《計算機控制技術 第2版》(實驗指導書) 實驗一 模擬量輸入輸出通道實驗(C)

實驗一模擬量輸入輸出通道實驗（C51）一、實驗目的：1、了解A/D、D/A轉換的基本原理。2、了解A/D轉換芯片ADC0809、D/A轉換芯片DAC0832的性能及編程方法。3、掌握過程通道中A/D轉換與D/A轉換與計算機的接口方法。4、了解計算機如何進行數據采集及輸出控制。二、實驗設備計算機1臺；締造者系統1套：CPU掛箱、8031CPU模塊；萬用表1塊；示波器1臺。三、實驗內容一）、A/D轉換實驗利用實驗臺上的ADC0809做A/D轉換器，實驗箱上的電位器提供模擬電壓信號輸入，編制程序，實現每隔2秒進行一次將模擬量轉換成數字量，用數碼管顯示模擬量轉換的結果。1、實驗電路：如圖1圖12、實驗接線：1）0809的片選信號CS0809接CS0。2）電位器的輸出信號AN0接0809的ADIN1。3、實驗參考程序#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineINT8Uunsignedchar#defineINT16Uunsignedint#defineValDBYTE[0x35]#defineRAM8279XBYTE[0X0CFE9]#defineDATA8279XBYTE[0X0CFE8]#defineADC0809XBYTE[0X0CFA0]INT8UcodeSEG_CODE[]={0x3f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};voiddelay1_ms(INT8Ux){INT8Ut;while(x--)for(t=0;t<120;t++);}voidmain(){ INT8UADvalue,AD1,AD2,AD3; while(1){ADC0809=1;//startADdelay1_ms(10);//delayADvalue=ADC0809;Val=ADvalue;AD1=ADvalue/100; //baiweiAD2=ADvalue%100/10;//shiweiAD3=ADvalue%10;//geweiRAM8279=0x90;DATA8279=SEG_CODE[AD1];delay1_ms(10);DATA8279=SEG_CODE[AD2];delay1_ms(10);DATA8279=SEG_CODE[AD3];delay1_ms(10);}}4、實驗步驟1）從系統“開始”菜單進入“所有程序”，在“所有程序”中選擇“WindowsVirtualPC”,點擊“WindowsXPMode”進入虛擬機系統。2）根據接線圖接線，并運行EL型（8051）教學實驗環境，建立上位計算機與締造者系統的通信連接。（串口選擇COM2；波特率選擇9600；點擊屏幕中對話框確定后立刻按下設備上的復位鍵RST，若設備上的數碼管顯示C則表示通信成功。）3）新建一個匯編文件（點擊工具欄上的字母A,若程序用單片機C語言編寫，則點擊工具欄上的字母C），輸入C51源程序，編譯成功后，選擇調試-運行。4）用萬用表測量電位器電壓，依次調節電位器旋鈕，并使數碼管從一個較小的數開始變化。記錄表格1。表1A/D轉換實驗數據表序號電位器電壓（V）理論計算的AD轉換結果數字量（十進制）數碼管顯示值（十進制）理論計算與實際顯示值相對誤差12345678910二)、D/A轉換實驗利用DAC0832，編制程序產生波形信號。循環產生鋸齒波、三角波各10周期；波形的VP-P峰峰值為4V。要求DAC0832工作方式為單緩沖方式。1、實驗電路：如圖2圖22、實驗接線DAC0832的片選CS0832接CS1，輸出端OUT接示波器探頭信號表筆，接地端GND接示波器地線夾子。DS2.3腳用跳線冒短接(單緩沖方式).DS1.2腳用跳線冒短接(雙緩沖方式)。3、實驗參考程序1）產生鋸齒波程序：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineINT8Uunsignedchar#defineINT16Uunsignedint#defineDAC0832XBYTE[0X0CFA8]voiddelay_ms(INT8Ux){INT8Ut;while(x--)for(t=0;t<1;t++);}voidmain(){INT8Ui;while(1){for(i=0;i<255;i++)//{DAC0832=i;delay_ms(1);}}}2）產生三角波程序:#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineINT8Uunsignedchar#defineINT16Uunsignedint#defineDAC0832XBYTE[0X0CFA8]voiddelay_ms(INT8Ux){INT8Ut;while(x--)for(t=0;t<1;t++);}voidmain(){INT8Ui;while(1){for(i=0;i<255;i++)//zhengbanzhou{DAC0832=i;delay_ms(1);}for(i=255;i>0;i--)//fubanzhou{DAC0832=i;delay_ms(1);}}}4、實驗步驟1）從系統“開始”菜單進入“所有程序”，在“所有程序”中選擇“WindowsVirtualPC”,點擊“WindowsXPMode”進入虛擬機系統。2）根據接線圖接線，并運行EL型（8051）教學實驗環境，建立上位計算機與締造者系統的通信連接。（串口選擇COM2；波特率選擇9600；點擊屏幕中對話框確定后立刻按下設備上的復位鍵RST，若設備上的數碼管顯示C則表示通信成功。）3）輸入產生鋸齒波、三角波的C51源程序，編譯連接成功后運行。4）記錄示波器顯示的波形曲線，讀數，填入表2。表2波形產生實驗數據表鋸齒波周期（ms）\頻率(Hz)峰峰值Vp-p(V)三角波周期（ms）\頻率(Hz)峰峰值Vp-p(V)三)、A/D轉換結果控制D/A輸出信號頻率實驗內容及要求：1）利用實驗臺上的ADC0809做A/D轉換器，實驗箱上的電位器提供模擬電壓信號輸入，編制程序，將模擬量轉換成數字量，用數碼管顯示模擬量轉換的結果（十進制）。2）利用DAC0832，編制程序產生頻率受A/D轉換結果控制的波形。波形為由鋸齒波、三角波各20個周期構成的循環波形。3）當調節實驗箱上的電位器，A/D顯示的結果相應發生變化，D/A產生的鋸齒波和三角波頻率也隨之改變。4）要求單片機判斷處理AD轉換結束信號采用查詢方式。DAC0832工作方式為雙緩沖方式。1、實驗電路：如圖1及圖22、實驗接線1）0809的片選信號CS0809接CS0。電位器的輸出信號AN0接0809的ADIN0。3)EOC接P3.2/INT0。4）DAC0832的片選CS0832接CS1，輸出端DAOUT接示波器探頭信號表筆，接地端GND接示波器地線夾子。雙緩沖工作方式(DS1.2腳用跳線冒短接)(為保證在顯示A/D轉換結果時D/A輸出波形不變，DAC0832要處于雙緩沖工作方式，以保證在寫數據到8279的寄存器時，DAC0832數據鎖存，不受數據總線上數據的變化而發生變化。)3、實驗參考程序1）頻率受控鋸齒波程序：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineINT8Uunsignedchar#defineINT16Uunsignedint#defineValDBYTE[0x35]#defineRAM8279XBYTE[0X0CFE9]#defineDATA8279XBYTE[0X0CFE8]#defineADC0809XBYTE[0X0CFA0]#defineDAC08321XBYTE[0X0CFA8]#defineDAC08322XBYTE[0X0CFA9]INT8USEG_CODE[]={0x3f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};sbitEOC=P3^2;voiddelay_ms(INT8Ux){INT8Ut; while(x--) for(t=0;t<1;t++); } INT8UADvalue=0,AD1=0,AD2=0,AD3=0,i;main(){ RAM8279=0x90; DATA8279=SEG_CODE[AD1]; delay_ms(1); DATA8279=SEG_CODE[AD2]; delay_ms(1); DATA8279=SEG_CODE[AD3]; delay_ms(1); while(1){ ADC0809=1;//startAD while(!EOC);//waitADCfinish Val=ADC0809;//readADresultAD1=Val/100; //highAD2=Val%100/10;//middleAD3=Val%10;//lowDAC08321=Val;//D/AstartDAC08322=Val;//D/AstartRAM8279=0x90;//displayDATA8279=SEG_CODE[AD1];delay_ms(1);DATA8279=SEG_CODE[AD2];delay_ms(1);DATA8279=SEG_CODE[AD3];delay_ms(1);for(i=Val;i<255;i++)//generatewave { DAC08321=i; DAC08322=i; delay_ms(1); } }}2）頻率受控三角波程序：#include<reg51.h>#include<absacc.h>#defineINT8Uunsignedchar#defineINT16Uunsignedint#defineValDBYTE[0x35]#defineRAM8279XBYTE[0X0CFE9]//controlregister#defineDATA8279XBYTE[0X0CFE8]//dataregister#defineADC0809XBYTE[0X0CFA0]//ADCaddress#defineDAC08321XBYTE[0X0CFA8]//firstregisteraddress#defineDAC08322XBYTE[0X0CFA9]//secondregisteraddressINT8USEG_CODE[]={0x3f,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//commoncathodesbitEOC=P3^2;voiddelay_ms(INT8Ux){INT8Ut;while(x--)for(t=0;t<1;t++);}INT8UADvalue=0,AD1=0,AD2=0,AD3=0,i;main(){ RAM8279=0x90; DATA8279=SEG_CODE[AD1]; delay_ms(1); DATA8279=SEG_CODE[AD2]; delay_ms(1); DATA8279=SEG_CODE[AD3]; delay_ms(1); while(1){ ADC0809=1;//startAD while(!EOC);//waitADCfinish Val=ADC0809;//readADresultAD1=Val/100; //highAD2=Val%100/10;//middleAD3=Val%10;//lowDAC08321=Val;//D/AstartDAC08322=Val;//D/AstartRAM8279=0x90;//displayDATA8279=SEG_CODE[AD1];delay_ms(1);DATA8279=SEG_CODE[AD2];delay_ms(1);DATA8279=SEG_CODE[AD3];delay_ms(1);for(i=Val;i<255;i++)//generatewave { DAC08321=i; DAC08322=i; delay_ms(1); } for(i=255;i>Val;i--) { DAC08321=i; DAC08322=i; delay_ms(1); } }}4、實驗步驟1）從系統“開始”菜單進入“所有程序”，在“所有程序”中選擇“WindowsVirtualPC”,點擊“WindowsXPMode”進入虛擬機系統。2）根據接線圖接線，并運行EL型（8051）教學實驗環境，建立上位計算機與締造者系統的通信連接。（串口選擇COM2；波特率選擇9600；點擊屏幕中對話框確定后立刻按下設備上的復位鍵RST，若設備上的數碼管顯示C則表示通信成功。）3）輸入頻率受控波形生成的C51源程序，編譯連接成功后運行。4）依次調節電位器旋鈕，并使數碼管顯示為一個較小的值開始。記錄數碼管顯示值，及相應示波器顯示的波形曲線，計算鋸齒波和三角波曲線的Vp-p電壓及顯示波形的周期和頻率并填入表3。表3頻率受控波形實驗數據表序號數碼管顯示值鋸齒波的Vp-p（V）鋸齒波頻率值（Hz）