计算机控制技术实验指导书ZY
计算机控制技术实验指导书
《计算机控制技术》实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院目录实验一 数字滤波程序设计（设计性）实验二 PID控制器的设计及性能分析实验三 大延迟系统的SIMULINK建模与仿真实验一数字滤波程序设计（设计性）一、实验目的1 掌握数字滤波的设计方法2 培养学生初步的MATLAB编程能力二、实验设备三、实验原理 通过数字滤波来增强其有效信号，消除或减小各种干扰和噪声，从而提高控制精度和系统的可靠性与稳定性。
四、实验内容与要求1 限幅滤波方法：自己构造一个变化缓慢的数字序列作为输入，画图1-1，加入随机干扰，再画图1-2，设计一段限幅滤波程序，并把滤波后的信号画在图1-3，与图1-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（要求三个子图画在一张图片上。
提示：figure，subplot（3，1，1））2 中位值滤波方法：自己构造一个变化缓慢的数字序列作为输入，画图2-1，加入随机干扰，再画图2-2，设计一段中位置滤波程序，并把滤波后的信号画在图2-3，与图2-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（提示：median）3 算术平均滤波方法：自己构造一个变化较快的数字序列作为输入，画图3-1，加入随机干扰，再画图3-2，设计一段算术平均滤波程序，并把滤波后的信号画在图3-3，与图3-1进行比较，如果效果不满意，调整程序中的参数，反复调整，直至效果令人满意为止。
（提示：mean）4 实验完毕后，认真完成实验报告，写出设计的程序并画出相应的图。
实验二 PID控制器的设计及性能分析一、实验目的1 掌握PID控制器的设计方法2 培养学生初步的MATLAB编程能力二、实验设备三、实验原理 PID控制是工业控制中最常用的一种控制规律，通过调整比例系数、积分系数、微分系数，可以得到不同的控制效果。
四、实验内容与要求例：已知某单位负反馈系统开环传递函数如下：如果采用比例（P）控制器进行调节，试绘制比例系数分别为1、4、10、50时的单位阶跃响应曲线，并分析比例控制器对控制系统性能的影响。
计算机控制技术基础实验指导书
第一部分计算机控制实验系统使用说明计算机控制实验系统构成及说明第一节计算机控制实验系统构成计算机控制实验系统由以下六个模块组成(1)计算机控制实验模块(2)信号源模块(3)控制对象模块(4)数据采集卡模块(5)实验模板程序模块(6)PC机控制模块各模块相互交联关系框图见图1-1所示：图1-1各模块相互交联关系图计算机控制实验装置的布置简图见图1-2所示。
图1-2计算机控制装置简图第二节计算机控制实验系统说明计算机控制实验系统是由上位PC微机（含PCI-1711数据采集卡及驱动软件），ACCC-Ⅲ实验装置，连接电缆线等组成。
1. ACCC-Ⅲ实验装置简介ACCC-Ⅲ实验装置是一个通用的计算机控制实验装置。
它主要包括电源部分U1单元，信号源部分U2单元，与PC机进行通讯的数据处理单元U3,自由插件端子单元U4,模拟电路单元U6~U14以及电机转速、温度、水槽液位控制单元组成，详见附图。
(1) U1电源单元：包括电源开关，保险丝，提供±5V,±15V,0V,1.2~15V可调电压的输出。
(2) U2信号源单元：包括周期性正弦信号,周期性斜坡、方波、抛物线信号，频率幅值可调。
其中斜坡、方波、抛物线信号幅值范围为：0V-10V,频率范围为：0.13Hz-8.3Hz；正弦信号的幅值范围为：0V-5V,频率范围为：低频0.5Hz~81Hz,高频63Hz~10kHz。
(3) U3数据处理单元:PCI-1711数据采集卡在实验装置上的接口端子，通过RS232串行口与上位PC机进行通讯。
(4) U4提供实验所需的电容、电阻、电位器，提供插接电路，可以根据实验需要自行选择连接的元器件。
(5) U5提供16个开关量作为PCI-1711数据采集卡数字量输入的测试信号，16个LED指示灯作为数据采集卡数字量输出控制单元。
(6) U6~U14为运算放大器、电阻及电容等器件组成的模拟电路单元，由场效应管组成的电路用于锁零。
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计算机控制技术实验指导书微机原理实验室2012—3--21一、课程简介：本课程主要介绍计算机控制系统的组成原理、基本类型、设计方法和应用举例。
主要内容有：绪论（包括计算机监控系统的基本构成、类型和发展趋势）、数据通信基础、通道与I/O 接口、控制算法的计算机实现、常用软件技术、基于个人计算机的监控系统、基于PLC的计算机监控系统、现场总线技术、集散控制系统、计算机监控系统设计方法、计算机监控系统应用举例。
本实验的具体任务：1．通过实验，加深学生对微型计算机控制系统的认识和理解。
2．掌握基本控制方法的物理意义和实现方法。
3．能够设计基本的微机控制系统，掌握微机控制系统的软硬件设计方法。
二、课程实验目的与要求：本课程的教学目的在于通过教学使同学们掌握计算机监控系统的基本原理，掌握常用的硬件和软件设计方法，了解计算机监控技术的应用现状、最新发展以及发展趋势，掌握计算机监控系统的基本开发技术等。
具体体现在以下几方面：1．在实验过程中，教育学生养成良好的实验习惯，独立完成实验的全过程，爱护仪器和设备；遵守纪律，树立良好的学风，使学生了解实验的重要性以及实验课程的地位和作用；2．注意培养学生的科学实验能力，逐步提高排除故障、发现问题和解决问题的能力，培养学生进行微机软硬件的设计、调试的能力；3．拓宽和加深学生对已学过的理论知识的理解，培养学生实际应用能力，从而掌握比较全面的专业知识。
4．通过学生动手编程和电路连接，熟悉微型计算机控制系统的组成，让学生掌握微型计算机技术的实际应用方法和技能，掌握常用控制方法的程序设计。
5．实验完成后必须按时提交实验报告。
三、考试（考核）方式：根据实验报告、实验中的动手能力和解决实际问题的能力综合考核。
实验报告成绩占课程总成绩的40％。
实验中的动手能力和解决实际问题的能力考核占总成绩的60％。
四、场地与主要设备及消耗性器材1．场地：微机原理实验室面积:120平方米2．所用设备：微型计算机、EL-MUT-III微机原理实验箱、示波器等。
计算机控制技术01-“计算机控制技术”实验教程(含全部指导书)_版权_北京交通大学
numg=[0.1 0.03 −0.07]; deng=[1 −2.7 2.42 −0.72]; g=tf(numg,deng,−1) get(g); [nn, dd]=tfdata(g,'v') [zz,pp,kk]=zpkdata(g,'v') %Unite circle region with distrbuting zeros points and poles points hold on pzmap(g), hold off axis equal
序列进行传递，而对象模型部分则以连续的信号方式进行传递，它们之间需要通过采样(A/D) 和保持(D/A)环节进行信号转换，并且在这个信号的转换过程中，要符合采样(Shannon)定理。 离散时间系统模型描述方法有差分方程、Z 传递函数和零极点增益等多种形式，最典型的连 续时间系统模型有微分方程、拉普拉斯传递函数等，它们之间能够相互转换。每一种模型都
F(z) 逆 变 换 得 到 的 离 散 点 序 列 为
f (k) = k ⋅ bk−1 。
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计算机控制技术实验指导书三、实验报告要求1）体会1、2的用法；2）对3、4写出程序及上机的结果实验三 控制系统仿真基础一、实验目的及要求：1. 掌握用简单函数命令实现连续函数的离散化的方法；2. 掌握求简单闭环脉冲传递函数的方法及系统分析方法。
二、实验设备： 1、微型机一台。
2、MA TLAB 软件 三、实验内容：1、设连续系统传递函数为 f(t)=1*1(t), f(t)=t, f(t)=)cos(t eatω- ，用简单命令函数求其Z 变换2、已知闭环离散系统如图3.1所示，其前向信道的零阶保持器与连续部分传递函数分别为se G TSh --=1,)1(1+=s s G p ，当采样周期为1s ，（1）试求闭环系统的脉冲传递函数，（2）计算系统的特征根（3）若输入信号为单位阶跃信号r （t ）=1（t ），计算系统的稳态误差。
（4）系统的频域指标和单位阶跃时域响应曲线图3.1 闭环离散系统四、实验报告的要求 写出相应的程序及上机结果实验四PID控制实验一、实验目的：１、熟悉PID控制方法的控制规律。
２、掌握不同P、I、D参数对控制系统的影响。
３、掌握采样时间变化对系统的影响。
4、熟悉SIMULINK 工作环境及特点；5、熟悉控制线性系统仿真常用基本模块的用法；6、掌握SIMULINK 的建模与仿真方法。
二、实验设备：1、微型机一台。
2、MA TLAB软件三、实验原理及实验内容（a）单输入阶跃信号典型PI环节控制（b）系统传递函数PID控制图4.1 PID控制原理用M文件编程或SIMULINK建立被控对象的传递函数如图4.1所示，系统输入为单位阶跃信号，a图为简单阶跃信号PI环节控制，分别取Kp1=5,Ki1=0.5；Kp2=4.2,Ki2=2.3；Kp3=6.7,Ki3=3.2，总结不同的参数设置对系统的影响。
b 图PID 控制器传递函数为)11(S T ST Kp Gs D I ++=系统传递函数Go=)4)(3)(2)(1(10++++s s s s 采用PID 控制器进行闭环调节。
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计算机控制技术实验指导书实验一动、静态LED扫描一、实验目的观察LED数码管动态和静态显示，掌握动态显示和静态显示电路设计方法。
二、实验器材Proteus仿真软件、pC机三、实验原理略（自行补充）四、实验步骤实验连线图1．上排的三个数码管用静态扫描方式，可以显示下排动态扫描数码管的时间间隔；说明硬件连接方式。
2.下排的6个数码管用动态扫描方式，显示运行总时间；说明硬件连接方式。
3.一个独立的按键K1接到P3.2管脚，即外部中断0管脚，每按一次，可增加动态扫描时间间隔；说明其原理。
4.动态扫描时间间隔，分成1ms，10ms，30ms，50ms，80ms，100ms，500ms5.不同的动态扫描时间间隔，可看到下排6个LED不同的显示情况，记录观察到的现象，幷说明原因。
6.写出该程序代码（语言不限），要求带有注释。
五、实验结论实验二AD采样实验一、实验目的1．学习A/D转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809芯片的使用实验设备二、实验器材PC机一台，TD-ACC+实验系统一套，SST51系统板一块，USB线一条，串口线一条二、实验原理1．A/D转换实验ADC0809芯片主要包括多路模拟开关和A/D转换器两部分，其主要特点为：单电源供电、工作时钟CLOCK最高可达到1200KHz、8位分辨率，8个单端模拟输入端，TTL电平兼容等，可以很方便地和微处理器接口。
TD-ACC＋教学系统中的ADC0809芯片，其输出八位数据线以及CLOCK线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK (1MHz)上。
其它控制线根据实验要求可另外连接(A、B、C、STR、/OE、EOC、IN0～IN7)。
根据实验内容的第一项要求，可以设计出如图1.1-1所示的实验线路图。
上图中，AD0809的启动信号“STR”是由控制计算机定时输出方波来实现的。
这里用P1.7来模拟1＃定时器的输出，通过“OUT1”排针引出，方波周期＝定时器时常×2。
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中国矿业大学银川学院《计算机控制技术》实验指导书机电动力与信息工程系季新芳编二0一三年十月第1章课程简介、实验项目及实验要求一、课程简介《计算机控制技术》是一门实践性很强的课程。
加强这门课程的实验教学可以起到重要的作用，有利于提高人才的培养质量，巩固和宽展实际的动手能力，实现知识向能力的转化。
实验的任务是使学生掌握计算机控制系统组成原理、设计方法和技术，培养学生设计和调试的能力，为今后从事工程应用和科学研究打好基础。
二、教学基本要求以提高学生实际工程设计能力为目的，通过实验和训练，使学生熟悉一种工程上常用的实验参数整定法。
三、实验项目与类型四、实验报告要求（1）学生在进行实验前应复习《计算机控制技术》等教材中的与实验相关的理论知识，认真阅读实验指导书及与其有关的参考资料，明确实验要求，做好实验准备。
（2）实验报告应按实验指导书的要求根据原始记录做出，于规定时间内交到指导教师处。
（3）要独立写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正、图表清楚的实验报告。
数据真实、准确，结论明确。
报告要有经指导教师签字后的原始记录。
（4）实验报告应包括以下几个部分：①实验名称、班级、姓名、学号、实验日期②实验目的③实验内容及原理线路图④数据处理⑤实验总结：对实验结果和实验中的现象进行简明的分析并做出结论或评价；对本人在实验全过程中的经验、教训、体会、收获等进行必要的小结。
⑥提出对改进实验内容、安排、方法设备等的建议或具体设想。
（5）对数据处理的具体要求①将原始记录中要用到的数据整理后列表，并写明其实验条件；需要计算的加以计算后列入表中，同时说明所用的计算并以其中一点数据代入来说明计算过程。
②计算参数或性能等时，要先列出公式，然后代入数字，直接写出计算结果。
③对绘制曲线的要求：·绘制曲线可选用坐标纸。
使用时曲线的位置大小应适中，不要太小且偏于一方。
需要比较的各条曲线应画在同一坐标纸上。
·各坐标轴应标明代表物理量的名称和单位所用比例尺应方便作图和读数。
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计算机控制技术实验指导书实验一数/模转换实验一．实验目的及要求1、掌握数/模转换器DAC0832芯片的性能、使用方法及对应的硬件电路。
2、编写程序控制D/A输出的波形，使其输出周期性的三角波。
二．实验设备PC机一台、ADEK-labACT教学实验系统一台三．实验说明图1-1 数摸转换电路图数/模转换器（B2）单元电路图见图1-1所示。
程序流程如图1-2所示。
四．实验内容及步骤在实验中欲观测实验结果时，只要运行LABACT程序，选择微机控制菜单下的数/模转换实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始后将自动加载相应源文件，可选用虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。
测孔连线：数/模转换器（B2）单元OUT1→虚拟示波器（B3）输入端CH1（选X1档）五．思考题1. 写出产生三角波形的汇编程序。
2. 试改变各信号频率，通过增减延时观察波形的变化。
六．预习要求1. 熟悉数/模转换原理。
2. 学习数/模转换的方法。
3. 熟悉汇编语言。
图1-2 程序流程图计算机控制技术实验指导书实验二模/数转换实验一．实验目的及要求1、了解模/数转换器A/D芯片ADC0809转换性能及编程。
2、编制程序通过0809采样输入电压并转换成数字量值。
二．实验设备PC机一台、ADEK-labACT教学实验系统一台。
三、实验说明A/D转换器大致有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近法A/D转换器，精度，速度，价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。
实验用的ADC0809属第二类,是八位A/D转换器。
典型采样时间需100us。
编程中应该保证A/D转换的完成，这可以在程序中插入适当延时代码或监视EOC信号的电平来实现。
后一种方式尤其适合采用中断处理。
图2-1 模/数转换器电路图模/数转换器（B8）单元电路图见图2-1所示。
ADC0809的片选在实验机内部已固定为0A0H。
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《计算机控制技术》实验指导书目录ZZY—JK01 计算机控制实验板各功能模块应用――――――――――――――1 Visual Studio 2005开发环境认识―――――――――――――――――――2 VB .NET语言程序设计――――――――――――――――――――――――7 计算机并口控制花样灯实验―――――――――――――――――――――12 计算机并口控制数码管显示实验―――――――――――――――――――22 计算机串口控制数字输出――――――――――――――――――――――31 计算机串口检测开关量变化实验―――――――――――――――――――34 计算机并口检测开关量变化实验―――――――――――――――――――42 PC机与单片机的串口通信实验――――――――――――――――――－―46ZZY-JK01 计算机控制技术实验板各功能模块应用ZZY-JK01计算机控制技术实验板的设计特别适用于练习个人计算机上的串行端口及并行端口的相关IO功能，并提供串并行通信的各类数据传输及控制实验，是一个相当好用的学习实验板，可以通过串行通信端口（RS-232）或是并行通信端口（LPT）实验相关IO操作，也可以从其中学习检测控制的基本原理等等。
另外，ZZY-JK01 计算机控制技术实验板还可以作为单片机实验开发板使用。
其特点：含有串行端口和并行端口含有ISP接口，支持AT公司的下载线（AT的下载线支持89S51和89S52）含有232接口，支持串口通讯实验、仿真芯片自举、SST仿真模块在线硬件仿真，通过此接口可直接支持各种类型的嵌入式仿真器7805、USB双电源口可选：双电源口的选择自动切换，无需跳线手动选择，只要二者有一个接通，会自动选择得电接口含有USB过流保护电路金属膜电阻、4位一体数码管、圆孔晶振插座......全部选用优质零件，如果你了解PIC芯片的管脚排列，那么只要做一个适配器PCB，它就可以支持对PIC 芯片的试验了4*4键盘开关电路扩张非常方便，P0，P1，P2，P3，可以全部自行扩张。
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《计算机控制技术》实验指导书《计算机控制技术》实验指导书Technology Of Computer Control Experiment Handbook : 总实验时数：8实验简介: 《计算机控制技术》这门课程是我国高等学校计算机应用专业和电子与电气工程专业的主干课程。
它集中了软件与硬件的理论知识，并使之与实际的应用联系在一起。
对于计算机专业大学高年级的学生，有关计算机的专业理论知识已了解许多，但对于计算机在自动化方面的应用，以及一些基本的自动化控制理论了解甚微。
为了扩大同学的就业范围，使我校的学生在今后的工作岗位上尽快适应工作要求，在学习完《计算机控制技术》的理论知识后，让同学们亲自动手做实验，了解PLC硬件和软件的功能，了解PLC如何实现现场控制要求，了解WINCC软件的使用，非常有助于学生对网络知识、计算机知识、以及有关控制方面知识综合掌握。
实验一PLC可编程控制器开关量输入/输出使用（西门子s7-200）实验时数：4学时实验类型：综合型实验对象以及应具备的基础：计算机应用专业高年级，电子电气专业实验组数以及每组人数：30组，每组2人实验平台：Windows操作系统下利用西门子Step7编程软件一. 实验目的:(1) 了解工业控制机与微机的相同点和不同点。
(2) 掌握利用工业控制语言（梯形图）编写控制循环。
（3）理解PLC输入点和输出点的关系，模拟量输入与开关量输入的区别，学会在实验室模拟现场调试。
二．实验步骤（1）安装软件：此软件适合在WIN95/98，WINNT，WIN2000 SP2操作系统上安装。
首先，在光盘中的MICROWIN3.2中，双击SETUP图标，即可安装好版本V3.2：然后，在光盘中的MicroWin V3.2_SP1(中文补丁)中，双击STEP7-MicroWIN_V320_SP1图标，可以安装V3.2 SP1.安装过程中，可以选择使用语言，最好把英语和中文都选上。
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计算机控制技术实验指导书实验一工艺流程图绘制一、实验目的熟练掌握工控组态软件的绘图工具，完成简单工艺流程图绘制二、实验内容1．以学号和姓名建立一个项目2．熟悉工控组态软件的绘图工具3．完成反应工段工艺流程绘制三、实验步骤(1) 掌握新工程建立过程(2) 熟悉工程管理器的使用(3) 绘制工艺流程图(4) 完成实验报告四、实验报告实验报告包括实验目的、实验内容、设计说明、实验体会等。
实验二组态王的图形及动画功能设计一、实验目的本次实验通过几个图形显示与动画功能典型实例，来掌握组态软件的图形功能。
二、实验内容1．填充与自制棒图2．缩放3．旋转4．移动5．闪烁、隐含和复现6．屏幕切换三、实验步骤（1）填充与自制棒图选取线属性（表达式取常数0，运行时线的粗细和颜色不随时间而变）、填充属性（动画连接表达式取填充0，事先定义的变量，内存实数，要分段设置画刷和颜色，不妨设：0—红，20—黄，40—绿，60—青，80—兰，100—紫色。
运行时调节游标，可得变色棒图）和填充（表达式取：填充0），用图库中的游标（表达式取：填充0）控制。
（2）缩放选取线属性（表达式取0）、填充属性（表达式取0）和缩放（表达式取：缩放0），用游标控制。
（3）旋转0 选取旋转（表达式取：旋转0），用游标控制。
（4）旋转1 选取旋转（表达式取：旋转1），用启动和停止按钮（它们用椭圆和文本制成组合图素）控制。
启动和停止按钮弹起时的命令语言分别为： \\本站点\旋转启停0=1;和\\本站点\旋转启停0=0;画面命令语言显示时的代码为： \本站点\旋转1=10;/*刚进入运行时，图形初始转角为36度*/ 存在时的代码为： if(\\本站点\旋转启停0==1)\\本站点\旋转1=\\本站点\旋转1+1;else \\本站点\旋转1=\\本站点\旋转1;if(\\本站点\旋转1==101)\\本站点\旋转1=0;（5）水平移动和垂直移动可以将水平移动连接和垂直移动连接结合使用，选取水平移动（表达式取：水平移动0）和垂直移动（表达式取：垂直移动0），分别用两个游标控制。
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计算机控制技术实验指导书自动化学院2011年目录实验一 A/D转换实验 (3)实验二 D/A 转换实验 (6)实验三步进电机实验 (9)实验四直流电机闭环调速实验 (11)实验五大林算法实验 (21)实验一 A/D转换实验一．实验目的1．学习掌握模/数信号转换的基本原理；2．掌握ADC0809芯片的使用方法。
二．实验设备PC机一台、TDN 86/51教学实验系统一台。
三. 实验内容及步骤（一） ADC0809在8086计算机系统中的应用1.ADC0809芯片介绍ADC0809包括一个8位的逼近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。
用它可直接输入8个单端的模拟信号，分时进行A/D转换，再多点巡回监测、过程控制等领域中使用非常广泛。
ADC0809的主要技术指标为：·分辨率：8位·单电源：+5V·总的不可调误差：±1LSB ·转换时间：取决于时钟频率·模拟输入范围：单极性0～5V ·时钟频率范围：10KHZ～1280KHZADC0809芯片的内部结构和引脚如图1-1所示，地址信号与选中通道的关系如表1-1所示。
图1-1 ADC0809的内部结构和引脚表1-1地址信号与选中通道的关系2.接口实验单元中的ADC0809芯片线路图1-2 系统中的ADC0809线路3．实验接线和实验要求（1）.实验按图1-3实验线路连线（2）.编写程序要求当调节W电位时，在屏上显示转换结果（3）.输入程序并检查无误，运行程序；（4）.用万用表测出W输入电压，并记录显示屏上的响应数据。
列成表格并作出转换图；图1-3 ADC0809应用实验线路（二）掌握ADC0809在51系列单片机中的使用方法1．系统内部ADC0809的线路同图1-2。
实验线路如图1-4所示，图中采用部分译码法，地址为7FF8H～7FFFH，分别对应着8个模拟输入通道。
计算机控制专业技术实验
计算机控制技术实验————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《计算机控制技术》课程实验指导书电气工程与自动化专业吴茂王飞编佛山科学技术学院二00六年九月摘要本实验指导书根据《计算机控制技术实验大纲》的要求编写。
本实验指导书编写了3个实验。
实验一：A/D转换器实验；实验二：D/A转换器实验；实验三：温度数据的采集和数据处理。
其中实验一是计算机控制系统输入通道的典型应用，实验二是计算机控制系统输出通道的典型应用，实验三则是计算机控制系统在温度测量方面的典型应用，即温度数据的采集和数据处理。
其中实验一和实验二为设计性实验，是本实验课程的重点，实验三为综合性实验，是本实验课程的难点。
通过这三个实验的开设使学生在理论学习的基础上加强实际动手操作能力，以求做到感性认识与理性认识的统一。
前言(一)本实验课程性质《计算机控制技术》是自动化类各专业的“主干专业课程”，实验课属工程技术类课程的实践环节。
通过本实验课程的开设，使学生能够具备独立设计简单计算机控制系统的能力，使学生为今后将计算机控制技术广泛应用于工农业生产，交通运输以及国防建设的各个领域，提高生产过程的自动化程度而打下基础。
(二)开设实验课目的与任务工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术。
它主要研究如何将计算机技术和自动化控制理论应用于工业生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。
开设本课程的目的在于使学生了解和掌握以微型机为核心组成的控制系统的硬件、软件基础知识和基本应用技术。
（三）本实验课的主要内容1、本实验指导书根据《计算机控制技术实验大纲》编写，根据实验教学大纲的要求，本实验指导书编写了3个实验，均为设计性实验：实验一 A/D转换器实验实验二 D/A转换器实验实验三计算机温度数据采集及处理2、主要实验器材：单片机实验板（2005.03 VER2.0版，佛山科学技术学院自动化系开发）示波器、数字万用表、A/D转换器、D/A转换器、数字温度传感器DS18B20 (四)本实验课教学重点、难点、手段、方法等有关说明《计算机控制技术》课程的教学由两大部分组成：(一)理论教学内容；(二)实验教学内容。
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《计算机控制技术》实验指导书自动化与电子工程学院2009.3目录实验设备简介 (2)实验一A/D与D/A转换 (5)实验二数字滤波 (6)实验三数字PID算法的研究 (7)实验四直流电机转速控制 (9)实验设备简介一、系统功能特点1．以PC微机为操作台，高效率支持“计算机控制”的教学实验。
2．系统含有高阶模拟单元，可根据教学实验需要进行灵活组合，构成各种典型环节与系统。
3．系统含有界面友好、功能丰富的软件。
PC微机在实验中，除了用作实验测试所需的虚拟仪器外，还可用作测试信号发生器以及具有很强柔性的数字控制器。
4．系统的硬件、软件设计，充分考虑了开放型、研究型实验的需要。
可自己设计实验内容，构建系统对象，编写控制算法，进行计算机控制技术的研究。
二、系统构成实验系统由上位PC微机（含实验系统上位机软件）、ACCT-I实验箱、USB2.0通讯线等组成。
ACCT-I实验箱内装有以C8051F060芯片（含数据处理系统软件）为核心构成的数据处理卡，通过USB口与PC微机连接。
ACCT-I实验箱是一个通用的实验箱。
它主要由电源部分U1单元，元器件部分U2单元，输入输出接口单元U3，反相器、非线性单元U4、U5、U6、U7，模拟电路单元U8～U16组成。
U1单元可提供＋5V，－5V，＋15V，－15V，0V，1.2V～15V可调电压的输出。
U2单元提供了实验所需的电容与电阻，电位器，另提供插接电路，供放置自己选定大小的元器件。
U3单元为数据处理模块，用于完成数据采集与数据输出，并通过并行口与上位PC机进行通讯。
U4为反相器；U5，U6，U7分别为典型的非线性环节电路。
U8～U16为由运算放大器与电阻，电容等器件组成的模拟电路单元，由场效应管组成的电路用于锁零。
在“计算机控制”实验中，这些单元常被用于模拟被控对象。
系统上位机界面采用LabVIEW 编程语言编写，操作简单，界面友好。
三、实验注意事项1．实验开始前需要对实验箱上的运算放大器电路进行调零。
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目录第一部分 ATC2007系统篇----------------------------- 第一章系统概述------------------------------------------------ 第二章软件使用说明------------------------------------------第二部分计算机控制技术实验部分-------------------------实验一模/数、数/模转换实验一--------------------------------------- 实验二模/数、数/模转换实验二--------------------------------------- 实验三平滑与数字滤波实验------------------------------------------- 实验四积分分离PID控制实验------------------------------------------- 实验五大林算法-----------------------------------------------实验六直流电机闭环调速实验------------------------------------------ 实验七电烤箱闭环控制实验------------------------------------------第一部分 ATC2007系统篇第一章 ATC2007系统概述一、引言“自动控制原理”是自动化、自动控制、电子技术、电气技术、精密仪器等专业教学中的一门重要的专业基础课程。
为满足各大专院校的教学需要，我公司精心设计制造了ATC2007实验系统，它具有很强的开放性能、扩展性能；运算模拟单元的运放有八个，每个运算模拟单元内都有实验所需的电阻、电容等元件，可以通过短路块和导线灵活方便的对系统单元电路进行组合，可以构造出各种型式和阶次的模拟环节和控制系统；从运算模拟单元独立出来的可变电阻器组单元档位连续，调节精度高，接线灵活多变，充分满足于自控原理实验教学的要求。
利用系统提供的集成操作软件ATC2007，通过PC示波器功能可以实时、清晰的观察控制系统的各项静态、动态特性，方便了对模拟控制系统特性的研究。
我们采用微型温度控制单元来代替烤箱进行温度控制实验，加上系统配置的直流电机、步进电机等控制对象，可开设控制系统课程的实验。
该系统还可扩展支持如线性系统、最优控制、系统辨识及计算机控制等现代控制理论的模拟实验研究。
二、系统构成ATC2007系统由各单元电路、8088_CPU单元和与PC机进行通讯的串口构成。
信号源发生单元电路：U1 信号源 SG正弦波单元：U2 正弦波 SIN运算模拟单元电路：U3～U8反向器单元： U9状态指示灯单元：U10 指示灯 D电位器单元：U11 P单节拍脉冲发生单元：U12 单脉冲 SP非线性用单元电路：U13 NC特殊运算环节单元：U14－5V电源发生单元：U15 A驱动单元：U16 DRIVER微型温度控制单元：U17 TC电机单元：U18 MOTOR采样保持器及单稳单元电路：U19 SH模/数转换单元电路：U20 ADC数/模转换单元电路：U21 DAC示波器单元： U22可变电阻器组单元：U238088_CPU单元：U24RS485通信单元：U25控制信号单元U26第二章 ATC2007集成操作软件使用说明一、软件的安装ATC2007实验系统配合集成操作软件 ATC2007可方便地进行各项实验。
该软件可以在Windows98及Windows2K下运行。
二、进入系统开启PC微机及实验平台的电源开关，启动实验系统，双击“ATC2007计算机控制实验软件”图标，即可进入集成环境。
根据您所使用的通讯端口设置“选择串口”——COM1或COM2。
图3.1 集成软件操作界面三.、文件操作（File）在图3.1所示的操作界面中，选择文件菜单可新建文件或打开已有的文件，进行源文件的编辑操作（图3.2 文件编揖操作界面）。
屏幕显示：图3.2 文件编揖操作界面当打开源文件编辑窗口后（菜单会发生相应的变化），可利用菜单中所提供的功能对源程序进行输入、修改、保存等操作。
在对源程序进行修改的过程中，用户应先定义需要修改的程序块，然后可使用“编辑”莱单中的复制（C）、剪切（T）、粘贴（P）和撤消（U）等功能。
当源程序编辑修改完毕后，可将文件进行保存，保存时默认的扩展名“。
ASM”。
四、汇编程序（Masm）在图3.2所示的界面中，选择“编译”菜单中的“汇编”项，即可对源文件进行汇编，系统自动完成汇编并生成“*.OBJ”文件。
并在屏幕上显示错误、警告等汇编信息：图3.3 汇编信息窗口若在汇编过程中出现错误，则错误信息会出现在图3.3 汇编信息窗口，用户可对照出错信息，修改程序。
五、连接（Link）在图3.2所示的操作界面中，选择“编译”菜单中的“连接”项，即可对源文件进行连接，系统自动连接生成“*。
EXE”文件。
并在屏幕上显示错误、警告等连接信息：六、程序装入（Load）程序装入需在调试窗口的界面中进行，在图3.1 集成软件操作界面或在图3.2所示的文件编揖操作界面中，选择“窗口”—“调试”，出现下面的调试窗口：这时菜单栏中会增加几个与程序调试相关的菜单项。
选择“装入程序”，出现一个打开文件对话框，到安装目录下，选中刚才连接好的执行文件，点击打开，出现一个地址对话框，点击确定，即可将执行文件装入到系统中由段地址和偏移量指定的位置。
如下图所示：七、运行程序进入调试窗口，可以通过“单步运行”菜单项来单步执行程序，也可在调试窗口中输入G=0000：2000” 来全速执行程序。
其中0000：2000为程序装入时的段地址和偏移量。
八、程序存盘选择“程序存盘”可将系统内存中的程序存入磁盘。
九.调试（Debug）计算机控制实验调试界面下的主要命令A 启动小汇编程序其格式为：A[段址：][偏移量] 即：A段址，偏移量——从段址：偏移量构成的实际地址单元起填充汇编程序的目标码。
A偏移量——从默认的段址：偏移量构成的实际地址单元起填充汇编程序的目标码。
A ——从默认段址：默认偏移量构成的实际地址单元起填充汇编程序的目标码。
需要说明的是，对输入汇编语句有如下规定：(1) 数字一律是不带H后缀的16进制数。
(2) [m]类操作一定要在之前标注W(字)或B(字节)，如MOV B[2010]，AL；MOV W[2010]，AXB 断点设置在“>”提示符下键入B ，系统就提示：“[i]：”等待您给出断点地址，回车后，系统继续提示“[i＋1]：”。
若直接用回车来响应则结束该命令。
系统允许设至至多10个断点，断点的清除方法，只能是通过键入复位开关或重新上电来实现。
D 显示一段地址单元中的数据其格式为D： [[段址：]起始地址，[尾地址]]E 编辑指定地址单元中的数据其格式为：E [段址：偏移量]每次只能一字节一字节地显示或修改数据。
一旦进入E命令状态，就可通过“空格”键来使地址向高地址方向移动，而“-”链则使地址向低地址向移动，亦可直接填入新数据来修改地址单元中的内容。
若直接用回车键来响应的话，就退出E命令。
G 连续运行程序其格为：G[＝[段址：]偏移量]GB[＝[段址：]偏移量]其中G格式表示无断点连续运行由段址：偏移量指定入口的程序：而GB格式表示带断点连续运行由段址：偏移量指定入口的程序。
注：断点是由B命令来设置的。
I 从I/O端口读入数据并显示其格式为：I[I/O接口地址]如：>I 0042显示地址为0042接口单元的内容。
M 数据块搬移其格式为：M [段址：] 源起始址，尾址[目标段址：]目标起始址执行该命令可实现整块数据区的搬移。
O 数据送存指定I/O接口地址单元其格式为：O I/O口地址，数据如：>O 0098，10 就完成送10到地址为98的I/O端口上去。
R 寄存器显示与修改其格式为： R寄存器名可显示并修改特定寄存器的内容。
如：>RAX就显示AX＝XXXX，此时您键入回车键表示结束R命令，若输入四位16进制数并回车的话，则就会将该四位数填入到相应的寄存器中并结束R命令。
T 单步运行指定的程序其格式为：T＝[[段址：]偏移量]单步运行的程序入口地址由段址：偏移量来指定，每次执行完毕，系统就会显示CS、DS、IP、AX的内容到显示器上。
如T＝0000：2000表示从0000：2000地址起单步执行一条命令。
U 反汇编程序命令其格式为：U[[段址：]起始址[，尾址]] 或 U系统提供反汇编程序能力，上面第一格式可实现连续显示从某地址到另一高端地址间的代码反汇编，而后一种格式每次只能显示当前行。
十、示波器功能（Wave）进入ATC2007系统集成操作软件界面，选择“窗口”——“示波器”后，屏暮显示：用户可根据需要选择不同的示波器功能，进入相应的界面。
下面介绍示波器的4个功能：a) 示波器（对信号进行时域的测量，类似与普通示波器的功能）l、性能1)实时显示时，带宽为50HZ：冻结显示时，带宽可达200HZ。
2)实时采样频率：10KHZ3)测量范围：×l档为±5v，×5档为±l2v，×0.5档为±2.5v4)通道数：双通道。
2、界面及操作界面如图3.4所示。
图3.4示波器功能界面示波器窗口由功能键工具栏、波形显示窗口、数据显示窗口和命令/提示栏（状态栏）四个部分。
（见图3.4）功能键工具栏显示功能键提示，当前可用的功能键用彩色显示，不可用的用灰色显示。
数据显示窗口显示两路信号当前的电压值。
CHl显示第一通道，CH2显示第二通道，第一通道的电压值及波形用黄色显示，第二通道用绿色显示。
显示数据乘以0.l即为实际电压值（注意这是在×1档，当拨至×5档时，则实际电压应乘以5，当拨至×0.5档时，则实际电压应乘以0.5），单位为伏特。
波形显示窗口显示波形曲线。
命令/提示栏接收用户的命令并显示提示信息。
示波器工具栏功能（按自左向右的顺序逐个介绍）1、启动示波器不运行程序。
适合于只需要观察波形时使用，例如做自控实验时。
2、启动示波器，并运行程序。
适合于需要用示波器观察程序运行效果时使用，例如做计算机控制实验。
可按提示键入用户程序的段地址（CS）及偏移量(IP：)，按确定后程序开始运行。
此时可将示波器探笔接至用户需要测量的地方，观察该处的波形。
3、停止测量。
停止示波器的采样，如果运行了计算机控制程序，程序将被终止。
建议在激活其它窗口时停止示波器测量。
注意：终止后波形不会保留。
如果需要保留屏幕上的波形，可用暂停显示。
4、暂停显示。
将当前的波形保留在屏幕上，便于细致观察波形。