计算机接口技术及应用 实验指导书 王忠飞.doc

计算机接口技术及应用实验指导书王忠飞 编浙江工业大学机电工程学院目录实验一 PC组成和PC总线结构实验、扩展接口演示实验 2实验二 模拟接口、I/O接口扩展实验 4实验三 异步串行通讯实验 5实验四 测控系统实验 7实验一 PC组成和PC总线结构实验、扩展接口演示实验从该页开始打印一、实验目的通过本次实验，可以了解和掌握PC（通用计算机系统）的基本组成，对PC总线有全面的感性认识，对实验用的各种接口扩展卡有感性认识，并为以后的自己动手实验作好准备。二、实验设备工业控制计算机（IPC）、多功能接口扩展卡和DI/DO扩展卡等。三、实验内容1打开其中任何一台实验用工业计算机，指导教师讲解IPC内部的各功能部件、基本结构、工作原理；2指导教师讲解PC的ISA BUS、PCI BUS、AGP BUS等内部总线的基本规范和特点；3指导教师讲解PC的串行口、并行打印接口、USB、PS/2等外部总线的基本规范和特点；4指导教师讲解多功能接口扩展卡、DI/DO接口扩展卡的基本工作原理、使用注意事项；5指导教师讲解DI/DO接口扩展卡的输入通道和输出通道的电路原理、连接输入和输出信号的方法，并将继电器、发光指示灯和开关信号板与DI/DO接口扩展卡连接，演示开关信号的监控程序。6学生自己动手学习Borland C或Visual C开发环境。7学生自己动手编写程序控制开关信号连接板上的继电器动作。四、实验中演示用的程序和流程#include#include#include#include #defineDIDOBaseAdr0x300#defineDIByte1AdrDIDOBaseAdr+0#defineDIByte2AdrDIDOBaseAdr+1#defineDOByte1AdrDIDOBaseAdr+0#defineDOByte2AdrDIDOBaseAdr+1unsigned int GetDI(void);void DOControl(unsigned int do);unsigned int GetDI(void)unsigned int result ;unsigned char di1,di2;di1 = inportb(DIByte1Adr);di2 = inportb(DIByte2Adr);result = (unsigned int)di2;result 8);void main(void)unsigned int state;dostate = GetDI();DOControl(state);Delay(20000);printf(“Current DI port state %4x”,state);while(!(kbhit();五、实验步骤1熟悉工业计算机的基本组成；2熟悉工业计算机的各种内部总线及其使用方法；3掌握PC的ISA BUS、异步串行接口、并行打印接口的接口规范、使用方法和特点；4熟悉多功能接口扩展卡、DI/DO接口扩展卡及其扩展的信号板（执行机构模拟板）的基本工作原理、使用方法；5熟悉Borland C或Visual C开发环境；6关闭工业计算机电源，打开计算机机箱，取出多功能接口扩展卡和DI/DO接口扩展卡，并将DI/DO接口扩展卡的基地址设置好，重新将DI/DO接口扩展卡固定在某个空闲的PC ISA BUS总线槽，并将其与信号板正确连接；7开启工业计算机，进入Borland C或Visual C开发环境。8修改（四）的程序（仅相应的接口卡基地址），将其输入计算机，在开发环境编译、连接并执行，观察信号板的现象；9修改（四）的程序控制信号板上的16个继电器依次逐个顺序先打开再关闭；10编写程序实现下面的动作：1）当SW1按下，16个继电器从116顺序先开再关；2）当SW2按下，16个继电器从161顺序先开再关。六、实验报告1简述PC的基本组成；2比较PC的ISA BUS和PCI BUS的主要区别。实验二 模拟接口、I/O接口扩展实验一、实验目的结合理论学习中的“PC总线时序、数据传送方式、模拟信号和离散信号”等知识，通过自己动手的验证实验可以更好地掌握PC总线扩展原理、接口设计方法等，验证实验也可以加深课堂的理论学习内容的理解。二、实验设备工业控制计算机（IPC）、多功能接口扩展卡和DI/DO扩展卡等。三、实验内容1了解扩展接口卡的工作原理；2在Borland C或Visual C环境编写程序利用查询方式实现离散信号控制（执行部件为DI/DO接口扩展卡的信号板上的轻触开关、继电器和LED）；3在Borland C或Visual C环境编写程序利用查询方式实现连续模拟信号输入和输出控制，控制DAC产生模拟电压（模拟输出），然后反馈给ADC的输入端，并显示转换结果。四、程序和流程框图（由学生自己设计）五、实验步骤1熟悉多功能接口扩展卡、DI/DO接口扩展卡及其扩展的信号板（执行机构模拟板）的基本工作原理、使用方法；2熟悉Borland C或Visual C开发环境；3关闭工业计算机电源，打开计算机机箱，取出多功能接口扩展卡和DI/DO接口扩展卡，并将多功能接口扩展卡和DI/DO接口扩展卡的基地址设置好，重新将多功能接口扩展卡和DI/DO接口扩展卡固定在空闲的PC ISA BUS总线槽，并将其与信号板正确连接；4用短导线将DAC0和DAC1两个模拟输出分别连接到ADC0和ADC1模拟输入端口；5开启工业计算机，进入Borland C或Visual C开发环境。6编写程序利用查询方式实现离散信号控制（执行部件为DI/DO接口扩展卡的信号板上的轻触开关、继电器和LED），分别为SW1、SW2、SW3、SW4等开关输入分配不同的继电器动作；7编写程序利用查询方式实现连续模拟信号输入和输出控制，控制DAC产生模拟电压（模拟输出），然后反馈给ADC的输入端，并显示转换结果。用键盘输入04096之间的不同数字，由DAC将它们转换为模拟电压输出，然后再从ADC将它们转换为数字并显示在屏幕上。六、实验报告1给出实验中所编写的程序和相应的程序流程；2简述利用查询方式完成一次ADC转换的过程；3简述查询方式传送数据过程和中断方式传送数据过程的主要区别。实验三 异步串行通讯实验一、实验目的本实验要求学生自己动手验证和练习实验，结合理论学习中的“PC系统串行异步通讯”等知识，通过学生自己动手的验证实验可以使学生掌握PC串行异步通讯端口的工作原理、编程控制方法，验证实验也可以加深课堂的理论学习内容的理解。二、实验设备两台工业控制计算机（IPC）等。三、实验内容1了解PC异步串行通讯的工作原理、编程控制方法。2利用PC的串行端口，采用 “零调制”方式，实现2台PC之间通讯，要求通讯波特率为9600。3编程实现在1台PC上键入的字符通过串行口传送到另一台PC中并能显示收到的字符。四、实验程序和流程框图#include#include#include#include #define RS232PortAdr 0x3f8#define DATAadd0/* Tx/Rx Data Register*/#define IERadd1/* Interrupt Enable Register*/#define BRDLadd0/* baud reg low*/#defineBRDHadd1/* baud reg Hi*/#define LCRadd3/* Line Control Register*/#define MCRadd4/* Modem Control Register*/#define LSRadd5/* Line Status Register*/void InitRS232Port(void);void SendChar(unsigned char ch);unsigned char GetChar(void);void InitRS232Port(void)outportb(RS232PortAdr + LCRadd),0x83);/* Preset baudrate */outportb(RS232PortAdr + BRDLadd,0x0C);/* Baudrate low byte */outportb(RS232PortAdr + BRDHadd),0x0);/* Baudrate high byte */outportb(RS232PortAdr + LCRadd),0x03);inportb(RS232PortAdr);/* Clear receive buffer */void main(void)unsigned char ch;printf(*n);printf(* Welcome to RS232 serial Port test Program. * n);printf(*n);printf(* Please input any key, then send this key code to other PC * n);printf(“* The character Q or q to quit this program *n”);InitRS232Port();/* Init rs232 serial port */doch = getch();if(ch = Q) | (ch = q)break;SsendChar(ch);/ Send char to other PCwhile(1);printf(“n The Program was breaken by user! n”);getch();void SendChar(unsigned char ch)while(!(inportb(RS232PortAdr +LSRadd)&0x20);outportb(RS232PortAdr + DATAadd),ch);unsigned char GetChar(void)while(!(inportb(RS232PortAdr +LSRadd)&0x01);return(inportb(RS232PortAdr + DATAadd);五、实验步骤1关闭PC电源，利用专用的连接通讯线通过PC的异步通讯端口将两台PC互相连接，俗称“直接电缆连接”；2打开PC电源，进入Borland C或Visual C开发环境；3参考（四）中的程序在一台PC上执行发送程序；另一台PC上执行接收程序。4在一台PC上键入字符发送给另一台PC；5在另一台PC上显示接收到的字符。六、实验报告和思考1什么是异步串行通讯的波特率？2如何修改（四）中的程序的波特率为19200bps？3当两台PC的波特率不同时，重复（五）的实验步骤，观察结果，并说明原因。实验四 测控系统实验一、实验目的本次实验属综合实验，要求学生能够全面掌握理论学习的内容，并独立完成本次实验，通过综合实验学生可以掌握基于PC的测控系统的各构件的原理、扩展方法等，了解“虚拟仪器”的基本原理和构成。本实验不要求学生提交实验报告，但是必须有指导教师检查每位学生的实验结果。二、实验设备工业控制计算机（IPC）、多功能接口扩展卡和DI/DO扩展卡、示波器等。三、实验内容1利用多功能接口扩展卡和DI/DO接口扩展卡上的DAC和输入/输出开关信号端口，编写控制程序控制DAC产生连续的频率可调的正弦波、三角波和锯齿波（频率范围为0100Hz）；2编写程序控制其中一台PC的多功能接口扩展卡上的DAC产生的正弦波，并将该信号连接到另一台PC的多功能接口扩展卡的ADC的输入端口，编程采集和实时显示采集的波形。四、实验步骤1关闭工业计算机的电源，正确设置多功能接口扩展卡和DI/DO接口扩展卡的基地址，重新将它们固定在ISA BUS槽中；2将一台多功能接口卡的DAC的输出和另一台多功能接口卡的ADC输入端口相连接，并与示波器连接；3开启计算机电源，进入Borland C或Visual C开发环境；4编写程序控制DO产生频率可调的三角波和锯齿波信号，利用键盘调整信号频率，并用示波器观察和测量产生的信号频率；5编写程序控制DAC产生频率可调的正弦波信号，利用键盘调整信号频率，并用示波器观察和测量产生的信号频率；6在另一台计算机上编写程序采集ADC输入端口输入的模拟电压信号，在屏幕上显示转换后的结果，观察结果的变化规律。五、实验报告和思考1简述“虚拟仪器”的特点。打印到此页为止计算机接口技术与应用实验报告（一）班级： 学号： 姓名： 实验名称： 实验目的： 实验内容：1 2 3实验结果： 1计算机接口技术与应用实验报告（一）（续）班级： 学号： 姓名： 计