计算机控制实验指导.docVIP

实验一 工业顺序控制器 ? 实验目的 (1) 了解工业顺序控制的一般情况； (2) 掌握工业顺序控制程序的设计方法； ? 实验内容 编写注塑机的控制程序，实现如下工艺要求 . 工序名称 动作 转移条件 待机 无 P3.0=0 合模 P1.0=0 P3.1=0 注射 P1.1=0 P3.2=0 加热 P1.2=0 延时10秒 开模 P1.3=0 P3.3=0 顶进 P1.4=0 P3.4=0 顶退 P1.5=0 P3.5=0 1、 预备知识 工业控制中的顺序控制以开关量进行控制的，如机械手、生产线、装配线等，它按顺序有规律地完成规定的动作，每个动作称为一个工序，判断工序的终结的条件是反馈和延时，条件满足则进行工序转移，开始下一个动作的执行。 2、 实验步骤 在Proteus环境下画出顺序控制器的实验电路，将单片机的P1口接LED进行动作显示，将P3口接按键开关作为条件反馈的模拟。在Keil环境下输入程序并编译生成HEX文件，然后下载到单片机上，进行调试。 ? 实验报告 (1) 整理好实验程序。 (2) 为什么I/O口一般要使用负逻辑。 实验二 步进电机控制 ? 实验目的 (1) 了解步进电机控制的基本原理； (2) 掌握步进电机转动的编程方法； ? 实验内容 设计四相步进电机的单片机控制电路，并编写步进电机的正反转程序，实现转速控制和正反转控制。用P3.7做转向控制，为1则正转，为0则反转；P3.6做启停控制，为1则开始转动，为0则停止转动。 1 .预备知识 步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺序切换来使其做步进式旋转的，切换次序控制转向，切换间隔控制转速。 四相八拍步进电机的通电方式（1电平有效）为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-。 四相八拍步进电机运行的验证电路如下： 2. 实验步骤 在Proteus环境下画出如下电路原理图，所需元件为MOTOR-STEPPER、AT89C51、SW-SPST；单片机P1.0~P1.3接四相步进电动机的A、B、C、D相，单片机P3.7、P3.6接2个开关SW1、SW2作为控制键。 在Keil中录入程序并编译生成HEX文件，并装入单片机，然后运行。 ? 实验报告 (1) 整理好实验程序。 (2) 如果步进电机为三相六拍，其通电方式怎样？ 实验三 数据采集与显示 ? 实验目的 (1) 掌握A/D转换与单片机的接口方法； (2) 掌握A/D芯片TLC549的编程方法； (3) 掌握数据采集程序的设计方法； ? 实验内容 利用实验开发装置上的TLC549做A/D转换器，对电位器提供的模拟电压信号进行定时采样，结果在数码管上进行显示。 1、 I/O地址 A/D转换芯片 TLC549 CLK P1.5 时钟位 DAT P1.7 数据位 CS P1.6 选片位 2、 实验线路 将TLC549的CLK接P1.5、DAT接P1.7、CS接P1.6，将模拟电压输入端连到电位器的电压输出端，并接万用表进行输入电压测量。 3、 实验步骤 在PC机输入源程序并汇编，然后下载到单片机上，进行调试。 调节电位器，电压从0V到5V变化，记录数码管的显示数值。记录到表中。 输入电压V 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 A/D结果 显示电压V 在此基础上增加数码管或LCD进行参数的显示。 ? 实验报告 (1) 整理好实验程序和实验记录,进行数据处理分析并做图。 (2) 数据采集中，如何实现精确的定时数据采集？ (3) 数码管动态扫描显示程序设计中，显示刷新的时间如何确定？ 实验四 数字PID控制器 ? 实验目的 (1) 了解工业过程控制的一般情况； (2) 掌握数字PID控制器程序设计方法； ? 实验内容 设计单片机控制电路，其中A/D用TLC549、D/A用TLC5615，并编写数字PI控制器程序，对一阶惯性对象进行控制，要求采样周期100毫秒，对设定值和被控量进行实时显示。 PID采用增量式，定点计算，输入要滤波，输出要限幅。 请大家将设定值、测量值、控制量修改为电压显示，精度为0.1伏； 1、 预备知识 控制系统软件的设计，一般必须有严格的时间限制，故必须基于定时中断进行设计，在中断中运行实时性要求的程序，如A/D采样程序、PID控制程序、D/A输出程序、数码管显示刷新程序和键盘扫描程序等。在主程序中进行一些实时性要求低的程序，如打印程序、数据输入程序等。 2、 实验步骤 从D/A输出点接一个一阶惯性对象，将对象输出接A/D输入点。 在PC机输入源程序并汇编，然后下载到单片机上，进行调试。 在此基础上增加数码管或LCD进行参数的显示。 ? 实验报告 (1) 整理好实验程序。 (2) 总结比例参数P积分参数I和采样周期对控制系统性