/D 转换实验ADC0809 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。
计算机控制技术实验报告-组

实验一A/D与D/A转换一、实验目的1.通过实验了解实验系统的结构与使用方法;2.通过实验了解模拟量通道中模数转换与数模转换的实现方法。
二、实验设备1.THBCC-1型信号与系统•控制理论及计算机控制技术实验平台2.THBXD数据采集卡一块(含37芯通信线、16芯排线和USB电缆线各1根)3.PC机1台(含软件“THBCC-1”)三、实验容1.输入一定值的电压,测取模数转换的特性,并分析之;2.在上位机输入一十进制代码,完成通道的数模转换实验。
四、实验原理1.数据采集卡本实验台采用了THBXD数据采集卡。
它是一种基于USB总线的数据采集卡,卡上装有14Bit分辨率的A/D转换器和12Bit分辨率的D/A转换器,其转换器的输入量程均为±10V、输出量程均为±5V。
该采集卡为用户提供4路模拟量输入通道和2路模拟量输出通道。
其主要特点有:1) 支持USB1.1协议,真正实现即插即用2) 400KHz14位A/D转换器,通过率为350K,12位D/A转换器,建立时间10μs3) 4通道模拟量输入和2通道模拟量输出4) 8k深度的FIFO保证数据的完整性5) 8路开关量输入,8路开关量输出2. AD/DA转换原理数据采集卡采用“THBXD”USB卡,该卡在进行A/D转换实验时,输入电压与二进制的对应关系为:-10~10V对应为0~16383(A/D转换为14位)。
其中0V为8192。
其主要数据格式如下表所示(采用双极性模拟输入):而DA转换时的数据转换关系为:-5~5V对应为0~4095(D/A转换为12位),其数据格式(双极性电压输出时)为:五、实验步骤1. 启动实验台的“电源总开关”,打开±5、±15V电源。
将“阶跃信号发生器”单元输出端连接到“数据采集接口单元“的“AD1”通道,同时将采集接口单元的“DA1”输出端连接到接口单元的“AD2”输入端;2、将“阶跃信号发生器”的输入电压调节为1V;3. 启动计算机,在桌面双击图标“THBCC-1”软件,在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮;4. 点击软件“系统”菜单下的“AD/DA实验”,在AD/DA实验界面上点击“开始”按钮,观测采集卡上AD 转换器的转换结果,在输入电压为1V(可以使用面板上的直流数字电压表进行测量)时应为00001100011101(共14位,其中后几位将处于实时刷新状态)。
计算机控制技术_实验二报告

计算机控制技术课程实验之二步进电机控制实验内容掌握KeilC51软件与Protues软件联合仿真调试的方法;掌握步进电机的工作原理及控制方法;掌握步进电机控制的不同编程方法。
1.用Proteus设计一四相六线步进电视控制电路。
要求利用P1口作步进电机的控制端口,通过达林顿阵列ULN2003A驱动步进电机。
2.编写程序,实现步进电机的正反转控制。
正反转时间分别持续10S时间,如此循环。
#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code zheng[]={0xf3,0xf6,0xfc,0xf9};uchar code fan[]={0xf9,0xfc,0xf6,0xf3};uchar t;bit flag=0;void delay(uint z){uint i,j;for(i=0;i<z;i++)for(j=0;j<110;j++);}void timer_init(){TMOD=0X01;//定时器0,方式1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;ET0=1;EA=1;TR0=1;}void motor_z(){uchar i;for(i=0;i<4;i++){P1=zheng[i];delay(200);}}void motor_f(){uchar i;for(i=0;i<4;i++){P1=fan[i];delay(200);}}void main(){timer_init();while(1){if(flag==0){motor_f();}else{motor_z();}}}void timer() interrupt 1{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;if(t>=200){t=0;flag=~flag;}t++;}3.设计一可调速步进电机控制电路。
计算机控制技术实验报告

计算机控制技术实验报告实验一过程通道和数据采集处理一、输入与输出通道本实验教程主要介绍以A/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。
一、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 芯片的使用二、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 位数字量保存于变量中。
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。
三、实验设备+PC 机一台,TD-ACC实验系统一套,i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤1(A/D 转换实验ADC0809 芯片主要包括多路模拟开关和A/D 转换器两部分,其主要1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1.1-1 所示的实验线路图。
单次阶跃模数转换单元控制计算机图1.1-1上图中,AD0809 的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现的。
“OUT1” 表示386EX 内部1,定时器的输出端,定时器输出的方波周期,定时器时常。
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。
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精品文档精品文档实验一过程通道和数据采集处理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。
输入与输出通道本实验教程主要介绍以 A/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。
一、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 芯片的使用二、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 位数字量保存于变量中。
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。
三、实验设备+PC 机一台, TD-ACC实验系统一套, i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤1.A/D 转换实验ADC0809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 1.1-1 所示的实验线路图。
精品文档单次阶跃模数转换单元控制计算机图 1.1-1上图中, AD0809 的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现的。
“OUT1”表示 386EX 内部 1#定时器的输出端,定时器输出的方波周期=定时器时常。
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:主程序图 1.1-2参考程序:请参照随机软件中的 example 目录中 ACC1-1-1.ASM 文件实验步骤与结果:(1)打开联机操作软件,参照流程图,在编辑区编写实验程序。
检查无误后编译、链接。
(2)按图 1.1-1 接线 ( 注意:图中画“ o”的线需用户自行连接 ) ,连接好后,请仔细检查,无错误后方可开启设备电源。
(3)装载完程序后,系统默认程序的起点在主程序的开始语句。
用户可以自行设置程序起点,可先将光标放在起点处,再通过调试菜单项中设置起点或者直接点击设置起点图标,即可将程序起点设在光标处。
(4)加入变量监视,具体步骤为:打开“设置”菜单项中的“变量监视”窗口或者直接点击“变量监视”图标,将程序中定义的全局变量“ AD0~ AD9”加入到变量监视中。
在查看菜单项中的工具栏中选中变量区或者点击变量区图标,系统软件默认选中寄存器区,点击“变量区” 可查看或修改要监视的变量。
(5)在主程序 JMP AGAIN 语句处设置断点。
具体操作为:先将光标置于要设断点的语句,然后在调试菜单项中选择“设置断点 / 删除断点 (B) ”或者直接点击“设置断点 / 删除断点”图标,即可在本语句设置或删除断点。
(6)打开虚拟仪器菜单项中的万用表选项或者直接点击万用表图标,选择“电压档”用示波器单元中的“ CH1”表笔测量图 1.1-1 中的模拟输入电压“ Y”端,点击虚拟仪器中的“运行”按钮,调节图 1.1-1 中的单次阶跃中的电位器,确定好模拟输入电压值。
-5V(7)做好以上准备工作后,运行程序 ( 打开“调试”菜单项中的“运行到断点 / 运行”或者点击“运行到断点 / 运行”图标 ) ,程序将在断点处停下,查看变量“AD0~ AD9”的值,取平均值记录下来,改变输入电压并记录,最后填入表1.1-1 中。
表中“( ) ”中的数字量供参考。
表1.1-1模拟输入电压 (V)对应的数字量 (H)- 503- 41C- 335- 24F- 167080+ 19A+ 2B5+ 3CE+ 4E8+ 5FF本节实验仅仅就软件的相关功能做简单介绍,该软件的具体操作与说明请详见本实验教程的“第1 部分第 4 章联机软件说明”。
2.D/A 转换实验本实验采用 TLC7528 芯片,它是 8 位、并行、两路、电压型输出数模转换器。
其主要参数如下:转换时间100ns ,满量程误差1/2 LSB ,参考电压-10V ~ +10V ,供电电压+5V~+15V,输入逻辑电平与TTL 兼容。
实验平台中的TLC7528 的八位数据线、写线和通道选择控制线已接至控制计算机的总线上。
片选线预留出待实验中连接到相应的 I/O 片选上,具体如图 1.1-3 。
实验步骤及结果:(1)参照流程图 1.1-4 编写实验程序,检查无误后编译、链接并装载到控制计算机中。
(2)运行程序,用示波器观测输出波形。
图1.1-5以上电路是 TLC7528 双极性输出电路,输出范围- 5V ~ +5V 。
“W101”和“W102”分别为 A 路和 B 路的调零电位器,实验前先调零,往TLC7528 的A 口和B 口中送入数字量 80H,分别调节“W101”和“W102”电位器,用万用表分别测“OUT1”和“OUT2”的输出电压,应在 0mV 左右。
参考流程:主程序图 1.1-4参考程序:请参照随机软件中的 example 目录中的 ACC1-1-2.ASM 文件。
精品文档实际测量的波形图:模拟量的输出确实随着数字量的增大而增大信号的采样与保持一、实验目的1.熟悉信号的采样和保持过程2.学习和掌握香农( 采样 ) 定理3.学习用直线插值法和二次曲线插值法还原信号二、实验内容1.编写程序,实现信号通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机,计算机再把数字量送到 D/A 转换器输出。
2.编写程序,分别用直线插值法和二次曲线插值法还原信号。
三、实验设备+PC 机一台, TD-ACC实验系统一套, i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤零阶保持香农 ( 采样 ) 定理:若对于一个具有有限频谱 (|W|<Wmax) 的连续信号 f (t) 进行采样,当采样频率满足 Ws ≥ 2Wmax时,则采样函数 f*(t) 能无失真地恢复到原来的连续信号 f(t) 。
Wmax为信号的最高频率, Ws 为采样频率。
实验线路图:本实验中,我们将具体来验证香农定理。
可设计如下的实验线路图,图中画“○”的线需用户在实验中自行接好,其它线系统已连好。
上图中,控制计算机的“OUT1”表示 386EX 内部 1#定时器的输出端,定时器输出的方波周期=定时器时常,“ IRQ7”表示 386EX 内部主片 8259 的“7”号中断,用作采样中断。
这里,正弦波单元的“OUT”端输出周期性的正弦波信号,通过模数转换单元的“IN7”端输入 , 系统用定时器作为基准时钟 ( 初始化为 10ms) ,定时采集“ IN7”端的信号,转换结束产生采样中断,在中断服务程序中读入转换完的数字量,送到数模转换单元,在“ OUT1”端输出相应的模拟信号。
由于数模转换器有输出锁存能力,所以它具有零阶保持器的作用。
采样周期 T= TK ×10ms,TK的范围为 01~ FFH,通过修改 TK 就可以灵活地改变采样周期,后面实验的采样周期设置也是如此。
参考程序流程:基于上面的实验线路,可以设计如下的参考程序流程。
实验参考程序:请参照随机软件中的 example 目录中的 ACC1-2-1.ASM 文件。
*信号的还原原理(1)实验原理从香农定理可知,对于信号的采集,只要选择恰当的采样周期,就不会失去信号的主要特征。
在实际应用中,一般总是取实际采样频率Ws 比2Wmax大,如:Ws≥10Wmax。
但是如果采用插值法恢复信号,就可以降低对采样频率的要求,香农定理给出了采样频率的下限,但是用不同的插值方法恢复信号需要的采样频率也不相同。
直线插值法 ( 取 Ws>5Wmax)利用式 1.2 -1在点 (X0,Y0)和 (X1,Y1)之间插入点 (X,Y)Y=Y0+K(X- X0)式1.2-1其中:K=Y1 Y0 X1 X0X1―X0 为采样间隔, Y1―Y0分别为 X1 和 X0 采样时刻的 AD 采样值。
二次曲线插值法 ( 取 Ws>3Wmax):Y=Y0+(X- X0)[K1+K2(X- X1)]式1.2-2Y1 Y0(Y2 Y0Y1Y0) X2 X0 X1 X0其中K1 =X1 X0 ,K2=X2 X1(2)实验线路图设计为了验证上面的原理,可以设计如下的实验线路图,图中画“○”的线需用户在实验中自行接好,其它线系统已连好。
精品文档上图中,控制计算机“ OUT1”表示 386EX 内部 1#定时器的输出端,定时器输出的方波周期=定时器时常,“IRQ7”表示386EX 内部主片8259 的7 号中断,用作采样中断。
这里,正弦波单元的“OUT”端输出周期性正弦波信号,通过模数单元的“IN7”端输入,系统用定时器作为基准时钟( 初始化为10ms) ,定时采集“ IN7”端的信号,并通过控制机算计读取转换完后的数字量,再送到数模转换单元,由“OUT1”端输出相应的模拟信号。
采样周期T= TK × 10ms, TK 的范围为01 ~ FFH。
(3)参考程序流程图设计实验参考程序:直线插值法参照随机软件中的 example 目录中的 ACC1-2-2.ASM 文件,二次曲线插值法请参照随机软件中的 example 目录中的 ACC1-2-3.ASM 文件。