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实验一：数字脉冲分配器和步进电机调速控制实验内容:用程序实现脉冲分配器，并对步进电机进行顺序控制。实验原理:本实验使用35BYJ46型四项八拍电机，电压为DC12V，励磁线圈及励磁顺序如图1。实验线路图如图2所示，图中画“”的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。上图中，控制计算机通过程序控制DOUT0 DOUT3 (对应386EX的I/O管脚P2.0P2.3)的输出步进电平，并经过驱动电路使步进电机步进。驱动电路采用ULN2803A达林顿反相驱动器，驱动电流可达500mA，其作用是将控制计算机输出的控制脉冲进行功率放大，产生电机工作所需的激励电流。参照步进电机的节拍表，DOUT0 DOUT3输出电平和步序的对应表如下所示：步序 DOUT3 DOUT2 DOUT1 DOUT0 对应输出值 1 0 0 0 1 1H 2 0 0 1 1 3H 3 0 0 1 0 2H 4 0 1 1 0 6H 5 0 1 0 0 4H 6 1 1 0 0 CH 7 1 0 0 0 8H 8 1 0 0 1 9H 参考程序： 请参照随机软件中的example目录中的ACC2-1-1.ASM。实验步骤:1编写程序，检查无误后编译、链接。2按图2接线，检查无误后开启设备电源。3装载并运行程序，观察电机转速。4改变程序中的步间延时，再观察电机转速。实验二：数字PWM发生器和直流电机调速控制实验原理和内容:PWM (Pulse Width Modulation) 简称脉宽调制 (见图1)。即，通过改变输出脉冲的占空比，实现对直流电机进行调速控制。实验线路图（见图2）：图中画“”的线需用户在实验中自行接好，其它线系统已连好。图中，“DOUT0”表示386EX的I/O管脚P2.0，输出PWM脉冲经驱动后控制直流电机。本实验中，由系统产生1ms的定时中断。在中断处理程序中完成PWM脉冲输出。最后通过控制计算机的数字量输出端DOUT0引脚来模拟PWM输出，并经达林顿管输出驱动直流电机，实现脉宽调制。参考流程:参考程序：请参照随机软件中的example目录中的ACC2-2-1.ASM。实验步骤:1参考实验线路图的说明及图3所示流程图，编写相应的主程序及PWM子程序，检查无误后编译、链接。2按图2接线，检查无误后开启设备的电源。3装载程序，将全局变量TK (PWM周期) 和PWM_T (占空比)加入监视，以便实验过程中修改。4运行程序，观察电机运行情况。5终止程序运行，加大脉冲宽度，即将占空比PWM_T变大，重复第3步，再观察电机的运行情况，此时电机转速应加快。电机每转动一圈，“HR”端(霍尔元件的输出端)就会输出一个脉冲，用虚拟仪器中示波器的一路表笔测“HR”端的脉冲信号可算出电机此时的转速。6注意：在程序调试过程中，有可能随时停止程序运行，此时DOUT0的状态应保持上次的状态。当DOUT0为1时，直流电机将停止转动；当DOUT0为0时，直流电机将全速转动，如果长时间直流电机处于全速转动，可能会导致电机单元出现故障，所以在停止程序运行时，最好将连接DOUT0的排线拔掉或按系统复位键。实验三：直流电机闭环调速控制系统设计和实现实验原理和内容:一个典型的直流电机调速实验的系统方框图：根据上述系统方框图，硬件线路图可设计如下，图中画“”的线需用户自行接好。上图中，控制机算机的“DOUT0”表示386EX的I/O管脚P2.0，输出PWM脉冲经驱动后控制直流电机，“IRQ7”表示386EX 内部主片8259的7号中断，用作测速中断。实验中，用系统的数字量输出端口“DOUT0”来模拟产生 PMW脉宽调制信号，构成系统的控制量，经驱动电路驱动后控制电机运转。霍尔测速元件输出的脉冲信号记录电机转速构成反馈量。在参数给定情况下，经PID运算，电机可在控制量作用下，按给定转速闭环运转。系统定时器定时1ms，作为系统采样基准时钟；测速中断用于测量电机转速。参考流程:参考程序：请参照随机软件中的example目录中的ACC6-1-1.ASM。实验步骤：1参照图3的流程图，编写实验程序，编译、链接。2按图2接线，检查无误后开启设备电源，将编译链接好的程序装载到控制机中。3打开专用图形界面，运行程序，观察电机转速，分析其响应特性。4若不满意，改变参数：积分分离值Iband、比例系数KPP、积分系数KII、微分系数 KDD的值后再观察其响应特性，选择一组较好的控制参数并记录下来。5注意：在程序调试过程中，有可能随时停止程序运行，此时DOUT0的状态应保持上次的状态。当DOUT0为1时，直流电机将停止转动；当DOUT0为0时，直流电机将全速转动，如果长时间让直流电机全速转动，可能会导致电机单元出现故障，所以在停止程序运行时，最好将连接DOUT0的排线拔掉或按系统复位键。实验程序参数表:实验四：温度闭环控制系统的设计和实现实验原理和内容:温度闭环控制系统实验的系统方框图如下：根据上述系统方框图，硬件线路图设计如下，图中画“”的线需用户在实验中自行接好。上图中，控制机算机的“DOUT0”表示386EX的I/O管脚P2.0，输出PWM脉冲经驱动后控制烤箱或温度单元，“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 (采样中断)。实验中，使用了10K热敏电阻作为测温元件，温度变化，电阻值变换，经转换电路变换成电压信号，由模数转换器进行转换，转换完成产生采样中断，在中断程序中读取数字量，构成反馈量，在参数给定的情况下，经PID 运算产生相应的控制量，最后由系统的“DOUT0”端输出PWM脉冲信号，经驱动电路驱动烤箱 (温度范围室温200) 或温度单元 (温度范围室温70) 加热或关断，使温度稳定在给定值。其中系统定时器定时10ms，一方面作为A/D的定时启动信号，另一方面作为系统的采样基准时钟。 参考流程：参考程序：请参照随机软件中的example目录中的ACC6-2-1.ASM。实验步骤：1按流程图图3编写程序，再编译，链接。2按图2接线，检查无误后开启设备电源。3装载程序，打开专用图形界面，运行程序并观察波形，分析其响应特性。4若不满意，改变参数积分分离值IBAND、比例系数KPP、积分系数KII、微分系数 KDD的值后再观察其响应特性，选择一组较好的控制参数并记录下来。5注意：在程序调试过程中，有可能随时停止程序运行，此时DOUT0的状态应保持上次的状态。当DOUT0为1时，烤箱或温度单元将停止加热；当DOUT0为0时，烤箱或温度单元将满功率加热，如果长时间让烤箱或温度单元处于全功率加热状态，可能会导致烤箱或温度单元损坏，所以在停止程序运行时，最好将连接DOUT0的排线拔掉或按系统复位键。实验程序参数表:实验五：积分分离法PID控制实验原理和内容:图1是一个典型的PID闭环控制系统方框图，其硬件电路原理及接线图可设计如图2，图中画“”的线需用户在实验中自行接好，对象需用户在运放单元搭接。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，“DIN0”表示386EX的I/O管脚P1.0，在这里作为输入管脚用来检测信号是否同步。这里，系统误差信号E通过模数转换单元“IN7”端输入，控制机的定时器作为基准时钟 (初始化为10ms)，定时采集“IN7”端的信号，并通过采样中断读入信号E的数字量，并进行PID计算，得到相应的控制量，再把控制量送到数模转换单元，由“OUT1”端输出相应的模拟信号，来控制对象系统。本实验中，采用位置式PID算式。在一般的PID控制中，当有较大的扰动或大幅度改变给定值时，会有较大的误差，以及系统有惯性和滞后，因此在积分项的作用下，往往会使系统超调变大、过渡时间变长。为此，可采用积分分离法PID控制算法，即：当误差e ( k ) 较大时，取消积分作用；当误差e ( k ) 较小时才将积分作用加入。参考程序：请参照随机软件中的example目录中的ACC3-2-1.ASM。实验步骤:1参考流程图3编写实验程序，检查无误后编译、链接。2按照实验线路图2接线，检查无误后开启设备电源。3调节信号源中的电位器及拨动开关，使信号源输出幅值为2V，周期6S的方波。确定系统的采样周期以及积分分离值。4装载程序，将全局变量TK (采样周期)、EI (积分分离值)、KP (比例系数)、TI (积分系数)和TD (微分系数) 加入变量监视，以便实验过程中观察和修改。5运行程序，将积分分离值设为最大值7FH (相当于没有引入积分分离)，用示波器分别观测输入端R和输出端C。6如果系统