计算机控制技术实验-地址译码电路设计实验

学 生 实 验 报 告（理工类）课程名称： 计算机控制技术 专业班级： 14电气（2） 学生学号： 学生姓名： 所属院部： 机电工程学院 指导教师： 姜玉东 20 17 20 18 学年 第 一 学期 金陵科技学院教务处制实验项目名称：地址译码电路设计实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点：计算机辅助设计与制造实验室实验日期： 2017.10.28 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求实验目的1、熟悉Proteus软件的开发环境。2、学习3-8译码器在接口电路中的应用。3、掌握I/O接口地址译码电路的一般设计方法。实验要求使用ISA总线的AEN（DMA地址使用信号，高电平有效）信号、地址信号A0A9、3-8译码器芯片74HCT138，以及其他的基本门电路，设计一个地址译码电路，使其译码出的8个端口的可寻址的地址范围为3A03A7。二、实验仪器和设备PC系统机、Proteus软件。三、实验过程1、在Proteus软件中搭建出电路原理图。图1.1 地址译码电路原理图2、运行程序，观察设计的地址译码电路译出地址的正确性。四、实验结果与分析图1.2 拨码开关与ISA总线输入地址不一致可见当拨码开关与ISA总线输入地址不一致，74HC138（三八译码器）无输出信号。图1.3 AEN为高电平当AEN为高电平时，不由CPU直接控制，ISA总线信号无法交由三八译码器输出。图1.4 拨码开关与ISA总线输入地址一致，示例1当拨码开关与ISA总线输入地址一致，低三位确定最终地址：3A1H，Y0输出低电平。图1.5 拨码开关与ISA总线输入地址一致，示例2拨码开关与ISA总线输入地址一致，低三位确定最终地址：3A7H，Y7输出低电平。图1.6 拨码开关改变基地址当拨码开关改变基地址时，ISA总线对应的输入也要随之改变，现在的基地址是3BxH。实验项目名称： A/D和D/A转换实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点：计算机辅助设计与制造实验室实验日期： 2017.10.28 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求实验目的1、熟悉Keil软件的使用以及程序设计方法。2、掌握模/数，数/模转换器的工作原理。实验要求（1）利用AT89C51单片机、ADC0808以及7SEG-MPX4-CA数码显示管*4设计一模/数转换电路，并比较电压表显示数据和数码管显示数据是否一致。（2）利用DAC0832以及运算放大器设计一数/模转换电路，其中DAC0832为直通工作方式，当输入不同数字量的时候，观察输出模拟电压的值。二、实验仪器和设备PC系统机、Proteus软件、KeilC51软件。三、实验过程1、在Proteus软件中搭建出电路原理图。图2.1 A-D转换电路原理图图2.2 D-A转换电路原理图2、在keilC51软件中编写源程序，并编译生成可执行文件，把生成的可执行文件装入单片机。3、运行程序，按实验要求观察设计电路的转换结果。四、实验结果与分析图2.3 ADC:5V对应数码管数值255图2.4 ADC：0V对应数码管数值0通过调节滑动变阻器阻值大小，进而改变输入模拟电压的大小（0-5V），数码管显示范围在（0-255）。其值是一一对应成比例的，可见实验实现了模数转换。图2.5 DAC：FFH对应电压输出5v图2.6 DAC：7FH对应电压输出2.5v通过改变输入端的数值，进而改变输入的二进制数字量，最终转换的模拟量结果通过放大器输出。00H至FFH的二进制数字量与0-5V电压值是一一对应成比例的，可见实验实现了数模转换。A/D转换程序：org 0ljmp STARTorg 100HSTART:mov DPTR,#0FE00Hmov P2,0LOOP:clr P3.4 ;关闭LED1clr P3.5;关闭LED2clr P3.6;关闭LED3setb P2.0;开启0808mov R6,#0FFH;等待转换djnz R6,$clr P2.0setb p2.1;给0808读信号movx A,DPTR;读nopclr p2.1;清除0808读信号mov B,#100div ABlcall SEG7;取数字段码setb P3.4;开LED1clr P3.5;关LED2clr P3.6;关LED3mov P1,A;送数lcall DLYmov A,Bmov B,#10div ABlcall SEG7clr P3.4;关LED1clr P3.6;关LED3setb P3.5mov P1,Alcall DLYmov A,Blcall SEG7clr P3.4;关LED1clr P3.5;关LED3setb P3.6mov P1,Alcall DLYsjmp LOOPSEG7:inc Amovc A,A+PCRETDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H ;0,1,2,3,4,5,6,7DB80H,90h,88H,83H,0C6H,0A1H,86h,8EH ;8,9,A,B,C,D,E,FDLY:mov R7,#2D1:mov R6,#249DJNZ R6,$DJNZ R7,D1RETEND实验项目名称： 步进电机控制实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点：计算机辅助设计与制造实验室实验日期： 2017.10.28 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求实验目的1、强化对步进电机工作原理的理解。2、掌握用计算机控制步进电机接口电路设计方法。3、掌握对步进电机进行控制的编程方法。实验要求利用AT89C51单片机、ULN20038以及四相步进电机设计一步进电机控制电路，实现步进电机的启/停、正转与反转以及不同的工作方式下运行。二、实验仪器和设备PC系统机、Proteus软件、KeilC51软件。三、实验过程1、在Proteus软件中搭建出电路原理图。图3.1 步进电机控制控制电路原理图2、在keilC51软件中编写源程序，并编译生成可执行文件，把生成的可执行文件装入单片机。3、运行程序，按实验要求观察设计电路工作状态是否正确。四、实验结果与分析图3.2 步进电机正转仿真图图3.3 四相八拍通电顺序ABBBCCCDDDAAAB图3.4 单四拍通电顺序ABCDA图3.5 双四拍通电顺序ABBCCDDAAB当按下正转开关时电机正转，通过通电顺序的波形图可见实验实现了电机不同工作方式下的正转。图3.6 步进电机正转仿真图图3.7 电机反转时在四相八拍工作方式下的波形图按下反转开关，可见实现了ABADADCDCBCBAB的上电顺序，实现了电机反转，其它的工作方式与正转类似，从略。步进电机程序：ORG 100HSTART: MOV DPTR,#TAB1 MOV R4,#7 ; (单、双四拍时将#7改为#3) AJMP LOOPKEY: MOV P2,#3H JB P2.0,FZ1 CJNE R4,#7,LOOPZ ;（单、双四拍时将#7改为#3） MOV R4,#0FFHLOOPZ: INC R4 AJMP LOOPFZ1: JB P2.1,KEY CJNE R4,#0H,LOOPF MOV R4,#08H ;（单、双四拍时将#08H改为#04H）LOOPF: DEC R4LOOP: MOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P1,AACALL DELAYAJMP KEYDELAY: MOV R6,#5DD1:MOV R5,#80HDD2:MOV R7,#0DD: DJNZ R7,DD DJNZ R5,DD2DJNZ R6,DD1RETTAB1:DB 02H,06H,04H,0CH,08H,09H,01H,03H ;（单四拍为DB 02H,04H,08H,01H）;（双四拍为DB 06H,0CH,09H,03H)END实验项目名称： 数字控制器设计实验 实验学时： 2 同组学生姓名： 实验地点：计算机辅助设计与制造实验室实验日期： 2017.10.28 实验成绩： 批改教师： 批改时间： 一、实验目的和要求实验目的1、熟悉MATLAB中simulink的实现方法。2、掌握最少拍有纹波、无纹波系统的设计方法。3、了解输入信号对最少拍控制系统的影响。实验要求对给定的计算机控制系统、被控对象和采样周期下，分别取输入信号为单位阶跃信号、单位速度信号和单位加速度信号，按有纹波和无纹波系统分别设计控制器D（Z），并观察输入、输出和误差三条曲线。二、实验仪器和设备PC系统机、MATLAB软件。三、实验过程1、在如图4.1所示的计算机控制系统中，被控对象为，采样周期T=1s，分别取输入信号为单位阶跃信号、单位速度信号和单位加速度信号，按有纹波系统设计控制器D（Z）；针对单位速度信号，按无纹波系统设计控制器D（Z）。 图4.1 计算机控制系统框图2、按照最少拍系统原理图，在MATLAB的Simulink下构造系统结构图的仿真模型，并将输入、输出和误差三条曲线放置在同一坐标系内，标明参数，观察输入输出波形，比较三种情况下的跟随特性，并打印结果。3、观察系统输出波形在采样点以外的波形。4、比较有纹波与无纹波系统的区别，并分析其原因。四、实验结果与分析实验模型：有纹波：图4.2 单位阶跃信号输入有纹波情况下的系统结构图图4.3 单位阶跃信号输入的有纹波系统仿真波形黑线是单位阶跃信号输入波形，红线是误差，蓝线是输出波形，输出第一拍跟上输入信号，采样点之间有纹波。图4.4 单位速度信号输入有纹波情况下的系统结构图图4.5 单位速度信号输入的有纹波系统仿真波形黑线是单位速度输入波形，红线是误差，蓝线是输出波形，输出第二拍跟上输入信号，采样点之间有纹波。图4.6 单位加速度信号输入有纹波情况下的系