计算机控制技术实验报告

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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。

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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

－ 167

080

＋ 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：