51計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程

第1部分TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章SST51系統(tǒng)板概述 2 \o"CurrentDocument"SST51糸統(tǒng)板的把點(diǎn) 4\o"CurrentDocument"第2章系統(tǒng)的安裝 4\o"CurrentDocument"系統(tǒng)板與TD-ACC+系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的連接 4\o"CurrentDocument"系統(tǒng)聯(lián)機(jī)操作軟件的安裝 4\o"CurrentDocument"第3章SST51系統(tǒng)板的硬件操作環(huán)境 8\o"CurrentDocument"第4章聯(lián)機(jī)軟件說明 9聯(lián)機(jī)軟件系統(tǒng)概述 9KeilC51軟件使用說明 9\o"CurrentDocument"文件菜單和文件命令 9\o"CurrentDocument"編輯菜單和編輯器命令 10\o"CurrentDocument"視圖菜單 11\o"CurrentDocument"工程菜單和工程命令 11\o"CurrentDocument"調(diào)試菜單和調(diào)試命令 12\o"CurrentDocument"第2部分8051單片微機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn) 13\o"CurrentDocument"第1章過程通道和數(shù)據(jù)采集處理 14\o"CurrentDocument"輸入與輸出通道 14信號(hào)的米祥與保持 23數(shù)字濾波 28\o"CurrentDocument"第2章開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)字程序控制 32\o"CurrentDocument"數(shù)字脈沖分配器和步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制 32數(shù)字PWM發(fā)生器和直流電機(jī)調(diào)速控制 34\o"CurrentDocument"第3章數(shù)字P1D閉環(huán)控制 37\o"CurrentDocument"數(shù)千P1D控制算法 37\o"CurrentDocument"積分分離法PID控制 39\o"CurrentDocument"簡(jiǎn)易工程法整定PID參數(shù) 48\o"CurrentDocument"第4章數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計(jì)方法 544.! 最小拍控制系統(tǒng) 54\o"CurrentDocument"4.2大林(Dahlin)算法 60\o"CurrentDocument"第5章智能控制技術(shù) 65\o"CurrentDocument"模糊方法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制 65單神經(jīng)元自適應(yīng)閉環(huán)控制 71\o"CurrentDocument"第6章控制系統(tǒng)應(yīng)用 77直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 77溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 81\o"CurrentDocument"附錄1CAN總線應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 86\o"CurrentDocument"F.l CAN總線及其控制器介紹 86F.2 用SJA1000來實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通訊 89\o"CurrentDocument"附錄2對(duì)象整定的方法 94\o"CurrentDocument"附錄3SST51系統(tǒng)板引出管腳排列及名稱 95\o"CurrentDocument"附錄4實(shí)驗(yàn)程序名列表 98附錄5模擬平臺(tái)布局圖 99第1部分SST51系統(tǒng)板介紹第1章SST51系統(tǒng)板概述系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展,八位單片機(jī)迅速地從功能簡(jiǎn)單的51單片機(jī)向嵌入式、增強(qiáng)型51內(nèi)核單片機(jī)發(fā)展。使用在系統(tǒng)可編程（ISP）技術(shù)、在應(yīng)用可編程技術(shù)（1AP）以及內(nèi)嵌仿真功能的單片機(jī)層出不窮。先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展使得單片機(jī)調(diào)試、開發(fā)的手段發(fā)生了翻天覆地的變化。為了順應(yīng)技術(shù)的發(fā)展,滿足高校單片機(jī)控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要,西安唐都科教儀器公司精心設(shè)計(jì),隆重推出了“増強(qiáng)型SST51系統(tǒng)板”?！癟D-ACC+”教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其基本配置就含有一個(gè)開放式的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和一組先進(jìn)的虛擬儀器，可以髙水平地支持“自動(dòng)控制原理”的實(shí)驗(yàn)教學(xué),若再選配’'SST51系統(tǒng)板”，就可支持“8051單片微機(jī)控制技術(shù)'’的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由此構(gòu)成的“自動(dòng)控制原理”和?＜單片微機(jī)控制技術(shù)’’二合一教學(xué)系統(tǒng),為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一塊增強(qiáng)型8051控制機(jī)系統(tǒng)板、ー套業(yè)界著名的KeilC51集成開發(fā)環(huán)境、ー個(gè)開放式的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、ー組先進(jìn)的虛擬儀器，再結(jié)合豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,為用戶構(gòu)建了一個(gè)先進(jìn)的控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,為新世紀(jì)下的控制教學(xué)提供了全面的解決方案。全面支持各大專院校進(jìn)行“自動(dòng)控制原理"、"計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”、“智能控制技術(shù)”及“控制系統(tǒng)”等系列控制課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。由"TD-ACC+"教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和“SST51系統(tǒng)板”構(gòu)成的“自動(dòng)控制原理與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下頁所示。下面各章節(jié)的內(nèi)容主要是:“SST51系統(tǒng)板”介紹以及“增強(qiáng)型8051單片微機(jī)控制技術(shù)”的實(shí)驗(yàn)教程。有關(guān)“TD-ACC+”實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的介紹及“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可詳見“TD-ACC+自動(dòng)控制原理/計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用戶手冊(cè)”和“自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教程”。PC微機(jī)RS-232接口P0.0?P0.7ALEP2.0?P2.7SST51増強(qiáng)型單片機(jī)L地址鎖存數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線SST5I系統(tǒng)板TD—ACC+模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)城ー敦今翻ーMSST5I演凈酋親序TD-ACC+與SST51系統(tǒng)板組合后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖SST51系統(tǒng)板的特點(diǎn).取代硬件仿真器的増強(qiáng)型單片機(jī)系統(tǒng)采用具有在系統(tǒng)可編程（ISP）和在應(yīng)用可編程（IAP）技術(shù)的増強(qiáng)型51單片機(jī),單片機(jī)中內(nèi)置仿真程序,完全取代傳統(tǒng)的硬件仿真器和編程器。這種先進(jìn)的單片機(jī)將仿真系統(tǒng)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)合二為ー,大大降低了應(yīng)用開發(fā)成本,極大地提高了研制開發(fā)效率。把單片機(jī)的仿真開發(fā)和應(yīng)用設(shè)計(jì)提高到ー個(gè)嶄新的技術(shù)領(lǐng)域。.先進(jìn)的單片機(jī)調(diào)試開發(fā)工具使用業(yè)界著名的KeilC51集成開發(fā)環(huán)境作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、開發(fā)的工具。KeilC51軟件提供了多種調(diào)試、運(yùn)行程序的方法,提供單步、斷點(diǎn)、全速運(yùn)行程序,可觀察寄存器區(qū)、ROM變量區(qū)、RAM變量區(qū)、Xdata變量。支持匯編語言和C語言的源語言混合調(diào)試。.新型控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容“SST51系統(tǒng)板''結(jié)合"TD-ACC+"教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可構(gòu)成自動(dòng)控制原理與單片微機(jī)控制技術(shù)ニ合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為此,我們也配備了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教程，其內(nèi)容由淺入深，層次分明,特別是引入了模糊控制、單神經(jīng)元控制實(shí)驗(yàn)和CAN總線實(shí)驗(yàn)，以適應(yīng)不同專業(yè)、不同層次、不同教學(xué)時(shí)數(shù)的需要。同時(shí)各章甘力求做到原理、技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用并重,理論與實(shí)踐結(jié)合。（1）自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)方面，全面給出了線性控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法、根軌跡法、頻率域分析法以及系統(tǒng)校正和設(shè)計(jì)等方法的實(shí)驗(yàn)研究。開展了線性離散系統(tǒng)、非線性控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。在現(xiàn)代控制理論方面,提供了狀態(tài)空間分析實(shí)驗(yàn)。最后給出了的模擬PID閉環(huán)溫度控制實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)造模擬閉環(huán)控制系統(tǒng),以及P1D調(diào)節(jié)器的實(shí)際應(yīng)用規(guī)律。（2）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)方面，先從過程通道和數(shù)據(jù)采集處理著手，再開展系統(tǒng)的數(shù)字程序控制、數(shù)字PID閉環(huán)控制、數(shù)字調(diào)出器直接設(shè)計(jì)方法的實(shí)驗(yàn)研究,隨后又引入了智能控制實(shí)驗(yàn)和CAN總線實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)新型的控制算法有所了解、認(rèn)識(shí)。最后開展了控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)對(duì)象提供了快速（直流電機(jī)）和慢速（溫度）兩種，便于構(gòu)成不同的閉環(huán)系統(tǒng),讓學(xué)生對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的整體構(gòu)成有所認(rèn)識(shí)，針對(duì)對(duì)象不同面選擇不同的控制策略或控制參數(shù)從面對(duì)真實(shí)對(duì)象進(jìn)行較好的實(shí)時(shí)控制。以上所有實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容分別在自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教程、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程中有詳細(xì)的講述。第2章系統(tǒng)的安裝系統(tǒng)板與TD-ACC+系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的連接.將“SST51系統(tǒng)板”扣插在TD-ACC+的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的控制計(jì)算機(jī)的插槽上。.與PC微機(jī)的連接:將TD-ACC+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的串口用隨機(jī)配備的RS-232c通訊電纜和PC機(jī)串口相連,完成調(diào)試串口的連接;將TD-ACC+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的USB口用隨機(jī)配備的USB電纜和PC機(jī)USBロ相連,完成虛擬儀器的連接。系統(tǒng)聯(lián)機(jī)操作軟件的安裝該“SST51系統(tǒng)板’’以KeilC51集成開發(fā)環(huán)境作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、開發(fā)的工具。KeilC51軟件提供了多種調(diào)試、運(yùn)行程序的方法,提供單步、斷點(diǎn)、全速運(yùn)行程序,可觀察寄存器區(qū)、ROM變量區(qū)、RAM變量區(qū)、Xdata變量。支持匯編語言和C語言的源語言混合調(diào)試。另外,TD-ACC+系統(tǒng)配備了一組功能強(qiáng)大的虛擬儀器界面，可滿足控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中信號(hào)的測(cè)量、分析、記錄等要求。至于虛擬儀器的介紹詳見TD-ACC+系統(tǒng)用戶手冊(cè)。.軟件的運(yùn)行環(huán)境(1)操作系統(tǒng):Windows98/2000/XP(2)運(yùn)行KeilC51集成開發(fā)軟件需要的要求最低配置:CPU:奔騰166以上內(nèi)存:16MB以上顯示器:800X600硬盤:15MB以上.軟件的安裝KeilC51集成開發(fā)軟件的安裝下面介紹KeilC51HVision2集成開發(fā)環(huán)境的安裝步驟:1進(jìn)入存放KeilC51軟件的目錄，在'Keil軟件'KeilC51\Setup目錄下，雙擊SETUP.EXE安裝文件出現(xiàn)如圖2.2-1所示的安裝初始化界面,開始安裝;

圖2.2-1安裝初始化界面②如果安裝過KEIL軟件稍后彈出如圖2.2-2所示的安裝向?qū)?duì)話框,詢問用戶是安裝、更新或是卸載KeilC51軟件。選擇第一項(xiàng)"InstallSupportfbrAdditionalMicrocontrollerArchitectures"安裝該軟件。如果從未安裝過KEIL軟件則不會(huì)出現(xiàn)圖2.2-2;圖2.2-2安裝向?qū)?duì)話框③單擊“Next”按鈕,出現(xiàn)如圖2.2-3所示的安裝詢問對(duì)話框,詢問用戶安裝完全版還是測(cè)試版。如果安裝正版的KeilC51軟件,選擇aFullVersion",否則選擇MEvalVersion";圖2.2-3安裝詢問對(duì)話框

④此后彈出的幾個(gè)對(duì)話框中選擇“Next”或“Yes”,直到出現(xiàn)如圖2.2W所示的安裝路徑設(shè)置對(duì)話框,默認(rèn)路徑是C:\KEIL,用戶可以單擊“Browse”按鈕選擇合適的安裝目錄;圖2.2-4安裝路徑設(shè)置對(duì)話框⑤如果安裝測(cè)試版軟件在接下來的詢問對(duì)話框中選擇“Next”按鈕加以確認(rèn),出現(xiàn)如圖2.2-5所示的安裝進(jìn)度指示界面,如果安裝完全版軟件在下面的用戶信息對(duì)話框中輸入軟件序列號(hào)、姓名、公司和E-mail地址后選擇“Next”按鈕，在此后彈出的幾個(gè)對(duì)話框中選擇“Next”或“Yes”,即會(huì)出現(xiàn)如圖2.2-5所示的安裝進(jìn)度指示界面;⑥安裝完成后點(diǎn)擊“Finish”按鈕,桌面上出現(xiàn)如圖2.2-6所示的KeilpVision2快捷圖標(biāo)。點(diǎn)擊該圖標(biāo)即可運(yùn)行。圖2.2-5安裝進(jìn)度指示界面圖2.2-6圖2.2-5安裝進(jìn)度指示界面.軟件的啟動(dòng)安裝完成后會(huì)在"開始、程序’’菜單中創(chuàng)建"KeiWVision2"項(xiàng),點(diǎn)擊“Ke即Vision2"便可啟動(dòng)程序。軟件在安裝完成后也會(huì)在桌面創(chuàng)建快捷方式,也可以通過快捷圖標(biāo)來啟動(dòng)軟件。.虛擬儀器軟件的安裝和啟動(dòng)詳見TD-ACC+系統(tǒng)用戶手冊(cè)介紹。第3章SST51系統(tǒng)板的硬件操作環(huán)境由于該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用組合式結(jié)構(gòu),即“SST51系統(tǒng)板”加“模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”的形式。將“SST51系統(tǒng)板”扣在模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上便構(gòu)成以“SST51系統(tǒng)板”為控制機(jī)的“自動(dòng)控制原理/計(jì)算機(jī)控制技術(shù)’’二合一的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)的部分總線以排針的形式引出,實(shí)驗(yàn)時(shí)，與實(shí)驗(yàn)單元相連可完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)引出信號(hào)線說明見表2.2-1〇表221控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信號(hào)線說明信號(hào)線說明相關(guān)的端口地址A〇?A3系統(tǒng)地址線低四位（輸出）/IOR、/IOWI/O讀、寫信號(hào)（輸出）IRQ5—IRQ6外部。#中斷請(qǐng)求信號(hào)（輸入）IRQ7外部1#中斷請(qǐng)求信號(hào)（輸入）OUT1P1.7（輸出）/IOYOI/O接口待擴(kuò)展信號(hào)（輸出）#0600H-#063FH/IOY1#0640H-#067FH/IOY2#0680H-#06BFHDIN〇?DIN34位數(shù)字量輸入信號(hào)（輸入）對(duì)應(yīng)Plロ的低四位PL〇?Pl.3DOUT〇?DOUT34位數(shù)字量輸出信號(hào)（輸出）對(duì)應(yīng)Pl口的髙四位Pl.4?Pl.7注:“/”號(hào)表示該信號(hào)低電平有效第4章聯(lián)機(jī)軟件說明聯(lián)機(jī)軟件系統(tǒng)概述-284.1KeilC51集成開發(fā)環(huán)境作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、開發(fā)的工具。提供了多種調(diào)試、運(yùn)行程序的方法,提供單步、斷點(diǎn)、全速運(yùn)行程序,可觀察寄存器區(qū)、ROM變量區(qū)、RAM變量區(qū)、Xdata變量。支持匯編語言和C語言的源語言混合調(diào)試。系統(tǒng)還集成了一組功能強(qiáng)大的數(shù)字化虛擬儀器軟件,用于自動(dòng)控制原理和計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)時(shí)域曲線的實(shí)時(shí)測(cè)量和分析、頻率特性分析、X_Y測(cè)量和阻容/電壓值測(cè)量等。取代了過去落后的測(cè)量方法，為構(gòu)建現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室提供了髙性價(jià)比的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。4.2KeilC51軟件使用說明安裝完KeilC51軟作雙ホ安裝完KeilC51軟作雙ホK加白1階鏡圖標(biāo)就可以進(jìn)入Ke%g51集成開發(fā)環(huán)境，如圖421所示。各種調(diào)試向訪菜單命令都集成在這徹騫環(huán)境生。一’.圖4.2-1ロVision2操作界面菜單欄提供各種操作菜單如:編輯器操作、工作維護(hù)、開發(fā)工具設(shè)置、程序調(diào)試、窗體選擇和操作等。工具欄和快捷鍵可以快速執(zhí)行HVision2命令。文件菜單和文件命令見表4.2-1

表4.2-1文件菜單和文件命令File菜單工具欄快捷鍵描述NewCtrl+N創(chuàng)建一個(gè)新的源文件或文本文件OpenCtrl+O打開已有的文件Close關(guān)閉當(dāng)前的文件SaveCtrl+S保存當(dāng)前的文件SaveAs…保存并重新命名當(dāng)前的文件SaveAll保存所有打開的源文件和文本文件DeviceDatabase維護(hù)uVision2器件數(shù)據(jù)庫PrintSetup*??設(shè)置打印機(jī)PrintCtrl+P打印當(dāng)前的文件PrintPreview打印預(yù)覽編輯菜單和編輯器命令見表4.2-2表4.2-2編輯菜單和編輯器命令Edit菜單工具欄快捷鍵描述UndoCtrl+Z撤消上一次操作RedoCtrl+Shift+Z恢復(fù)上一次撤消命令的操作CutCtrl+X將選中的文字剪切到剪貼板Ctrl+Y將當(dāng)前行的文字剪切到剪貼板CopyCtrl+C將選中的文字復(fù)制到剪貼板PasteCtrl+V粘貼剪貼板的文字IndentSelectedText將選中的文字向右縮進(jìn)ー個(gè)制表符位UnindentSelectedText將選中的文字向左縮進(jìn)ー個(gè)制表符位ToggleBookmarkCtrl+F2在當(dāng)前行放置書簽GotoNextBookmarkF2將光標(biāo)移到下ー個(gè)書簽GotoPreviousBookmarkShift+F2將光標(biāo)移到上一個(gè)書簽ClearAllBookmarks清除當(dāng)前文件中的所有書簽FindCtrl+F在當(dāng)前文件中查找文字F3繼續(xù)向前査找文字Shift+F3繼續(xù)向后查找文字ReplaceCtrl+H替換特定的文字FindinFiles-??在幾個(gè)文件中查找文字GotoMatchingBraceCtrl+]査找匹配的花括號(hào)、圓括號(hào)、方括號(hào)

視圖菜單見表4.2-3表4.2-3視圖菜單View菜單工具欄快捷鍵描述StatusBar顯示或隱藏狀態(tài)欄FileToolbar顯示或隱藏文件工具欄BuildToolbar顯示或隱藏編譯工具欄DebugToolbar顯示或隱藏調(diào)試工具欄ProjectWindow顯示或隱藏工程窗口OutputWindow顯示或隱藏輸出窗口SourceBrowser打開源文件瀏覽器窗口DisassemblyWindow顯示或隱藏反匯編窗口Watch&CallStackWindow顯示或隱藏觀察和堆棧窗口MemoryWindow顯示或隱藏存儲(chǔ)器窗口CodeCoverageWindow顯示或隱藏代碼覆蓋窗口PerformanceAnalyzerWindow顯示或隱藏性能分析窗口SymbolWindow顯示或隱藏符號(hào)變量窗口SerialWindow#1顯示或隱藏串行窗口1SerialWindow#2顯示或隱蔵串行窗口2Toolbox顯示或隠藏工具箱PeriodicWindowUpdate在運(yùn)行程序時(shí),周期刷新調(diào)試窗口WorkbookMode顯示或隱藏匚作薄窗口的標(biāo)簽Options-??設(shè)置顏色、字體、快捷鍵和編輯器選項(xiàng)工程菜單和工程命令見表4.2-4表4.2-4工程菜單和工程命令Project菜單工具欄快捷鍵描述NewProject-??創(chuàng)建一個(gè)新的工程ImportjiVision1Project-??輸入ー個(gè)!■!Vision工程文件OpenProject打開ー個(gè)已有的工程CloseProject關(guān)閉當(dāng)前的工程Components,Environment,Books-??設(shè)置組件、工作環(huán)境、幫助文檔SelectDevicefbrTarget*TargetT從器件數(shù)據(jù)庫選擇ー個(gè)CPURemoveItem從工程中刪去ー個(gè)組或文件

OptionForTarget,TargetT設(shè)置當(dāng)前目標(biāo)的選項(xiàng)BuildTargetF7編譯當(dāng)前的源文件Rebuildalltargetfiles編譯所有的源文件Translate???轉(zhuǎn)換當(dāng)前的文件StopBuild停止當(dāng)前的編譯進(jìn)程調(diào)試菜單和調(diào)試命令見表4.2-5表4.2-5調(diào)試菜單和調(diào)試命令Debug菜單工具欄快捷鍵描述Start/StopDebuggingCtrl+F5啟動(dòng)或停止uVision調(diào)試模式GoF5運(yùn)行（執(zhí)行）,直到下ー個(gè)有效的斷點(diǎn)StepFil跟蹤運(yùn)行程序StepOverF10單步運(yùn)行程序StepoutofcurrentfunctionCtrl+Fl1單步出當(dāng)前函數(shù)（返回程序調(diào)用處）RuntocursorlineCtrl+FlO程序執(zhí)行到光標(biāo)處StopRunningEsc停止程序運(yùn)行Breakpoints*??打開斷點(diǎn)對(duì)話框Insert/RemoveBreakpoint在當(dāng)前行設(shè)置/清除斷點(diǎn)Enable/DisableBreakpoint使能/禁能當(dāng)前行的斷點(diǎn)DisableAllBreakpoints使能/禁能程序中所有斷點(diǎn)KillAllBreakpoints清除程序中所有斷點(diǎn)ShowNextStatement顯示下一條執(zhí)行的語句/指令Enable/DisableTraceRecording使能跟蹤記錄,可以顯示程序運(yùn)行軌跡ViewTraceRecords顯示以前執(zhí)行的指令MemoryMap***打開存儲(chǔ)器空間配置對(duì)話框PerformanceAnalyzer*??打開性能分析器的設(shè)置對(duì)話框InlineAssembly*,?對(duì)某一行重新匯編,可以修改匯編代碼FunctionEditor編輯調(diào)試函數(shù)和調(diào)試配置文件第2部分8051單片微機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)第!章過程通道和數(shù)據(jù)采集處理為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程或現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象的控制,需要將對(duì)象的各種測(cè)量參數(shù)按要求轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī);經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算、處理后,再轉(zhuǎn)換成適合于對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的量。所以在微機(jī)和生產(chǎn)過程之間,必須設(shè)置信息的傳遞和變換的連接通道，該通道稱為過程通道。它包括模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量輸入通道、數(shù)字量輸出通道。模擬量輸入通道:主要功能是將隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬輸入信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，主要有多路轉(zhuǎn)化器、采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器等組成。模擬量輸出通道:它將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電壓或電流信號(hào),主要有D/A轉(zhuǎn)換器和輸出保持器組成。數(shù)字量輸入通道:控制系統(tǒng)中，以電平髙低和開關(guān)通斷等兩位狀態(tài)表示的信號(hào)稱為數(shù)字量，這些數(shù)據(jù)可以作為設(shè)備的狀態(tài)送往計(jì)算機(jī)。數(shù)字量輸出通道:有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要開關(guān)量控制信號(hào)（如步進(jìn)電機(jī)）,計(jì)算機(jī)可以通過1/0接口電路或者繼電器的斷開和閉合來控制。1.1輸入與輸出通道本實(shí)驗(yàn)教程主要介紹以A/D和D/A為主的模擬量輸入輸出通道,A/D和D/A的芯片非常多，這里主要介紹人們最常用的ADC0809和TLC7528。.L1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)A/D轉(zhuǎn)換器原理及接口方法,并掌握ADC0809芯片的使用3.學(xué)習(xí)D/A轉(zhuǎn)換器原理及接口方法,并掌握TLC7528芯片的使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái)，TD-ACC+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)ー套，SST51系統(tǒng)板ー塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.編寫實(shí)驗(yàn)程序,將一5V?+5V的電壓作為ADC0809的模擬量輸入,將轉(zhuǎn)換所得的8位數(shù)字量保存到變量中。.編寫實(shí)驗(yàn)程序,實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生周期性三角波,并用示波器觀察波形。實(shí)驗(yàn)原理-241.1.4A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)ADC0809芯片主要包括多路模擬開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器兩部分,其主要特點(diǎn)為:單電源供電、工作時(shí)鐘CLOCK最高可達(dá)到1200KHz、8位分辨率,8個(gè)單端模擬輸入端,TTL電平兼容等,可以很方便地和微處理器接口。TD-ACC+教學(xué)系統(tǒng)中的ADC0809芯片，其輸出ハ位數(shù)據(jù)線以及CLOCK線已連到控制計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)線及系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)鐘IMCLK(lMHz)上。其它控制線根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可另外連接(A、B、C、STR、/OE、EOC、IN〇?[N7)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的第一項(xiàng)要求,可以設(shè)計(jì)出如圖1/ー1所示的實(shí)驗(yàn)線路圖。上圖中,AD0809的啟動(dòng)信號(hào)“STR”是由控制計(jì)算機(jī)定時(shí)輸出方波來實(shí)現(xiàn)的。這里用P1.7來模擬1#定時(shí)器的輸出,通過“OUT1”排針引出,方波周期=定時(shí)器時(shí)常X2。圖中ADC0809芯片輸入選通地址碼A、B、C為ケ’’狀態(tài),選通輸入通道IN7J通過單次階躍單元的電位器可以給A/D轉(zhuǎn)換器輸入-5V?+5V的模擬電壓;系統(tǒng)定時(shí)器定時(shí)1ms輸出方波信號(hào)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器,并將A/D轉(zhuǎn)換完后的數(shù)據(jù)量讀入到控制計(jì)算機(jī)中,最后保存到變量中。參考流程如下:主程序初始化系統(tǒng)定時(shí)器(1ms)延時(shí)取A/D值,送至變盤中

參考程序如下:請(qǐng)參照隨機(jī)軟件中example51目錄中的ACC1-1-1文件夾中的ACC1-1-1.UV2文件名:ACC1-1-1.C*功能描述:定時(shí)啟動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換,延時(shí)后讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果,并送至變量保存★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★it***/#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint〃定義模數(shù)轉(zhuǎn)換I。地址#defineADJ〃定義模數(shù)轉(zhuǎn)換I。地址函數(shù)聲明voidtd_delay(inttime);全局變量定義sbitstr=P1sbitstr=P1A7;uchardataad[10];//聲明變量,用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)果uintdatatime;//uintdatatime;//聲明變量,用于定時(shí)uchardatat0_h,uchardatat0_h,t0_1;//用于存儲(chǔ)定時(shí)器0的初值主函數(shù)voidmain(void)uchari;TMOD=0x01;time=主函數(shù)voidmain(void)uchari;TMOD=0x01;time=1;tO_h=(65536-50〇?time)/256;〃定時(shí)!ms//計(jì)算定時(shí)器〇初值to_1=(65536-500*time)%256;THO=t0_h;TLO=to_i；ETO=1；//開定時(shí)中斷0TRO=1；//啟動(dòng)定時(shí)器EA=1；//開總中斷while(1)for(i=0;i<10;i++)(ad[i]=ADC_7;//讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果,并保存td_delay(500);)//延時(shí)}td_delay(100);//可在此設(shè)置斷點(diǎn)函數(shù)名:TimerO功能:定時(shí)器〇中斷服務(wù)程序參數(shù):無返回值:無**★★★*★★★**★★*?*★*★*★***voidTimerO()interrupt1//產(chǎn)生A/D啟動(dòng)信號(hào)////產(chǎn)生A/D啟動(dòng)信號(hào)//重新裝入初值THO=tO_h;TLO=tO_l;函數(shù)名:td_delay功能:設(shè)置延時(shí)時(shí)間參數(shù):time返冋值:無***********************************************voidtd_delay(inttime){inti;

for(i=0;i<=time;i++){}return;實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果:(1)如何建立一個(gè)工程文件打開KeiluVision2聯(lián)機(jī)操作軟件,首先選擇"Project”主菜單中的"NewProject"選項(xiàng),建立新的工程文件?.Uv2,接著選擇CPU的類型,這里我們選擇"SST"公司的"SST89E554RC"芯片,在"projectworkspace"的"file"區(qū)中將出現(xiàn)下圖將鼠標(biāo)指向"Target1”,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,出現(xiàn)下圖,選擇"OptionsforTarget'Targetl5"后，彈出下圖先選擇“Target”項(xiàng),將圖中的晶振值“Xtal”修改成12,再選擇“debug”項(xiàng)設(shè)置來確定當(dāng)前的調(diào)試模式是“UseSimulator”還是“UseKeilMonitor-51Driver”〇如選擇“UseKeilMonitor-51Driver",則用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“setting”來選擇調(diào)試時(shí)串口的基本設(shè)置,如串口號(hào)“Prot"和通訊波特率“Baudrate”〇本實(shí)驗(yàn)中選擇"UseKeilMonitor-51Driver",**Prot"為C0M1,“Baudrate"為38400。至此,該工程的基本情況設(shè)置完畢,在實(shí)驗(yàn)中可根據(jù)需要對(duì)其中的ー些選項(xiàng)再作修改。下面我們?cè)谠摴こ涛募幕A(chǔ)上添加C文件,將鼠標(biāo)指向下圖中的“SourceGroupド點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵出現(xiàn)以下窗口f(rシ。s'SourceQgY的“t/iKjl4itreet H“4Filas 'S*w?tI'。?ハ&Storeat'ndit'tYilvt選擇aAddFilestoGroup'SourceGroup1'"即可添加已有的C文件,如果沒有C文件,可先選擇"File"主菜單中的“New”選項(xiàng),先建立好一個(gè)C文件。然后添加到工程中去。此時(shí)將出現(xiàn)下圖:用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“SourceGroupげ前的“+”將會(huì)岀現(xiàn)添加的C文件,用鼠標(biāo)雙擊該文件,在界面的右邊的編輯區(qū)顯示該C文件,可在此編寫或修改實(shí)驗(yàn)程序。(2)參照(1)中的說明,先編寫ー個(gè)圖1.1-2對(duì)應(yīng)的C文件,然后建立一個(gè)工程,再將編好的C文件添加到工程中去,檢查程序無誤后編譯、鏈接。參考程序請(qǐng)參照隨機(jī)軟件examples1目錄中的ACCl-l-l.Uv2工程文件。

(3)按圖1.1-1接線(注意:圖中畫“0”的線需用戶自行連接),連接好后,請(qǐng)仔細(xì)檢査,無錯(cuò)誤后方可開啟設(shè)備電源。(4)點(diǎn)擊"Debug”主菜單中的"Start/StopDebugSession"選項(xiàng)，即可轉(zhuǎn)入到Debug調(diào)試狀態(tài)。(5)加入變量或數(shù)組監(jiān)視，具體步驟為:用鼠標(biāo)雙擊所要監(jiān)視的變量或數(shù)組,點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵，將會(huì)出現(xiàn)下圖所示窗口，選擇"Add“ad”toWatchWindow”項(xiàng)后，再選擇將變量或數(shù)組放在“Watch1#”還是“Watch2#”窗口進(jìn)行監(jiān)視。fT；'.レー;,?ド?レ?.”“,…C1?mfT；'.レー;,?ド?レ?.”“,…C1?mc6，1?t?C?4?Cower???Infa0?7*0?fiaa<t?aOf,?"G?7?&?far?nc?7?'?<(6)在程序結(jié)束的地方設(shè)置斷點(diǎn)。(7)打開虛擬儀器菜單項(xiàng)中的萬用表選項(xiàng)或者直接點(diǎn)擊萬用表圖標(biāo)，選擇“電壓檔”用示波器單元中的"CHI"表筆測(cè)量圖1.1-1中的模擬輸入電壓“Y”端，點(diǎn)擊虛擬儀器中的“運(yùn)行”按鈕，調(diào)節(jié)圖い」中的單次階躍中的電位器,確定好模擬輸入電壓值。(8)做好以上準(zhǔn)備工作后，運(yùn)行程序，程序?qū)⒃跀帱c(diǎn)處停下,查看數(shù)組“ad【0】?ad[9]的值,取平均值記錄下來，改變輸入電壓并記錄，最后填入表I」」中。表中“()”中的數(shù)字量供參考。表!.1-1模擬輸入電壓(V)對(duì)應(yīng)的數(shù)字量(H)-5(〇〇)一4(1A)-3(33)-2(4C)-1(66)0(80)4-1(99)4-2(B3)4-3(CD)4-4(E6)4-5(FF)

本節(jié)實(shí)驗(yàn)僅僅就軟件的相關(guān)功能做簡(jiǎn)單介紹,具體該軟件的操作與說明請(qǐng)?jiān)斠姟暗?章聯(lián)機(jī)軟件說明‘’。D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)采用TLC7528芯片,它是8位、并行、兩路、電壓型輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器。其主要參數(shù)如下:轉(zhuǎn)換時(shí)間100ns,滿量程誤差!/2LSB,參考電壓ー10V?+10V,供電電壓+5V?+15V,輸入邏輯電平與TTL兼容。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中的TLC7528的八位數(shù)據(jù)線、寫線和通道選擇控制線已接至控制計(jì)算機(jī)的總線上。片選線預(yù)留出待實(shí)驗(yàn)中連接到相應(yīng)的し。片選上,具體如圖1.1-3。/IOY1/1OWA01K +?/IOY1/1OWA01K +?+ 正TL084OOUT1一心 TL084 ? ?_OUTA圖!.1-3P2.7WR#P0.0P0.0控制計(jì)算機(jī)P0.7控制計(jì)算機(jī)以上電路是TLC7528雙極性輸出電路,輸出范圍ー5V?+5V?！癢101”和“W102”分別為A路和B路的調(diào)零電位器,實(shí)驗(yàn)前先調(diào)零,往TLC7528的A口和B口中送入數(shù)字量80H,分別調(diào)節(jié)“W101”和“W102”電位器,用萬用表分別測(cè)“OUTド和“OUT2”的輸出電壓,應(yīng)在OmV左右。參考流程如下:主程序變成初始化變量遞加,送D/A輸出圖1.1-4參考程序:請(qǐng)參照隨機(jī)軟件中example51目錄中的ACC1?1?2文件夾中的ACC1-1-2.UV2實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果:(1)參照流程圖LIイ編寫實(shí)驗(yàn)程序,檢查無誤后編譯、鏈接,點(diǎn)擊“ 圖標(biāo),使得系統(tǒng)進(jìn)入wStart/StopDebugSession”模式。(2)點(diǎn)擊“圓”圖標(biāo)，運(yùn)行程序,打開虛擬儀器軟件，用示波器的“CH1”和“CH2”路表筆分別測(cè)量圖1.1-3中的“OUTド和“OUT2”端,觀測(cè)輸出波形。參考波形如圖1.1-5所示。圖1.1-5實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):針對(duì)本實(shí)驗(yàn)教程中提到的所有實(shí)驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)下面兩種情況時(shí),請(qǐng)按“SST51系統(tǒng)板”上的“復(fù)位”鍵,否則將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無法再次進(jìn)入“Start/StopDebugSession”模式。(1)退出"Start/StopDebugSession”模式(2)停止全速運(yùn)行1.2信號(hào)的采樣與保持實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉信號(hào)的采樣和保持過程.學(xué)習(xí)和掌握香農(nóng)（采樣）定理.學(xué)習(xí)用直線插值法和二次曲線插值法還原信號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái),TD-ACC+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)ー套,SST51系統(tǒng)板ー塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.編寫程序,實(shí)現(xiàn)信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送到控制計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)再把數(shù)字量送到D/A轉(zhuǎn)換器輸出。.編寫程序,分別用直線插值法和二次曲線插值法還原信號(hào)。1.2.4實(shí)驗(yàn)原理.采樣與保持香農(nóng)（采樣）定理:若對(duì)于ー個(gè)具有有限頻譜（IWKWmax）的連續(xù)信號(hào)f（t）進(jìn)行采樣,當(dāng)采樣頻率滿足Ws>2Wmax時(shí),則采樣函數(shù)プ⑴能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號(hào)f（t）?Wmax為信號(hào)的最髙頻率,Ws為采樣頻率。實(shí)驗(yàn)線路圖:本實(shí)驗(yàn)中,我們將具體來驗(yàn)證香農(nóng)定理。可設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)線路圖,圖中畫“0”的線需用戶在實(shí)驗(yàn)中自行接好,其它線系統(tǒng)已連好。51CPUSTROUT1Pl.7/OE/IOYOP2.7ハOYI/csEOCIRQ71NTWR#/IOW/WR1N7CLOCKIMHZPOOAOOUT+5VABDOPOOOUTIDOCD7P0.7D7正弦波模數(shù)轉(zhuǎn)換控制計(jì)算機(jī)數(shù)模轉(zhuǎn)換圖!.2-1上圖中,用PL7來模擬1#定時(shí)器的輸出,通過“OUT1”排針引出,方波周期=定時(shí)器時(shí)常X2,“IRQ7”表示51的外部中斷!,用作采樣中斷。這里,正弦波單元的“OUT”端輸出周期性的正弦波信號(hào),通過模數(shù)轉(zhuǎn)換単元的“1N7”端輸入,系統(tǒng)用定時(shí)器作為基準(zhǔn)時(shí)鐘（初始化為!0ms）,定時(shí)采集“IN7”端的信號(hào)，轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生采樣中斷，在中斷服務(wù)程序中讀入轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，送到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，在"OUTV'端輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)。由于數(shù)模轉(zhuǎn)換器有輸出鎖存能力,所以它具有零階保持器的作用。采樣周期T=Tk-10ms,Tk的范圍為01-FFH,通過修改Tk就可以靈活地改變采樣周期,后面實(shí)驗(yàn)的采樣周期設(shè)置也是如此。參考程序流程:基于上面的實(shí)驗(yàn)線路，可以設(shè)計(jì)如下的參考程序流程。果樣中斷服務(wù)程序

主程序 （零階保持）系統(tǒng)初始化 采樣周期到否?變量初始化 丫讀取A/D釆樣値等待中斷 送D/A輸出還原釆樣周期變最中斷返回圖122參考程序:請(qǐng)參照隨機(jī)軟件中example51目錄中的ACC121文件夾中的ACC1-2-1.UV2.信號(hào)的還原（1）實(shí)驗(yàn)原理從香農(nóng)定理可知,對(duì)于信號(hào)的采集，只要選擇恰當(dāng)?shù)牟蓸又芷?就不會(huì)失去信號(hào)的主要特征。在實(shí)際應(yīng)用中，一般總是取實(shí)際采樣頻率Ws比2Wmax大，如:Ws>10Wmaxo但是如果采用插值法恢復(fù)信號(hào),就可以降低對(duì)采樣頻率的要求,香農(nóng)定理給出了采樣頻率的下限，但是用不同的插值方法恢復(fù)信號(hào)需要的采樣頻率也不相同。直線插值法（取Ws>5Wmax）利用式1.2-1在點(diǎn)（X0,Y0）和（XI,Y1）之間插入點(diǎn)（X,Y）式1.2-1Y=KO+K(XIX0)式1.2-1nIro其中:K=其中:XIIxoXI—X0為采樣間隔,Y1-Y0分別為XI和X0采樣時(shí)刻的AD采樣值。二次曲線插值法(取Ws>3Wmax):式1.2-2y=yo+（x1式1.2-2卻的,. y\tyo...X2IX0X1IXO其中: Kl=: ,K2= *.t バ丁 XI1X0 ' X2IXI(2)實(shí)驗(yàn)線路圖設(shè)計(jì)為了驗(yàn)證上面的原理,可以設(shè)計(jì)如ド的實(shí)驗(yàn)線路圖,圖中畫“〇”的線需用戶在實(shí)驗(yàn)中自行接好,其它線系統(tǒng)已連好。51CPUSTROUTIPl.7/OE/IOYOP2.7/1OY1/csEOC1RQ7INTWR#/1OW/WRIN7CLOCK1MHZPO.OAOOUT+5VA DOB ：PO.OOUTIDOC D7P0.7D7正弦波模數(shù)轉(zhuǎn)換控制計(jì)算機(jī)數(shù)模轉(zhuǎn)換圖1.2-4上圖中,用PL7來模擬1#定時(shí)器的輸出,通過“oun”排針引出,方波周期=定時(shí)器時(shí)常X2,“IRQ7”表示51的外部中斷!,用作采樣中斷。這里,正弦波單元的“OUT”端輸出周期性正弦波信號(hào),通過模數(shù)單元的“IN7”端輸入,系統(tǒng)用定時(shí)器作為基準(zhǔn)時(shí)鐘(初始化為!0ms),定時(shí)采集“IN7”端的信號(hào)，并通過控制機(jī)算計(jì)讀取轉(zhuǎn)換完后的數(shù)字量，再送到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元,由“OUTげ端輸出相應(yīng)的模擬信號(hào)。采樣周期T=Tk-10ms,Tk的范圍為01~FFHo(3)參考程序流程圖設(shè)計(jì)采樣中斷服務(wù)程序釆擇中斷服務(wù)程序(直線插值)(二次曲線播假)釆樣同期變屆蘭?采樣周期變盤減?VY采樣周期到否?采樣周期到否?D/A輸出D/A輸出前ー釆樣值NN前ー釆樣值計(jì)算插值點(diǎn)計(jì)算插值點(diǎn)采樣冏期并送D/A輸出并送D/A輸出采樣周期變量還原變盤還原中斷返冋中斷返回圖1.2-3參考程序:請(qǐng)參照隨機(jī)軟件中example51目錄中的ACC1-2-2文件夾中的ACCl-2-2.UV2(直線插值法)，ACC1-2-3文件夾中的ACCl-2-3.UV2(二次曲線插值法)。1.2.5實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果.采樣與保持(1)按照實(shí)驗(yàn)線路圖121接線,用示波器的表筆測(cè)量正弦波單元的“OUT”端,調(diào)節(jié)正弦波單元的調(diào)幅、調(diào)頻電位器及撥動(dòng)開關(guān),使得“OUT”端輸出幅值為3V,周期1S的正弦波。(2)參考流程圖L2-2編寫零階保持程序,匯編、鏈接,點(diǎn)擊“ @卜圖標(biāo),使得系統(tǒng)進(jìn)入uStart/StopDebugSession”模式。(3)點(diǎn)擊“卸”圖標(biāo),運(yùn)行程序,用示波器觀察數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出,見圖125。采樣點(diǎn)采樣間隔T專階保持圖125(4)增大采樣周期,當(dāng)采樣周期>0.5S時(shí),即Tk>32H時(shí),運(yùn)行程序并觀測(cè)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元

的輸出波形應(yīng)該失真,記錄此時(shí)的采樣周期,驗(yàn)證香農(nóng)定理。.信號(hào)的還原(1)按照線路圖1.2N接線，使正弦波單元輸出幅值為3V?周期1S的正弦波。(2)參考流程圖1.2-3分別編寫直線插值和二次曲線插值程序，并編譯、鏈接。(3)點(diǎn)擊“也”圖標(biāo),使得系統(tǒng)進(jìn)入“Start/StopDebugSession”模式。點(diǎn)擊“即'圖標(biāo)，運(yùn)行程序，用示波器觀察數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的輸出,和零階保持程序的運(yùn)行效果進(jìn)行比較。せ線插値二次曲線插値せ線插値二次曲線插値圖1.2-6由上述結(jié)果可以看出:在采樣頻率Ws=10Wmax時(shí),用三種方法還原信號(hào),直線插值要好于零階保持,二次曲線插值好于直線插值。采用合理的插值算法可以降低信號(hào)的失真度，在允許的范圍內(nèi)可以有效地降低對(duì)采樣頻率的要求。(3)中是在同一采樣頻率下，比較三種方法還原信號(hào)的效果，實(shí)驗(yàn)中也可比較ー種還原方法在不同采樣頻率下的效果。對(duì)于零階保持來說:當(dāng)采樣頻率》信號(hào)頻率的10倍時(shí),即な5LlS,T及604”信號(hào)的還原效果較好。對(duì)于直線插值來說:當(dāng)采樣頻率〉信號(hào)頻率的5倍時(shí),即ス8.1S;な614”信號(hào)的還原效果較好。對(duì)于二次曲線插值來說:當(dāng)采樣頻率》信號(hào)頻率的3倍時(shí),即な鼠15:秋521"信號(hào)的還原效果較好。L3數(shù)字濾波實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)和掌握ー階慣性濾波.學(xué)習(xí)和掌握四點(diǎn)加權(quán)濾波實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)一臺(tái),TD-ACC+實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)ー套,SST51系統(tǒng)板ー塊實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別編寫ー階慣性濾波程序和四點(diǎn)加權(quán)濾波程序,將混合干擾信號(hào)的正弦波送到數(shù)字濾波器,并用示波器觀察經(jīng)過濾波后的信號(hào)。實(shí)驗(yàn)原理一般現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，干擾源比較多,消除和抑制干擾的方法主要有模擬濾波和數(shù)字濾波兩種。由于數(shù)字濾波方法成本低、可靠性髙、無阻抗匹配、靈活方便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用，下面是ー個(gè)典型數(shù)字濾波的方框圖:橫效轉(zhuǎn)換 控制 數(shù)模轉(zhuǎn)換R(N7 OUT00.5VR圖1.3-1.濾波器算法設(shè)計(jì)ー階慣性濾波:相當(dāng)于傳函亠的數(shù)字濾波器,由一階差分法可得近似式n=（lIa）X*+（a）y?”XK:當(dāng)前采樣時(shí)刻的輸入YK:當(dāng)前采樣時(shí)刻的輸出Yk-1:前ー采樣時(shí)刻的輸出T:采樣周期,1—a=j四點(diǎn)加權(quán)濾波算法為:一=A,X*+4X-+A,X,”+んX心（式中＜A=1）i.|XkI當(dāng)前采樣時(shí)刻的輸入XK-1：前ー采樣時(shí)刻的輸入Yk:當(dāng)前采樣時(shí)刻的輸出.參考流程圖:主程序釆樣中斷程序（?階慣性）采樣中斷程序（四點(diǎn)加權(quán)）系統(tǒng)初始化取A/D采樣值取A/D采樣值變以初始化計(jì)算YK=(l-a)XK+Z計(jì)算YK=AドXK+Z等待中斷D/A輸出YK的值D/A輸岀YK