《计算机控制系统实验》指导书新编xu[1]
《控制系统计算机仿真》实验指导书
《控制系统计算机仿真》实验指导书实验一Matlab使用方法和程序设计一、实验目的1、掌握Matlab软件使用的基本方法；2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制4、熟悉Matlab程序设计的基本方法二、实验内容1、帮助命令使用help命令，查找qrt（开方）函数的使用方法；2、矩阵运算（1）矩阵的乘法已知A=[12;34];B=[55;78];求A^2某B（2）矩阵除法已知A=[123;456;789];B=[100;020;003];A\B,A/B（3）矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6某i,4,9-i];求A.',A'（4）使用冒号选出指定元素已知：A=[123;456;789];求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素；（5）方括号[]用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列3、多项式（1）求多项式p(某)=某3-2某-4的根（2）已知A=[1.2350.9;51.756;3901;1234]，求矩阵A的特征多项式;求特征多项式中未知数为20时的值；4、基本绘图命令（1）绘制余弦曲线y=co(t)，t∈[0，2π]（2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=co(t-0.25)和正弦曲线y=in(t-0.5)，t∈[0，2π]5、基本绘图控制绘制[0，4π]区间上的某1=10int曲线，并要求：（1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号；（2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线（3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本；6、基本程序设计（1）编写命令文件：计算1+2++n<2000时的最大n值；（2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。
三、预习要求利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。
实验二Matlab中控制系统的建模与分析一、实验目的1、掌握Matlab中连续、离散系统各种数学模型的建立方法；2、掌握Matlab中各种数学模型之间的转换方法；3、熟悉Matlab中控制框图的化简方法；4、掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析；5、掌握如何使用Matlab进行系统的可控性、可观测性分析；6、掌握如何使用Matlab进行系统的时域数值分析；二、实验内容1、连续线性系统的数学模型建立及转换请用合适的格式，将下面的传递函数模型输入MATLAB环境，并转换成状态空间形式、零极点形式、画出零极点位置。
计算机控制技术实验指导书
《计算机控制技术》实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院目录实验一 数字滤波程序设计（设计性）实验二 PID控制器的设计及性能分析实验三 大延迟系统的SIMULINK建模与仿真实验一数字滤波程序设计（设计性）一、实验目的1 掌握数字滤波的设计方法2 培养学生初步的MATLAB编程能力二、实验设备三、实验原理 通过数字滤波来增强其有效信号，消除或减小各种干扰和噪声，从而提高控制精度和系统的可靠性与稳定性。
四、实验内容与要求1 限幅滤波方法：自己构造一个变化缓慢的数字序列作为输入，画图1-1，加入随机干扰，再画图1-2，设计一段限幅滤波程序，并把滤波后的信号画在图1-3，与图1-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（要求三个子图画在一张图片上。
提示：figure，subplot（3，1，1））2 中位值滤波方法：自己构造一个变化缓慢的数字序列作为输入，画图2-1，加入随机干扰，再画图2-2，设计一段中位置滤波程序，并把滤波后的信号画在图2-3，与图2-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（提示：median）3 算术平均滤波方法：自己构造一个变化较快的数字序列作为输入，画图3-1，加入随机干扰，再画图3-2，设计一段算术平均滤波程序，并把滤波后的信号画在图3-3，与图3-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（提示：mean）4 实验完毕后，认真完成实验报告，写出设计的程序并画出相应的图。
实验二 PID控制器的设计及性能分析一、实验目的1 掌握PID控制器的设计方法2 培养学生初步的MATLAB编程能力二、实验设备三、实验原理 PID控制是工业控制中最常用的一种控制规律，通过调整比例系数、积分系数、微分系数，可以得到不同的控制效果。
四、实验内容与要求例：已知某单位负反馈系统开环传递函数如下：如果采用比例（P）控制器进行调节，试绘制比例系数分别为1、4、10、50时的单位阶跃响应曲线，并分析比例控制器对控制系统性能的影响。
计算机控制系统指导书 精品
前言数字计算机由于其具有强大的算术运算、逻辑判断、记忆等信息加工能力，使得它一诞生就被应用到控制领域。
随着计算机科学技术的发展，使60年代控制理论得到应用，而现代控制理论的发展，又为计算机控制的发展奠定了广阔的理论基础。
特别是微电子技术的发展给计算机控制提供了物质基础。
现在在工业生产等领域中，计算机控制正广泛深入地的得到应用，并取得了可喜的经济效益和社会效益。
为适应当前科学技术的发展，在自动控制系统专业中开设了《计算机控制系统》这门课程，作为大学生的必修课。
本套“计算机控制实验系统”就是为这门课程的教学和实验而设计的。
系统采用AD/DA卡通过USB接口与计算机连接实现信号源信号的输出和系统响应信号的采集，采集后信号通过计算机显示屏显示，省去了外接信号源和示波器测量响应信号的麻烦。
EL-CAT-III/IV型自动控制实验系统支持计算机控制理论课的所有实验，通过这套实验仪器可使学生进一步了解和掌握计算机控制理论的基本概念、控制系统的分析方法和设计方法以及控制算法的编程实现，学习和掌握系统模拟电路的构成和测试技术，提高应用计算机的能力及水平。
另外，与本套实验箱配备的还有三个实际的控制对象：温控炉、直流电机、步进电机，通过对这三个对象的控制可以提高学生对实际控制对象的感性认识。
本书分为四章，第一章为EL-CAT-III/IV型实验箱硬件资源，主要介绍实验箱的硬件组成和系统单元电路。
第二章为系统集成操作软件，主要介绍系统软件的安装，操作以及计算机和实验箱的通讯设置。
第三章为计算机算法编程指导，主要介绍软件算法的实现方法。
第四章为实验系统部分，主要介绍各个实验的电路组成，实验原理和实验步骤。
另外，在附录部分有部分实验的说明和参考结果以及控制对象的原理电路图。
目录第一章硬件资源 (2)第二章软软件安装及使用 (7)第三章实验系统部分 (13)实验一 D/A数模转换实验 (14)实验二 A/D模数转换实验 (16)实验三数字PID控制实验 (18)实验四状态反馈与状态观测器实验 (23)实验五数字滤波器实验 (28)实验六大林算法实验 (34)实验七炉温控制实验 (38)实验八电机调速实验 (43)实验九步进电机控制实验 (48)实验十数据采集 (50)附录一直流电机控制对象原理图 (51)附录二温控炉控制对象原理图 (52)附录三实验结果参考 (53)附录四 AD/DA卡调试说明 (63)第一章 硬件资源EL-CAT-III/IV 型实验系统主要由计算机、AD/DA 采集卡、自动控制原理实验箱、打印机（可选）组成如图1，其中计算机根据不同的实验分别起信号产生、测量、显示、系统控制和数据处理的作用，打印机主要记录各种实验数据和结果，实验箱主要构造被控模拟对象。
计算机控制系统实验报告
计算机控制系统实验报告《计算机控制系统实验报告》一、实验目的本次实验旨在通过搭建计算机控制系统，探究计算机在控制系统中的应用和作用。
通过实际操作，加深对计算机控制系统的理解，提高实践能力。
二、实验内容1. 搭建计算机控制系统的硬件平台，包括计算机、传感器、执行器等设备的连接和配置；2. 编写控制程序，实现对执行器的控制；3. 进行实际控制实验，观察计算机在控制系统中的作用和效果。
三、实验步骤1. 硬件搭建：按照实验指导书上的要求，连接计算机、传感器和执行器，确保硬件平台的正常运行；2. 软件编写：根据实验要求，编写控制程序，包括传感器数据采集、数据处理和执行器控制等部分；3. 实际控制：运行编写好的控制程序，观察执行器的运行情况，记录数据并进行分析。
四、实验结果与分析经过实验操作，我们成功搭建了计算机控制系统，并编写了相应的控制程序。
在实际控制过程中，计算机能够准确、快速地对传感器采集的数据进行处理，并通过执行器实现对系统的控制。
实验结果表明，计算机在控制系统中发挥着重要作用，能够提高系统的稳定性和精度。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机在控制系统中的应用和作用，提高了对计算机控制系统的理解。
实践中，我们也发现了一些问题和不足，需要进一步学习和改进。
总的来说，本次实验对我们的学习和实践能力都有很大的提升。
六、实验感想本次实验让我们深刻感受到了计算机在控制系统中的重要性，也让我们更加坚定了学习和掌握计算机控制技术的决心。
希望通过不断的学习和实践，能够成为优秀的控制工程师，为社会发展做出贡献。
以上就是本次计算机控制系统实验的报告，谢谢阅读。
东华大学计算机控制系统实验指导书
实验要求：1 按实验指导书的连线示意图完成接线。
检查无误后再开启电源。
2 如果开启实验箱电源后，出现发现新硬件的提示，可参考教学视频，安装虚拟示波器的驱动程序。
3 复制范例程序到E:盘自己的文件夹中，启动Keil 程序，参照教学视频，打开范例程序文件，编译并运行，然后利用示波器虚拟仪器软件，查看并记录实验波形。
4 完成一次波形测定后，按单片机系统板上的“复位”键，停止程序运行，然后参考教学视频，在Keil软件中，修改程序的相关参数（采样周期），重新编译运行，并观察和记录波形变化。
5 实验要求分别利用零阶保持器、线性插值、二次曲线插值三种方法对采样数据进行还原，（范例程序ACC1-2-1、ACC1-2-2、ACC1-2-3）每种方法的实验中分别以采样周期（10ms、50ms、200ms）对信号频率为1Hz、5Hz的正弦波信号采样。
观察和比较不同的采样还原效果。
6 根据采样定理的知识，根据实验数据和波形，对采样信号的还原效果进行分析和说明实验波形及分析说明：0阶采样法10MS采样周期(1hz)：0阶采样法50MS采样周期(1hz)：0阶采样法200MS采样周期(1hz)：直线插值法10MS采样周期(1hz)：直线插值法50MS采样周期(1hz)：直线插值法200MS采样周期(1hz)：二次曲线差值10MS采样周期(1hz)：二次曲线差值50MS采样周期(1hz)：二次曲线差值200MS采样周期(1hz)：分析：从波形图可以看出，对于零阶保持，在TK为10ms和50ms时信号还原效果较好，当为200ms时信号还原效果较差。
当正弦波频率为1hz信号还原效果又比5hz的要好对于直线插值和二次曲线插值，10ms采样周期5hz的信号还原效果较好，且当采样周期大于200ms 时信号失真。
验证了采样定理的正确性，当Ws比2Wmax大，信号能更好的恢复，同时，采用插值法恢复信号，就可以降低对采样频率的要求。
实验要求:参考实验指导书进行系统连线。
计算机控制系统实验指导书(093031-2,093051-2)
《计算机控制技术》实验指导书（适用于09级自动化、测控技术与仪器专业）沈阳理工大学应用技术学院2011年10月目录实验一信号的采集及离散系统数学模型的建立 (1)实验二离散系统稳定性研究 (3)实验三离散控制器的设计 (4)实验四最少拍系统设计 (6)实验一信号的采集及离散系统数学模型的建立一、实验目的1、熟悉Matlab的使用环境，学习Matlab软件的使用方法和编程方法；2、理解离散信号的含义；3、能够分清连续信号、离散模拟信号、数字信号的区别和联系；4、学习使用Matlab进行各类信号的采集及数学变换运算的方法。
二、实验要求根据实际的计算机控制系统，能够辨认系统中各个环节所处理信号的类型，并绘出观察到的信号的波形。
分析理想采样信号的特点，与采样周期有什么关系。
观察零阶保持器和一阶保持器的输出信号波形。
三、实验步骤1、编写MATLAB程序来产生下列基本脉冲序列：（1）单位脉冲序列，起点n0,终点nf,在ns处有一单位脉冲（n0≤ns≤nf）。
（2）单位阶跃序列，起点n0,终点nf,在ns前为0，在ns后为1（n0≤ns≤nf）。
（3）复指数序列。
图1.1 程序运行结果2、使用Matlab 建立离散控制系统数学模型传递函数模型：num=[b1,b2,…bm]，den=[a1,a2,…an]，nn n m m m b s a s a b s b s b den num s G ++++++==-- 121121)( （式1.1） 零极点增益模型：z=[z1,z2,……zm]，p=[p1,p2……pn]，k=[k]，)())(()())(()(2121n m p s p s p s z s z s z s k s G ------= （式1.2） 建立如下系统模型，观察运行结果并记录。
（1）传递函数模型；（2）零极点增益模型。
65)3)(2()1()(22+++=+++=z z zz z z z z z G（式1.3） 四、 实验报告1、编写实验程序，并调试分析各种离散信号的特点；2、打印程序运行结果。
08（7）计算机控制系统课程设计指导书
08（7）计算机控制系统课程设计指导书《计算机控制系统》课程设计指导书李雪飞编沈阳大学信息工程学院课程编码：1233191 适用层次：本科周数：1适用专业：自动化适用学期:第7学期撰写人：李雪飞审核人：李浚圣教学院长：范立南一、课程设计的目的计算机控制系统课程设计是自动化专业的一个重要实践教学环节。
在课程设计过程中，学生通过一个较完整的设计过程，可以加深对本门课程所学理论知识的理解与应用，提高学生对所学理论知识的综合运用能力，使学生对计算机控制系统有一个整体认识，掌握计算机控制系统的设计方法。
通过课程设计，还可以培养学生独立工作能力，为将来毕业设计打好基础。
二、课程设计的基本要求1、必须按时完成老师布置的设计任务。
2、能综合应用课程中所学的理论知识。
3、课程设计成果以课程设计说明书体现，字数（含图表或程序）不少于3000字。
设计说明书必须给出打印稿。
要求条理清楚，语言通顺，绘图清晰，排版规范。
4、必须独立地完成本课程设计，严禁抄袭他人的设计结果。
一经发现抄袭他人设计结果，一律按不及格处理。
5、在课程设计期间，学生应保证出勤，严格遵守课程设计纪律。
三、课程设计的主要内容1．题目：（1）数据采集系统的设计（一）设计一个数据采集系统。
其主要功能有：可实现1~16通道单端模拟量输入，输入电压范围为0~10V，分辨率为12位。
并且实时显示通道号和相应的输入电压值。
要求：完成软、硬件设计。
（2）数据采集系统的设计（二）设计一个数据采集系统。
其主要功能有：可实现对1~16路模拟量输入信号的采集，输入电压为0~5V，分辨率为8位，并且实时显示通道号和相应的输入电压值。
要求：完成软、硬件设计。
（3）温度测量电路设计已知某热电偶的测温范围为0~200℃，其输出电压为0~2V，设计一个温度测量电路。
其主要功能有：要求其分辨率为8位，能实时显示温度值，具有上、下限报警功能（正常温度范围为30~180℃）。
要求：完成软、硬件设计。
湖南工业大学 控制系统计算机仿真 实验指导书 renew
《控制系统计算机仿真》实验指导书目录实验一时变或非线性微分方程求解.......................实验二控制系统的模型及其转换.............................实验三控制系统的时域、频域和根轨迹分析...........实验四动态仿真集成环境-Simulink.........................实验五直流电机自动调速系统控制器设计实验二 控制系统的模型及其转换一、 实验目的1、掌握建立控制系统模型的函数及方法；2、掌握控制系统模型间的转换方法及相关函数；3、熟悉控制系统模型的连接方法；4、掌握典型系统模型的生成方法。
二、 实验内容：1. 控制系统模型 1.1 系统的模型为23324(2)(66)()(1)(325)s s s G s s s s s s +++=++++试建立系统的传递函数模型。
1.2 已知单输入双输出系统的零极点模型3(12)4(5)(3)()(3)(4)(5)s s s G s s s s +⎡⎤⎢⎥++⎣⎦=+++建立系统的零极点模型。
1.3 给定系统的状态空间表达式，[]2.8 1.40011.40000()()()1.80.3 1.40.61000.600()0001()x t x t u t y t x t ⎧--⎡⎤⎡⎤⎪⎢⎥⎢⎥⎪⎢⎥⎢⎥=+⎪⎢⎥⎢⎥----⎨⎢⎥⎢⎥⎪⎣⎦⎣⎦⎪⎪=⎩建立系统的状态空间模型。
2. 控制系统模型的转换2.1 将1.1的模型转换为零极点模型 2.2 将1.2的模型转换为状态空间模型 2.3 将1.3 的模型转换为零极点模型3. 控制系统模型的连接:已知两个系统[]11111101012113x x u y x u ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎨⎪=+⎩[]2222201013114x x u y x ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎨⎪=⎩求按串联、并联、系统2联接在反馈通道时的负反馈系统的状态方程。
计算机控制技术实验指导书.
计算机控制技术实验指导书实验一动、静态LED扫描一、实验目的观察LED数码管动态和静态显示，掌握动态显示和静态显示电路设计方法。
二、实验器材Proteus仿真软件、pC机三、实验原理略（自行补充）四、实验步骤实验连线图1．上排的三个数码管用静态扫描方式，可以显示下排动态扫描数码管的时间间隔；说明硬件连接方式。
2.下排的6个数码管用动态扫描方式，显示运行总时间；说明硬件连接方式。
3.一个独立的按键K1接到P3.2管脚，即外部中断0管脚，每按一次，可增加动态扫描时间间隔；说明其原理。
4.动态扫描时间间隔，分成1ms，10ms，30ms，50ms，80ms，100ms，500ms5.不同的动态扫描时间间隔，可看到下排6个LED不同的显示情况，记录观察到的现象，幷说明原因。
6.写出该程序代码（语言不限），要求带有注释。
五、实验结论实验二AD采样实验一、实验目的1．学习A/D转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809芯片的使用实验设备二、实验器材PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块，USB线一条，串口线一条二、实验原理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。
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。
这里用P1.7来模拟1＃定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期＝定时器时常×2。
最新计算机控制技术实验指导书
目录第一部分 ATC2007系统篇-----------------------------第一章系统概述------------------------------------------------ 第二章软件使用说明------------------------------------------第二部分计算机控制技术实验部分-------------------------实验一模/数、数/模转换实验一--------------------------------------- 实验二模/数、数/模转换实验二--------------------------------------- 实验三平滑与数字滤波实验------------------------------------------- 实验四积分分离PID控制实验------------------------------------------- 实验五大林算法-----------------------------------------------实验六直流电机闭环调速实验------------------------------------------ 实验七电烤箱闭环控制实验------------------------------------------第一部分 ATC2007系统篇第一章 ATC2007系统概述一、引言“自动控制原理”是自动化、自动控制、电子技术、电气技术、精密仪器等专业教学中的一门重要的专业基础课程。
为满足各大专院校的教学需要，我公司精心设计制造了ATC2007实验系统，它具有很强的开放性能、扩展性能；运算模拟单元的运放有八个，每个运算模拟单元内都有实验所需的电阻、电容等元件，可以通过短路块和导线灵活方便的对系统单元电路进行组合，可以构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统；从运算模拟单元独立出来的可变电阻器组单元档位连续，调节精度高，接线灵活多变，充分满足于自控原理实验教学的要求。
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计算机控制技术实验指导书 1 目 录
目 录 .............................................................................................. 1 实验一 数据输入输出通道 .................................................................... 2 实验二 信号采样与保持 ....................................................................... 5 实验三 数字PID控制 ......................................................................... 7 实验四 直流电机闭环调速控制 ............................................................. 9 实验五 温度闭环数字控制 .................................................................. 11 实验六 最少拍控制器的设计与实现 ..................................................... 13 附录 …………………………………………………………………………… …. 15 计算机控制技术实验指导书
2 实验一 数据输入输出通道 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。 实验设备： PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，i386EX系统板一块 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。 实验原理： 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，其主要特点是：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。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)。 实验线路图1-1为：
图1-1 A/D转换实验接线图 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＝定时器时间常数。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。 计算机控制技术实验指导书 3 参考流程：
图1-2 A/D转换参考程序流程 实验步骤： （1） 打开联机操作软件，在编辑区编写实验程序。检查无误后编译、链接。 （2） 按照图1-1接线(注意：图中画"o"的线需连接)，检查无误后开启电源。 （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”加入变量监视中。 在查看菜单项中的工具栏中选中变量区或点击变量区图标，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。具体操作如下：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”，或直接点击“设置断点/删除断点”的图标，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中的单次阶跃中的电位器，确定好模拟输入电压值。 （7） 运行程序，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，最后填写下表。 实验结果： 模拟输入电压（V） 对应的数字量（H） -4.5 -3.5 -2.5 -1.5 -0.5 0 +0.5 +1.5 +2.5 +3.5 +4.5 计算机控制技术实验指导书 4 2． D/A转换实验 TLC7528芯片是8位、并行、两路、电压型输出数模转换器。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。 实验线路图1-3为：
图1-3 D/A转换实验接线图 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，分别测"OUT1"和"OUT2"的输出电压，应在 0mV 左右。参考流程：
图1-4 D/ A转换参考程序流程 实验步骤： （1） 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，并画出。 计算机控制技术实验指导书
5 实验二 采样与保持实验 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 实验设备 PC 机一台，TD-ACC+实验系统一套，i386EX 系统板一块 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。 实验原理 1．采样与保持 香农 (采样) 定理：若对于一个具有有限频谱 (|W|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：图中画“○”的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。
图2-1 采样与保持实验电路图 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。 实验参考程序：汇编语言请参照随机软件中的 EXAMPLE目录中的ACC1-2-1.ASM 文件 C语言请参照随机软件中的 ACS-C 目录中的ACC1-2-1.C 文件。 计算机控制技术实验指导书 6 2．信号的还原 (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，用不同的插值方法恢复信号需要的采样频率也不相同。 (2) 实验线路图设计 实验的电路仍如图2-1所示，只是程序中将读入的数据量送到数模转换单元之前将分别采用直线插值法和二次曲线插值法，恢复信号。 参考程序： 汇编语言 直线插值法参考软件中的example目录中的ACC1-2-2.ASM 文件， 汇编语言 二次曲线插值法参考example目录中的ACC1-2-3.ASM文件。 C语言 直线插值法参考 ACS-C目录中的ACC1-2-2.C 文件， C语言 二次曲线插值法参考 ACS-C目录中的ACC1-2-3.C文件。
实验步骤及结果 1. 采样与保持 (1) 编写零阶保持程序，编译、链接。系统初始默认是汇编语言，若采用C语言，通过软件菜单中的【设置】|【语言】来设定。 (2) 按照实验线路图接线，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。 (4) 加载程序到控制机中，运行程序，用虚拟示波器的另一路表笔观察数模转换单元的输出端“OUT1”。 (5) 改变程序，增大采样周期，当采样周期>0.5s 时，即 Tk>50（32H）时，运行程序并观测数模转换单元的输出波形应该失真。选择采样周期为0.05s、0.1s、0.2s和0.5s，画出输入和输出波形，观察信号的失真情况。每次修改程序或参数后，都要重新编译并下载后再运行。 2. 信号的还原 (1) 分别编写直线插值和二次曲线插值程序，并编译、链接。 (2) 按照线路图接线，检查无误后，开启设备电源。调节正弦波单元的调幅、调频电位器，使正弦波单元输出幅值为3V，周期1s 的正弦波。 (3) 设定相应的Tk值，分别装载并运行程序。用示波器观察数模转换单元的输出，选择采样周期为0.05s、0.1s、0.2s和0.5s，画出输入和输出波形，观察信号的失真情况，并和零阶保持程序在相同采样周期的运行效果进行比较。