《计算机控制技术 第2版》(实验指导书) 实验一 模拟量输入输出通道实验(C)

实验一模拟量输入输出通道实验（C51）一、实验目的：1、了解A/D、D/A转换的基本原理。2、了解A/D转换芯片ADC0809、D/A转换芯片DAC0832的性能及编程方法。3、掌握过程通道中A/D转换与D/A转换与计算机的接口方法。4、了解计算机如何进行数据采集及输出控制。二、实验设备计算机1台；缔造者系统1套：CPU挂箱、8031CPU模块；万用表1块；示波器1台。三、实验内容一）、A/D转换实验利用实验台上的ADC0809做A/D转换器，实验箱上的电位器提供模拟电压信号输入，编制程序，实现每隔2秒进行一次将模拟量转换成数字量，用数码管显示模拟量转换的结果。1、实验电路：如图1图12、实验接线：1）0809的片选信号CS0809接CS0。2）电位器的输出信号AN0接0809的ADIN1。3、实验参考程序#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、实验步骤1）从系统“开始”菜单进入“所有程序”，在“所有程序”中选择“WindowsVirtualPC”,点击“WindowsXPMode”进入虚拟机系统。2）根据接线图接线，并运行EL型（8051）教学实验环境，建立上位计算机与缔造者系统的通信连接。（串口选择COM2；波特率选择9600；点击屏幕中对话框确定后立刻按下设备上的复位键RST，若设备上的数码管显示C则表示通信成功。）3）新建一个汇编文件（点击工具栏上的字母A,若程序用单片机C语言编写，则点击工具栏上的字母C），输入C51源程序，编译成功后，选择调试-运行。4）用万用表测量电位器电压，依次调节电位器旋钮，并使数码管从一个较小的数开始变化。记录表格1。表1A/D转换实验数据表序号电位器电压（V）理论计算的AD转换结果数字量（十进制）数码管显示值（十进制）理论计算与实际显示值相对误差12345678910二)、D/A转换实验利用DAC0832，编制程序产生波形信号。循环产生锯齿波、三角波各10周期；波形的VP-P峰峰值为4V。要求DAC0832工作方式为单缓冲方式。1、实验电路：如图2图22、实验接线DAC0832的片选CS0832接CS1，输出端OUT接示波器探头信号表笔，接地端GND接示波器地线夹子。DS2.3脚用跳线冒短接(单缓冲方式).DS1.2脚用跳线冒短接(双缓冲方式)。3、实验参考程序1）产生锯齿波程序：#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）产生三角波程序:#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、实验步骤1）从系统“开始”菜单进入“所有程序”，在“所有程序”中选择“WindowsVirtualPC”,点击“WindowsXPMode”进入虚拟机系统。2）根据接线图接线，并运行EL型（8051）教学实验环境，建立上位计算机与缔造者系统的通信连接。（串口选择COM2；波特率选择9600；点击屏幕中对话框确定后立刻按下设备上的复位键RST，若设备上的数码管显示C则表示通信成功。）3）输入产生锯齿波、三角波的C51源程序，编译连接成功后运行。4）记录示波器显示的波形曲线，读数，填入表2。表2波形产生实验数据表锯齿波周期（ms）\频率(Hz)峰峰值Vp-p(V)三角波周期（ms）\频率(Hz)峰峰值Vp-p(V)三)、A/D转换结果控制D/A输出信号频率实验内容及要求：1）利用实验台上的ADC0809做A/D转换器，实验箱上的电位器提供模拟电压信号输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，用数码管显示模拟量转换的结果（十进制）。2）利用DAC0832，编制程序产生频率受A/D转换结果控制的波形。波形为由锯齿波、三角波各20个周期构成的循环波形。3）当调节实验箱上的电位器，A/D显示的结果相应发生变化，D/A产生的锯齿波和三角波频率也随之改变。4）要求单片机判断处理AD转换结束信号采用查询方式。DAC0832工作方式为双缓冲方式。1、实验电路：如图1及图22、实验接线1）0809的片选信号CS0809接CS0。电位器的输出信号AN0接0809的ADIN0。3)EOC接P3.2/INT0。4）DAC0832的片选CS0832接CS1，输出端DAOUT接示波器探头信号表笔，接地端GND接示波器地线夹子。双缓冲工作方式(DS1.2脚用跳线冒短接)(为保证在显示A/D转换结果时D/A输出波形不变，DAC0832要处于双缓冲工作方式，以保证在写数据到8279的寄存器时，DAC0832数据锁存，不受数据总线上数据的变化而发生变化。)3、实验参考程序1）频率受控锯齿波程序：#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）频率受控三角波程序：#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、实验步骤1）从系统“开始”菜单进入“所有程序”，在“所有程序”中选择“WindowsVirtualPC”,点击“WindowsXPMode”进入虚拟机系统。2）根据接线图接线，并运行EL型（8051）教学实验环境，建立上位计算机与缔造者系统的通信连接。（串口选择COM2；波特率选择9600；点击屏幕中对话框确定后立刻按下设备上的复位键RST，若设备上的数码管显示C则表示通信成功。）3）输入频率受控波形生成的C51源程序，编译连接成功后运行。4）依次调节电位器旋钮，并使数码管显示为一个较小的值开始。记录数码管显示值，及相应示波器显示的波形曲线，计算锯齿波和三角波曲线的Vp-p电压及显示波形的周期和频率并填入表3。表3频率受控波形实验数据表序号数码管显示值锯齿波的Vp-p（V）锯齿波频率值（Hz）