计算机控制系统课程设计论文

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计算机控制系统课程设计报告

计算机控制系统课程设计报告

计算机控制系统课程设计报告班级:热自 111学号:207110638姓名:周经鹏2014年12月11日目录一、课程设计的目的和任务 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计任务 (2)二、控制对象喷雾干燥塔简介 (2)三、控制系统画面设计 (3)3.1喷雾干燥塔控制要求 (3)3.2控制系统画面设计 (5)3.3创建报警 (7)四、NT6000分散控制系统(DCS) (8)4.1熟悉NT6000上位机软件 (9)4.2水箱PID调节组态 (11)4.3主汽温监控系统设计 (13)4.3.1绘制主汽温监控系统画面 (13)4.3.2编辑系统功能 (14)五、心得体会 (16)一、课程设计的目的和任务1.1设计目的1.掌握计算机控制系统人机界面在本专业上具体应用的设计过程和实现方法;2.结合《可编程控制器》课程内容,掌握人机界面和控制器之间的通讯的原理、通讯的方式;3.加深对计算机控制系统组成原理、应用、编程的进一步理解;4.结合对喷雾干燥塔控制系统的需求分析,加深对有关热工控制系统、保护控制系统的理解;5.拓展计算机控制系统和其在相关行业中应用的相关知识。

1.2设计任务本次设计的主要任务是在熟悉喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上,基于Vijeo Citect编写喷雾干燥塔控制系统上位机控制系统画面,并对控制系统进行调试。

之后利用NT6000实现上位机、下位机通讯,调试监控系统。

二、控制对象喷雾干燥塔简介喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内,干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。

粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来,有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。

热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。

喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。

主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。

在很多行业作为原料制备或成品制备的系统设备。

计算机控制技术综合课程设计方案

计算机控制技术综合课程设计方案

计算机控制技术综合课程设计方案清晨的阳光透过窗帘,洒在键盘上,伴随着一杯热咖啡的香气,我开始构思这个“计算机控制技术综合课程设计方案”。

这个方案不仅要体现计算机控制的精髓,还要让学生在实践中掌握核心技能,下面是我的思路。

一、课程目标我们要明确课程目标。

这不仅仅是教会学生一些编程语言和算法,更重要的是让他们理解计算机控制系统的设计理念、工作原理和应用场景。

简单来说,我们要培养的是未来的计算机控制系统设计师。

二、课程内容1.基础理论课程的前半部分,我们会重点讲解计算机控制的基础理论,包括控制系统的基本概念、数学模型、控制器设计等。

这部分内容虽然枯燥,但却是后续实践的基础。

我会用生动的例子和实际应用场景来引导学生,让他们对这些理论产生兴趣。

2.编程实践是编程实践环节。

我们会教授学生如何使用C/C++、Python等编程语言来设计计算机控制系统。

在这个过程中,学生将学会如何将理论应用到实际项目中,如何处理各种复杂问题。

3.硬件接口除了编程,我们还会教授学生如何使用各种硬件接口,如串口、网络接口等。

这部分内容会让学生了解到计算机控制系统与外部设备之间的通信方式,为后续的实践项目打下基础。

4.项目实践在课程的我们会安排一系列项目实践。

这些项目将涵盖不同的应用领域,如智能家居、工业自动化等。

学生将分组进行项目设计,从需求分析、系统设计到编程实现,全方位锻炼自己的能力。

三、教学方法1.案例教学我会采用案例教学的方法,通过分析经典的计算机控制系统案例,让学生理解理论知识在实际中的应用。

同时,案例教学也能激发学生的兴趣,让他们主动参与到课程中来。

2.实践教学实践教学是本课程的核心。

我会安排大量的实验和项目实践,让学生在实践中掌握计算机控制技术的应用。

还会鼓励学生参加各种比赛和项目,提升他们的实际操作能力。

3.互动教学在教学过程中,我会鼓励学生提问和发表自己的观点。

通过互动,我可以及时了解学生的掌握情况,调整教学进度和难度。

计算机控制课程设计单片机光照强度检测系统本科论文

计算机控制课程设计单片机光照强度检测系统本科论文

摘要BH1750是一款新型的测光芯片,本设计系统就是基于BH1750设计的测光系统,它可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。

人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态,做合理的光照调节。

该设计可分为三部分:即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。

对于光照检测部分是利用BH1750作为检测元件及信号处理元件,其内部集成了AD转换芯片。

它可以完成从光强到电信号的转换并将信号处理进行处理。

对输入信号处理后,就可以用来显示了。

对于显示部分可利用LCD1602来显示,不同的光强对应于不同的数值,就能简单的显示出不同的光强了。

本设计就是由单片机STC89C52RC芯片,BH1750模块和1602液晶为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机光照强度检测系统。

该光照强度检测系统可以通过检测光照强度,使得光照在低于或高于一定强度的时候发出警示,是一种常用的测试仪器。

关键词:51单片机,LM7805,BH1750,1602液晶目录0 引言 (1)1设计内容与要求 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计要求 (1)2 方案总体设计 (1)2.1 光照强度采集方案设计 (2)2.2 控制芯片及实现方案 (3)2.3 数据显示方案 (3)2.4 系统总体框图 (4)3 硬件设计 (5)3.1 单片机最小系统 (5)3.2 BH1750采集模块 (6)3.3 液晶显示模块 (6)3.4 系统电源 (7)3.5 整体电路和PCB图 (8)4 软件设计 (9)4.1 keil软件介绍 (9)4.2 程序流程图 (10)4.3 各模块程序 (10)5 仿真与实现 (15)5.1 Proteus软件介绍 (15)5.2 仿真过程 (16)5.3 实物制作与调试 (17)6 总结 (18)7 参考文献 (19)0 引言随着改革开放的不断深化和城镇化的不断发展,越来越多的人移居到城市生活,而这需要足够的食物作为支撑。

计算机控制系统课程设计

计算机控制系统课程设计

计算机控制系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解计算机控制系统的基本原理,掌握控制系统的数学模型和性能指标;2. 学会分析控制系统的稳定性、快速性和准确性,并运用相关理论知识对实际控制系统进行优化;3. 掌握计算机控制系统的设计方法和步骤,能结合实际案例进行控制系统设计。

技能目标:1. 能够运用所学知识,对简单的控制系统进行建模、分析和设计;2. 掌握使用计算机辅助设计软件(如MATLAB/Simulink)进行控制系统仿真的基本技能;3. 培养团队协作和沟通能力,通过小组合作完成课程设计任务。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对计算机控制系统课程的兴趣,激发他们探索未知、解决问题的热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重理论与实践相结合,提高他们的工程素养;3. 增强学生的创新意识,鼓励他们在课程设计中勇于尝试新方法,培养创新精神和实践能力。

课程性质分析:本课程为专业核心课程,旨在使学生掌握计算机控制系统的基本理论、方法和技能,培养具备实际控制系统设计与分析能力的高级技术人才。

学生特点分析:学生处于本科高年级阶段,已具备一定的控制系统基础知识和实践能力,具有较强的求知欲和自主学习能力。

教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手能力和创新意识的培养。

通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际控制系统设计,提高解决实际问题的能力。

在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 计算机控制系统概述:介绍计算机控制系统的基本概念、发展历程、应用领域及发展趋势。

教材章节:第一章 计算机控制系统引论2. 控制系统数学模型:讲解控制系统的微分方程、传递函数、状态空间模型等数学描述方法。

教材章节:第二章 控制系统数学模型3. 控制系统性能分析:分析控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标。

教材章节:第三章 控制系统性能分析4. 计算机控制系统设计方法:讲解控制系统设计的基本方法,包括PID控制、状态反馈控制、观测器设计等。

计算机控制系统课设

计算机控制系统课设

计算机控制系统课设-(2)目录一、摘要----------------------------------------------1二、硬件设计------------------------------------------21.硬件设计说明--------------------------------------22.工作原理-------------------------------------------23.元器件选择-----------------------------------------34.电路元件表-----------------------------------------6三、软件设计-----------------------------------------71.软件设计说明---------------------------------------72.梯形程序图-----------------------------------------73.程序连接示意图--------------------------------------7四、组态设计------------------------------------------81.MCGS组态软件介绍------------------------------------82.仿真画面的设计--------------------------------------93.通过PLC进行编程------------------------------------13五、系统总原理图--------------------------------------15六、设计总结------------------------------------------16七、参考文献------------------------------------------17一.摘要随着工业自动化水平的不断提高,计算机的广泛运用,人们对工业自动化的要求也越来越高。

计算机控制课程设计温度控制系统的设计与实现

计算机控制课程设计温度控制系统的设计与实现

课程设计说明书题目:温度控制系统的设计与实现学生姓名:学院:电力学院系别:自动化专业:自动化班级:指导教师:二〇一年一月十四日内蒙古工业大学课程设计(论文)任务书课程名称:计算机控制系统课程设计学院:电力学院班级:自动化07-3班学生姓名:石鑫学号:指导教师:刘磊李志明摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统,在工业生产中具有极其广泛的应用。

温度控制系统的对象存在滞后,它对阶跃信号的响应会推迟一些时间,对自动控制产生不利的影响,因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。

温度是一个重要的物理量,也是工业生产过程中的主要工艺参数之一,物体的许多性质和特性都与温度有关,很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行,因此,对温度的精确测量和可靠控制,在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。

本文阐述了过程控制系统的概念,介绍了一种温度控制系统建模与控制,以电热水壶为被控对象,通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型,采用了PID算法进行系统的设计,达到了比较好的控制目的。

关键词:温度控制;建模;自动控制;过程控制;PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords:Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述..........................................................................................................................................1.1 题目背景及应用意义...........................................................................................................1.2 本文内容及工作安排 (1)第二章系统组成及被控对象分析(被控对象数学建模) (3)2.1 系统组成 (3)2.1 被控对象分析(被控对象数学建模) (5)第三章控制策略设计及仿真研究 (11)3.1 控制策略设计 (11)3.2 仿真研究 (15)第四章控制策略实现 (18)4.1 组态环境下控制策略编程实现 (18)4.2 力控软件 (18)4.3 运行结果分析 (20)第五章总结 (22)参考文献 (23)第一章概述1.1 题目背景及应用意义在近四十年的时间里,电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电路到大规模集成电路这样四个阶段,尤其是随着半导体集成技术的飞跃发展,七十年代初诞生了一代新型的电子计算机——微型计算机,使得计算机应用日益广泛;目前,计算机应用已渗透到各行各业,达到了前所未有的普及程度。

计算机工程专业方向系统设计论文-系统设计论文-设计论文

计算机工程专业方向系统设计论文-系统设计论文-设计论文

计算机工程专业方向系统设计论文-系统设计论文-设计论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——1研究思路与目标集成电路技术的发展,使集成电路和处理器的关系密不可分。

随着多核技术的出现,处理器已经变成构成系统级芯片(SoC)的基本单元,因此,从集成电路的功能级设计层面讲,计算机系统设计实现采用的方法就是大规模集成电路(VLSI)系统的设计方法。

从卓越人才培养的角度,VLSI系统设计是微处理器的逻辑实现手段,而数字逻辑是计算机组成的物理实现基础。

学生的数字逻辑系统设计能力和VLSI系统设计能力直接决定了其计算机系统设计能力。

因此提升学生计算机系统设计能力的关键是提升学生的数字逻辑系统设计能力和VLSI系统设计能力。

为了切实提高计算机工程专业方向本科学生的计算机系统设计能力,教学改革研究工作的目标确定为:以数字逻辑设计方法为设计基础、以硬件描述语言为设计工具、以硬件仿真系统为设计环境、以FPGA为系统实现手段、以计算机系统设计实现为目标和主线,将计算机系统设计实践完整地贯穿于专业核心课程之中;教学改革研究思路确定为:系统视角、整体优先、设计牵引、讲做结合、注重能力。

该研究思路不同于一般的课程群,不是简单的知识点的审视,是“自顶向下”的观点和“自底向上”的实现的一种结合方法,最终目标是提升计算机工程专业方向本科学生的计算机系统设计能力。

2研究内容计算机工程专业方向的主干课程包括数字逻辑、计算机组成原理、汇编语言、计算机系统结构、嵌入式系统、计算机设计与调试、计算机系统设计、VLSI系统设计等。

课程各有目标,课程之间有宏观上的先后顺序,有微观上的相互穿插,有内容上的重叠。

经过近几年的教学研究和改革,各门课程都发生了非常大的变化[1]:VLSI课程中会涉及算术逻辑单元的设计甚至处理器设计方面的内容;汇编语言的作用已经从编程工具转变为描述和理解计算机系统工作原理的有效工具;HDL语言和仿真工具不再专属于数字逻辑电路设计领域,已经成为计算机系统设计的通用语言和工具。

计算机控制技术课程设计--具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计

计算机控制技术课程设计--具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计

《计算机控制技术》课程设计具有纯滞后一阶惯性系统的计算机控制系统设计班级:姓名:学号:指导老师:日期:目录一、设计任务 (1)1.1 题目 (1)1.2内容与要求 (1)二、设计思想与方案 (2)2.1控制策略的选择 (2)2.2 硬件设计思路与方案 (2)2.3 软件设计思路与方案 (3)三、硬件电路设计 (3)3.1温度传感器输出端与ADC的连接 (3)3.2 ADC与单片机8051的连接 (4)3.3 单片机8051与DAC的连接 (4)3.4 整机电路 (5)四、系统框图 (7)五、程序流程图 (8)5.1 主程序流程图 (8)5.2 子程序流程图 (9)六、数字调节器的求解 (11)6.1 基本参数的计算 (11)七、系统的仿真与分析 (13)7.1 θ=0时系统的仿真与分析 (13)7.2 θ=0时系统的可靠性与抗干扰性分析 (14)7.2 θ=0.4461时系统的仿真与分析 (16)7.3 θ=0.4461时系统的可靠性与抗干扰性分析 (17)八、设计总结与心得体会 (20)参考资料 (21)一、 设计任务一、题目设计1. 针对一个具有纯滞后的一阶惯性环节()1sKe G s Ts τ-=+的温度控制系统和给定的系统性能指标:✧ 工程要求相角裕度为30°~60°,幅值裕度>6dB✧ 要求测量范围-50℃~200℃,测量精度0.5%,分辨率0.2℃2. 书面设计一个计算机控制系统的硬件布线连接图,并转化为系统结构图 具体要求:✧ 温度传感器、执行机构的选型✧ 微型计算机的选型(MCS51、A VR 等等)✧ 温度传感器和单片机的接口电路✧ 其它扩展接口电路(主要是输入输出通道)✧ 利用Protel 绘制原理图,制作PCB 电路板(给出PCB 图)3. 软件部分:✧ 选择一种控制算法(最少拍无波纹或Dalin 算法)设计出控制器(被控对象由第4步中的参数确定),给出控制量的迭代算法,并借助软件工程知识编写程序流程图✧ 写出主要的单片机程序4. 用MATLAB 和SIMULINK 进行仿真分析和验证对象确定:K=10*log(C*C-sqrt(C)),rand(‘state ’,C), T=rand(1)考虑θ=0或T/2两种情况,即有延时和延时半个采样周期的情况。

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目录1、设计目的及要求 (2)1.1 设计目的及意义 (2)1.2 设计要求 (2)2、工作原理及元器件选择 (2)2.1 单片机简介 (2)2.2.1 引脚简介 (3)2.3 A/D转换装置 (6)2.3.1 A/D转换基本原理 (6)2.3.2 A/D转换器的主要技术参数 (6)2.3.3 ADC0809内部构造 (7)2.3.4 ADC0809引脚连线 (9)2.4 D/A转换装置 (9)2.4.1 D/A转换基本原理 (9)2.4.2 D/A转换器的主要性能指标 (10)2.4.3 DAC0832内部构造 (11)2.4.4 DAC0832的工作方式 (12)2.4.5 DAC0832的输出方式 (13)2.5 锁存器 (14)2.5.1 74LS373性能特点 (15)2.6 分频器 (15)2.7 其它电路 (16)2.7.1报警显示电路 (16)2.7.2 看门狗电路 (17)2.7.3 扩展电路 (18)2.7.4 上位机通讯电路 (19)2.7.5 LED显示电路 (20)3、系统工作过程 (21)3.1 ADC0809工作过程 (21)3.2 DAC0832工作过程 (21)4、元器件清单 (22)5、心得体会 (22)6、参考文献 (22)7、工作日记 (22)1、设计目的及要求1.1 设计目的及意义本课程的课程设计的目的在于加深对计算机控制技术理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力,提高对实际问题的分析和解决能力,以达到理论学习的目的,并培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力,加深对控制系统理解,将所学的知识灵活穿插并运用起来。

1.2 设计要求设计一个基于单片机具有A/D,D/A功能的信号测控装置,要求能够接入典型传感器信号,输入标准电压/电流,抗干扰,通用,安全,性价比高。

2、工作原理及元器件选择2.1 单片机简介在单片机应用系统中,被测量的温度、压力、流量、速度等非电物理量,需要经传感器先转换成连续变化的模拟电信号(电压或电流),这些模拟电信号必须转换成数字量后才能在单片机中用应用软件进行处理。

我们通常所讲的“单片机”又称微控制器,它并不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出设备等系统集成到一块电路芯片中。

技术在进步,现在某些型号的单片机芯片中也集成了A/D——Analog to Digital Conversion(模拟-字转换),D/A——Digital to Analog Conversion(数字-模拟转换)等功能模块。

简单的讲:这块芯片就成了一台计算机。

它具有体积小、重量轻、价格低廉的特点。

目前用的较多是Intel MCS-51 系列单片机,它有三个版本:8031、8051、8751(8位机)。

本设计中我采用的是89C51单片机。

89C51单片机芯片采用40引脚双列直插封装(DIP)形式,引脚如图1所示。

图1- 89C51引脚图2.2.1 引脚简介⑴主电源和时钟振荡电路引脚Vcc(40引脚):运行和程序校验时接+5V电源。

Vss(20引脚):电源地。

XTAL1(19引脚):接外部晶振的一个引脚。

该引脚内部是一个反相放大器的输入端。

这个反相放大器构成了片内振荡器。

如果采用外部晶体振荡器时,此引脚应接地。

XTAL2(18引脚):接外部晶振的另一端,在该引脚内部接至内部反相放大器的输出端。

若采用外部时钟振荡器时,该引脚接收时钟振荡器的信号,即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。

⑵输入输出I/O引脚共4个8位的并行I/O口,32根I/O线。

P0.0-P0.7(32-39引脚):统称为P0口。

在不接片外存储器与不扩展I/O 口时,可作为准双向输入/输出口。

在接有片外存储器或扩展I/O口时,P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。

P1.0-P1.7(1-8引脚):统称为P1口。

可作为准双向I/O口使用。

对于52子系列,P1.0与P1.1还有第二功能:P1.0可用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2,P1.1可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。

P2.0-P2.7(21-28引脚):统称为P2口。

一般可作为准双向I/O口使用;在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时,P2口用作高8位地址总线。

P3.0-P3.7(10-17引脚):统称为P3口。

除作为准双向I/O口使用外,还可以将每一位用于第二功能,而且P3口的每一条引脚均可以独立定义为第一功能的输入输出或第三功能。

P3口的第二功能如表1所示。

表1 P3口第二功能RST/(9引脚):RST(RESET)是复位信号的输入端,高电平有效。

当VPD单片机运行时,在此引脚加上持续时间大于两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时,就可以完成复位操作。

在此单片机正常工作时,此引脚应为≤0.5V 低电平。

VPD为本引脚的第二功能,即备用电源输入端。

当主电源Vcc发生故障,降低到某一规定值的低电平时,将+5V电源自动接入RST端,为内部RAM提供备用电源,以保证片内RAM中信息不丢失,从而使单片机在复位后能继续正常运行。

ALE/(30引脚):ALE引脚输出为地址锁存允许信号,当单片机上电PROG正常工作后,ALE引脚不断输出正脉冲信号。

当单片机访问外部存储器时,ALE 输出信号的负跳沿用于单片机发出的低8位地址经外部锁存器锁存控制信号。

即使不访问外部锁存器,ALE端仍有正脉冲信号输出,此频率为时钟振荡器频率的1/6。

如果想初步判断单片机芯片的好坏,可用示波器查看ALE 端是否有正脉冲信号输出。

如果有脉冲信号输出,则单片机基本上是好的。

PROG 为本引脚的第二功能。

在对片内EPROM 型单片机编程写入时,此引脚作为编程脉冲输入端。

PSEN (29引脚):访问外部程序存储器选通信号,低电平有效。

在访问外部程序存储器读取指令码时,每个机器周期产生2次PSEN 信号。

在执行片内程序存储器取指令时,不产生PSEN 信号;在访问外部数据存储器时,亦不产生PSEN 信号。

PP V EA /:EA 为内外程序存储器选择控制端。

当EA 引脚为高电平时,单片机访问片内程序存储器,但在PC (程序计数器)值超过0FFFH 时,即超出片内程序存储器的4KB 地址范围时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

当EA 引脚为低电平时,单片机则只访问外部程序存储器,不论是否有内部存储器。

图2- 89C51最小系统2.3 A/D转换装置2.3.1 A/D转换基本原理单片机在日常生活中用得越来越多,其集成度也越来越高,目前拥有多种单片机都集成有A/D转换功能,如PIC,AVR,SUNPLUS,SH等。

处理器的位数从4位到32位或更高,转换精度从6位,8位,10位或更高。

单片机内集成的A/D转换,一般都有相应的特殊功能寄存器来设置A/D的使能标志,参考电压,转换频率,通道选择,A/D输入口的属性(模拟量输入还是普通的I/O口),启动,停止控制等。

有了这些寄存器,使得我们控制单片机的模拟量采集变得非常方便。

A/D转换的基本原理是:将参考电平按最大的转换值量化,再利用输入模拟电平与参考电平的比例来求得输入电平的测量值(V测=V参*(AD量化值/AD转换的最大值))。

有些MCU A/D转换的参考电平可以选择由一个外部引脚输入,这样使得用户可以对A/D转换进行更好的控制。

值得注意的一点就是A/D转换的输入电平必须比参考电平低或相等,不然测试的结果就会有很大的偏差。

下面以参考电平为5V,转换的精度为8位为例来说明如何取得实际的测量值是多少。

如果AD量化值为128,则V测= 5*128/256=2.5V。

因为V测=V参*(AD量化值/AD转换的最大值)=AD量化值*(V参/AD转换的最大值),而针对具体的硬件电路,“V参/AD转化的最大值”是一个固定的系数。

而这个系数,就相当于测试的精度了。

对于10位的A/D,5V的参考电压的测试精度约5毫伏,而用2.048伏的参考电压,精度就可以达到2毫伏。

当然测试的电压范围相应的也减小了。

我曾经就用这种减小测量范围来提高精度,使用PIC16F76做A/D测量,使得正负误差不超过5毫伏的高精度测试电源。

当误差超过5毫伏时,电路发出报警声,提示操作员,重新调解电压到规定范围内。

2.3.2 A/D转换器的主要技术参数①分辨率分辨率指输出数字量的位数,常用的有 8位、10位、12位、14位等。

一般地,位数越多,价格越贵。

分辨率表示的是转换器对微小输入量变化敏感程度。

例如:8位 ADC 的分辨率是 8位,数字量变换范围是 0~ 255,当输入电压满刻度为 5 V 时,转换电路对输入模拟电压的分辨能力为5 V/255≈19.6 mV。

②转换精度转换精度是指对应于输入的模拟电压得到的数字量与应得到的理想数字量之间的差值。

通常用数字量的最低有效位(LSB)来表示。

③转换时间转换时间指完成一次 A /D 转换所需要的时间,一般为几个至几百微秒。

④线性度模拟电压输入与 A /D 转换后得到的数字量成线性增加的程度。

本设计采用的是ADC0809是 NSC公司生产的 CMOS逐次比较式 A /D 转换器。

2.3.3 ADC0809内部构造ADC0809的内部结构框图如图3所示。

通过引脚 IN0~ IN7 可输入 8路模拟电压,但每次只能转换一路,其通道号由地址信号 ADDA、ADDB、ADDC 译码后选定,如表 10- 4所示,片内有地址锁存和译码器。

转换结果送入三态输出锁存缓冲器,当输出允许信号 OE 有效时才输出到数据总线上。

图3-ADC0809的内部结构ADC0809引脚信号及功能如下所示。

ADC0809为28引脚。

其主要引脚信号如下:图4-ADC0809引脚图①ST为启动模/数转换引脚,当该引脚收到高电平时,开始启动A/D转换。

②EOC为模/数转换结束输出引脚,转换结束时,该引脚输出高电平。

在启动 A/D转换后,可以通过对该引脚状态查询(读入)得知模/数转换是否完成③OE为输出允许控制,该引脚用于控制选通三态门。

A/D转换完成得到的数字量存在芯片内。

当OE=1时,三态门打开,A/D转换后得到的数字量才可通过三态门到达数据总线,进而被读入CPU。

④CLK为外加时钟输入引脚。

其频率为50~800kHz,使用时常接500~600Kh⑤ALE为模拟通道锁存信号。

当此引脚由低电平到高电平跳变时,将加到 ADDC、ADDB、ADDA引脚的数据锁存并选通相应的模拟通道。

⑥ADDA、ADDB、ADDC 模拟通道选择端。

2.3.4 ADC0809引脚连线图5- ADC0809接线图2.4 D/A转换装置2.4.1 D/A转换基本原理D/A 转换有多种方法,如权电阻网络法、T形电阻网络法和开关树法,但最常见的是 T形电阻网络法。

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