AD轉(zhuǎn)換、DA轉(zhuǎn)換及pwm轉(zhuǎn)速測量實驗

1、工程實訓(xùn)實驗報告單位（二級學(xué)院）： 自 動 化 學(xué) 院 學(xué) 生 姓 名： 張寶川 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 0831302 學(xué) 號： 2013212629 實驗一、數(shù)據(jù)采集_A/D轉(zhuǎn)換1、 實驗?zāi)康模?）掌握A/D轉(zhuǎn)換與單片機接口的方法；（2）了解A/D芯片0809轉(zhuǎn)換性能及編程方法；（3）通過實驗了解單片機如何進行數(shù)據(jù)采集。（4）ADC0809引腳結(jié)構(gòu)：ADC0809各腳功能如下： D7 D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0 IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（-）：參考電壓負端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。

2、ALE：地址鎖存允許信號輸入端。（以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換）. EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。二、實驗任務(wù)1.硬件電路設(shè)計： 設(shè)計基于單片機控制的AD轉(zhuǎn)換應(yīng)用電路。AD轉(zhuǎn)換芯片采用ADC0809。ADC0809的通道IN3輸入05V之間的模擬量，通過ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字量在數(shù)碼管上以十進制形成顯示出來。ADC0809的VREF接5V電壓。2. 軟件設(shè)計： 程序設(shè)計內(nèi)容(1) 進行A/D轉(zhuǎn)換時，采用查詢EOC的標志信號來檢測A

3、/D轉(zhuǎn)換是否完畢，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后在數(shù)碼管上顯示。(2) 進行A/D轉(zhuǎn)換之前，要啟動轉(zhuǎn)換的方法：ABC110選擇第三通道。ST0，ST1，ST0產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)換的正脈沖信號圖1.2 ADC0809時序圖三、實驗代碼#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit OE=P10;sbit ST=P12;sbit EOC=P11;sbit CLK=P13;sbit C1=P16;sbit C2=P15;sbit C3=P14;unsigned char table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0

4、x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00;unsigned date;void delay(unsigned int z) unsigned int i,j; for(i=z;i0;i-) for(j=110;j0;j-) ;void display(unsigned int x) P2=0xfe; P0=tablex/100; delay(10); P0=0x00;P2=0xfd; P0=tablex/10%10; delay(10); P0=0x00;P2=0xfb; P0=tablex%10; delay(10); P0=0x00;void main() TM

5、OD=0x01; TH0=(65536-900)/256; TL0=(65536-900)%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; C1=0; C2=1; C3=1; while(1) ST=0; ST=1; ST=0; delay(2); while(!EOC) display(date); OE=1; date=P3; OE=0; void timer0() interrupt 1 TH0=(65536-900)/256; TL0=(65536-900)%256; CLK=CLK;四、實驗結(jié)果實驗二、D/A轉(zhuǎn)換及數(shù)字式波形發(fā)生器一、實驗?zāi)康?、熟悉DAC0832 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳。

6、2、掌握D/A轉(zhuǎn)換與接口電路的方法。3、通過實驗了解單片機如何進行波形輸出。二、 D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)（1）分辨率： 該參數(shù)是描述D/A轉(zhuǎn)換對輸入變量變化的敏感程度。具體指D/A轉(zhuǎn)換器能分辨的最小電壓值。 分辨率的表示有兩種： 最小輸出電壓VLSB（輸入數(shù)字只有最低位為1）與最大輸出電壓輸入數(shù)字全為1）的比值來表示 用輸入端待進行轉(zhuǎn)換的二進制數(shù)的位數(shù)來表示， 位數(shù)越多，分辨率越高。 分辨率的表示式為： 分辨率=Vref/2位數(shù) 或 分辨率=（V+ref+V-ref)/2位數(shù) 若Vref=5V，8位的D/A轉(zhuǎn)換器分辨率為5/256=20mV。（2） 轉(zhuǎn)換時間：指數(shù)字量輸入到模擬量輸出達到穩(wěn)

7、定所需的時間。一般電流型D/A轉(zhuǎn)換器在幾秒到幾百微秒之內(nèi)；而電壓型D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換較慢，取決于運算放大器的響應(yīng)時間。（3） 轉(zhuǎn)換精度：指D/A轉(zhuǎn)換器實際輸出與理論值之間的誤差，一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位。如：1/2LSB表示，當(dāng)D/A分辨率為20mV，則精度為10mV.（4）線性度：當(dāng)數(shù)字量變化時，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬量按比例變化的程度。線性誤差 模擬量輸出值與理想輸出值之間偏離的最大值。三、實驗內(nèi)容1. AT89C51控制DAC0832實現(xiàn)數(shù)/模轉(zhuǎn)換（D/A）轉(zhuǎn)換。從單片機輸出數(shù)據(jù)到DAC0832，經(jīng)其轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。2. 設(shè)計一個由單片機控制的信號發(fā)生器。運用單片機系統(tǒng)控制

8、產(chǎn)生多種波形，這些波形包括方波、三角波、鋸齒波、正弦波等。信號發(fā)生器所產(chǎn)生的波形的頻率、幅度均可調(diào)節(jié)。并可通過軟件任意改變信號的波形。基本要求：產(chǎn)生三種以上波形。如正弦波、三角波、矩形波等。最大頻率不低于500Hz。并且頻率可按一定規(guī)律調(diào)節(jié)。幅度可調(diào)，峰峰值在0 5V之間變化。擴展要求：產(chǎn)生更多的頻率和波形。四、實驗代碼#includesbit key1=P10;sbit key2=P13;sbit key3=P16;#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid sanjiaobo();void fangbo();void j

9、uchibo();void main()P1=0xff;while(1) if(key1=0) sanjiaobo(); if(key2=0) fangbo(); if(key3=0) juchibo();void sanjiaobo()unsigned int i;char flag=0;P2=0;while(1)if(flag=0)for(i=0;i=255)flag=1;if(flag=1)for(i=0;i10;i+);P2-=1;if(P2=0)flag=0;void fangbo()unsigned int i ;while(1)for(i=0;i1000;i+);P2=255;f

10、or(i=0;i1000;i+);P2=0;void juchibo()unsigned int i;char flag=0;P2=0;while(1)if(flag=0)for(i=0;i=255)flag=1;if(flag=1)P2=0;if(P2=0)flag=0;五、實驗結(jié)果實驗三、基于旋轉(zhuǎn)編碼器的轉(zhuǎn)速測量一、實驗?zāi)康?. 了解編碼器工作原理2. 掌握編碼器速度檢測的方法；二、編碼器工作原理絕對脈沖編碼器:APC增量脈沖編碼器:SPC兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測元件 旋轉(zhuǎn)編碼器分為單路輸出和雙路輸出兩種： 單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖， 雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器

11、輸出兩組相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。編碼器電路外接74HC74的作用74HC74在旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)時輸出兩路正交脈沖A、B，為了判斷旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)方向，用74HC74做鑒相器。A作為時鐘脈沖接入74HC74，B作為D接入74HC74，理論上74HC74應(yīng)該在A的上升沿判斷B狀態(tài)，如果B為低電平，則輸出Q為低電平，說明旋轉(zhuǎn)編碼器正轉(zhuǎn)；如果B為高電平，則輸出Q為高電平，說明旋轉(zhuǎn)編碼器反轉(zhuǎn)。因為A、B是正交脈沖，只要旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)方向不變，74HC74的輸出Q就應(yīng)該維持高電平或低電平狀態(tài)。三、實驗內(nèi)容1. 根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理，設(shè)計基于旋轉(zhuǎn)編碼器的速度

12、檢測原理圖；2. 利于實驗室提供的單片機最小系統(tǒng)，設(shè)計位置檢測、速度檢測系統(tǒng)的應(yīng)用電路；畫出系統(tǒng)框圖；3. 編寫相關(guān)程序, 實現(xiàn)對位置及轉(zhuǎn)速的測量，并顯示；四、實驗代碼#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit IN1 = P10;sbit IN2 = P11;sbit ENA = P12;sfr ldata=0x80;sbit dula=P26;sbit wela=P27;sbit q1=P34;bitbit_0;uint count_N,count_N1,count_N2;uint count_n8

13、; /計數(shù)值uchar T_N=20;uchar T_N1=3;void msplay(uchar,uchar);void INT_0_Init();void Timer0_Init();void Motor_Init();uchar code x1=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x27,0x7f,0x6f,0x40,0x7c,0x39,0x5e,0x3e,0x48;uchar code x2=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xd8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;

14、uchar codex3=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;uchar codex4=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80;void delay(uint z)/延時函數(shù)uint x;for(x=z;x0;x-);void Motor_Init()ENA = 1;IN1 = 1;IN2 = 0;void INT_0_Init()IT0=1;EX0=1;void Timer0_Init()TMOD=0X11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET

15、0=1;TR0=1;void main()uchar k5,k4,k3,k2,k1,k0,k6;INT_0_Init();Timer0_Init();while(1)k0=0x0e;k1=0x0f;if(!q1) k6=0;elsek6=10;if(!bit_0)k2=count_N%10000/1000;k3=count_N%1000/100;k4=count_N%100/10;k5=count_N%10;bit_0=1;msplay(k0,0);msplay(k1,1);msplay(k6,3);msplay(k2,4);msplay(k3,5);msplay(k4,6);msplay(k

16、5,7);void int_0() interrupt 0 count_n8+;void timer0() interrupt 1TR0=0;TH0=(65536-45000)/256;TL0=(65536-45000)%256;T_N-;if(0=T_N)count_N2=count_n8;count_N=27.952*count_N2;bit_0=0;count_n8=0;T_N=20;TR0=1;void msplay(uchar y1,uchar y2) ldata = x1y1; if(y2=6) ldata=ldata|0x80; dula=1; dula=0; delay(1);

17、 ldata = x3y2; wela=1; wela=0; delay(1); ldata = 0x00; dula=1; dula=0; delay(1); ldata = 0x0ff; wela=1; wela=0; delay(1);五、實驗結(jié)果實驗四、基于51系列單片機控制的直流電機PWM調(diào)速一、實驗?zāi)康?掌握脈寬調(diào)制 (PWM) 的方法。2用程序?qū)崿F(xiàn)脈寬調(diào)制，并對直流電機進行調(diào)速控制。二、脈寬調(diào)制（PWM）基本原理控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產(chǎn)生多個脈沖，使各脈沖的

18、等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。利用51單片機產(chǎn)生PWM脈沖思路：需要用到內(nèi)部定時器來實現(xiàn)，可用兩個定時器實現(xiàn)，也可以用一個定時器實現(xiàn)。用兩個定時器的方法是用定時器T0來控制頻率，定時器T1來控制占空比。編程思路是這樣的：T0定時器中斷讓一個I0口輸出高電平，在這個定時器T0的中斷當(dāng)中起動定時器T1，而這個T1是讓IO口輸出低電平，這樣改變定時器T0的初值就可以改變頻率，改變定時器T1的初值就可以改變占空比。 L298N 為SGS-THOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙

19、全橋步進電機專用驅(qū)動芯片( Dual Full-Bridge Driver ) ，內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和四相步進電機的專用驅(qū)動器，可同時驅(qū)動2個二相或1個四相步進電機，可驅(qū)動46V、2A以下的步進電機，且可以直接透過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；此芯片可直接由單片機的IO端口來提供模擬時序信號。三、實驗內(nèi)容：1. 利用實驗室提供的單片機應(yīng)用系統(tǒng)及直流電機驅(qū)動電路板，編制控制程序，實現(xiàn)直流電機PWM調(diào)速控制。四、實驗代碼#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code LEDData=0x3

20、f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;sbit IN1 = P10;sbit IN2 = P11;sbit ENA = P12;sbit Key1=P35;sbit Key2=P36;sbit Key3=P37;uint Velocity1=50;uint count=50;uint time=100;uint count1=0;uint time1=0;uint velocity=0;uint m=0;void delayms(uint ms)uchar i;while(ms-)for(i=0;i120;i+);void display

21、(uint result)P2=0xf7;P0=LEDDataresult%100%10;delayms(2);P0=0x00;P2=0xff;P2=0xfb;P0=LEDDataresult%100/10;delayms(2);P0=0x00;P2=0xff;P2=0xfd;P0=LEDDataresult/100;delayms(2);P0=0x00;P2=0xff;void Init()ENA = 1;IN1 = 0;IN2 = 1;IT0=1;EX0=1;TMOD = 0x11; TL0 = (65536-5)/256; TH0 = (65536-5)%256; TR0 = 1; ET0 = 1;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;TR1=1;ET1=