智能仪器实验指导书

智能仪器实验指导书Revised on November 25, 2020

《智能仪器》实验报告

实验项目

实验时间

同组同学

班级

学号

姓名

2014年4月

实验一多路巡回数据数据采集系统

一、实验目的

1．学习模/数（A/D）转换的工作原理。

2．掌握芯片ADC0809与微控制器接口电路的设计方法。

3．掌握芯片ADC0809的程序设计方法。

二、实验设备

1．实验用到的模块有“SMP-201 8051模块”、“SMP-204 译码模块”、“SMP-101 8位A/D模块”、“SMP-401 静态显示模块”。

2．短的20P、40P数据线各一根。

3．长的一号导线3根，转接线一根。

三、实验原理

ADC0809芯片是一种8位采用逐次逼近式工作的转换器件。它带有8路模拟开关，可进行8路模/数转换，通过内部3-8译码电路进行选通。

启动ADC0809的工作过程：先送信道号地址到A、B、C三端，由ALE信号锁存信道号地址，选中的信道的模拟量送到A/D转换器，执行语句 MOVX ＠DPTR，A产生写信号，启动A/D转换。当A/D转换结束时，ADC0809的EOC端将上升为高电平，执行语句MOVX A，＠DPTR产生读信号，使OE有效，打开锁存器三态门，8位数据就读到CPU中，A/D转换结果送显示单元。编程时可以把EOC信号作为中断请求信号，对它进行测试，用中断请求或查询法读取转换结果。实验原理参考图1-1。

图1-1 多路巡回数据数据采集系统实验原理图

本实验中ADC0809的8位模拟开关译码地址为：

IN0= 8800H IN1= 8801H

IN2= 8802H IN3= 8803H

IN4= 8804H IN5= 8805H

IN6= 8806H IN7= 8807H

四、实验内容步骤

1．将“SMP-201 8051模块”和“SMP-204 译码模块”分别插放到“SMP-2 主控制器单元”挂箱的CPU模块接口和译码模块接口上，将“SMP-101 8位并行AD模块”插放到“SMP-1 信号转换单元”挂箱的A/D转换模块接口上，将“SMP-401 静态显示模块”插放到“SMP-4键盘与显示单元”的显示模块接口上。

2．用20p的数据线将“SMP-2 控制器单元”挂箱的J7和“SMP-1 信号转换单元”挂箱的J1相连，用40P的数据线将“SMP-2 控制器单元”挂箱的J8和“SMP-1 信号转换单元”挂箱的J2相连，再用一号导线将“SMP-201 8051模块”上的、分别和“SMP-401 静态显示模块”的DATA、CLK相连，“SMP-201 8051模块”上的和“SMP-101 8位并行A/D模块”的/0809INT相连。

3．用短路帽端接“SMP-204 译码模块”的J1的2、3端，J2的2、3端，J3的1、2端，用短路帽短接“SMP-101 8位并行AD转换模块”中的J1的2、3端。

4．将实验屏上的0-30V直流稳压电源（调节旁边的“调节电位器”，使其幅度为零）接入到“SMP-101 8位AD转换模块”的CH0；

5．安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“SMP-201 8051模块”的单片机插座中；

6．检查上述模块及接线无误后，打开电源开关，打开仿真器电源；

7．启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择计算机通信端口，测试串行口。

8．打开文件夹“实验程序”下的“8051程序”中的“0809显示.c”源程序，运行程序，通过调节电位器改变直流稳压电源的输出幅度0～5V（最大值为+5V），则显示的数值为模拟信号经CH0通道AD转换后所得数值（范围为00H～0FFH）

9.将实验屏上的0-30V直流稳压电源（调节旁边的“调节电位器”，使其幅度为零）并联接入到“SMP-101 8位AD转换模块”的CH0—CH7，修改程序，进行标度变换使其显示值和实验屏上的0-30V直流稳压电源一致，编译无误后，使其分时按下述格式显示各路数据。格式为:A—，其中A为第几路通道，为所测电压值。

五、实验参考程序（见“实验程序”下的“8051程序”中的“0809显示.c”源程序

六、实验报告

1．画出程序流程图。

2．用c语言编制实验程序。

3.调试结果分析

实验二温度测量

一、实验目的

了解常用的集成温度传感器（AD590）基本原理、性能；掌握测温方法以及数据采集和线性标度变换程序的编程方法。

二、实验仪器

智能调节仪、PT100、AD590、温度源、温度传感器模块，传感器实验箱（一）；“SMP-201 8051模块”、“SMP-204 译码模块”、“SMP-101 8位A/D模块”、“SMP-401 静态显示模块”。

三、实验原理

集成温度传感器AD590是把温敏器件、偏置电路、放大电路及线性化电路集成在同一芯片上的温度传感器。其特点是使用方便、外围电路简单、性能稳定可靠；不足的是测温范围较小、使用环境有一定的限制。AD590能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，在一定温度下，相当于一个恒流源，一般用于－50℃－＋150℃之间温度测量。温敏晶体管的集电极电流恒定时，晶体管的基极-发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。本实验仪采用电流输出型集成温度传感器AD590，在一定温度下，相当于一个恒流源。因此不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰，具有很好的线性特性。AD590的灵敏度（标定系数）为1 A/K，只需要一种＋4V～＋30V电源（本实验仪用+5V），即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为传感器调理电路单元中R2=100Ω）即可实现电流到电压的转换，使用十分方便。电流输出型比电压输出型的测量精度更高。

在实验一的基础上进行电压测量、标定、线性变换，最后显示出对应温度。

图2-1 温度传感器模块原理图

四、实验内容与步骤

1．参考“附录实验 PT100温度控制实验”，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入集成温度传感器AD590。

2．将±15V直流稳压电源接至实验箱(一)上，温度传感器实验模块的输出Uo2接实验台上直流电压表。

3．按图2-1接线，并将AD590引线的红色端接“温度传感器模块”的a1，蓝色端接“温度传感器模块”的b1，并从实验台上接+5V电源到a1端。调节RW2大约在中间位置，用实验台上“直流电压表”的20V档测量“温度传感器模块”的“Uo2”端，再调节电位器Rw1使直流电压表显示为零。

5．按照图将信号引到差动放大器的输入Ui，记下模块输出Uo2的电压值。

6．升高温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。直到温度升至1200C。并将实验结果填入表2-1。