【導讀】本實驗教程主要介紹以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。1．編寫實驗程序，將－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)字量保存于變量中。2．編寫實驗程序，實現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生周期性三角波，并用示波器觀察波形。ADC0809芯片主要包括多路模擬開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換器兩部分，其主要特點為：單電源供電、工作時鐘CLOCK最高可達到1200KHz、8位分辨率，8個單端模擬輸入端，TTL電平兼容等，可以很方便地和微處理器接口。TD-ACC+教學系統(tǒng)中的ADC0809芯片，其輸出八位數(shù)據(jù)線以及CLOCK線已連到控制計算機的數(shù)據(jù)線及系統(tǒng)應用時鐘1MCLK上。根據(jù)實驗內(nèi)容的第一項要求，所示的實驗線路圖?！癘UT1”表示386EX內(nèi)部1＃定時器的輸出端，定時器輸出的方波周期＝定時器時常。加入變量監(jiān)視，具體步驟為：打開“設(shè)置”菜單項中的“變量監(jiān)視”窗口或者直接點擊“變量監(jiān)視”圖標，將程序中定義的全局變量“AD0～AD9”加入到變量監(jiān)視中。

　　

【正文】 線路圖：圖中畫“○”的線需用戶在實驗中自行接好，其它線系統(tǒng)已連好。圖中，“DOUT0”表示386EX 的I/O ，輸出PWM 脈沖經(jīng)驅(qū)動后控制直流電機。本實驗中，由系統(tǒng)產(chǎn)生1ms 的定時中斷。在中斷處理程序中完成PWM 脈沖輸出。最后通過控制計算機的數(shù)字量輸出端DOUT0 引腳來模擬PWM 輸出，并經(jīng)達林頓管輸出驅(qū)動直流電機，實現(xiàn)脈寬調(diào)制。1．，編寫相應的主程序及PWM 子程序，檢查無誤后編譯、鏈接。2． 接線，檢查無誤后開啟設(shè)備的電源。3．裝載程序，將全局變量TK (PWM 周期) 和PWM_T ( 占空比)加入監(jiān)視，以便實驗過程中修改。4．運行程序，觀察電機運行情況。5． 終止程序運行，加大脈沖寬度，即將占空比PWM_T 變大，重復第3 步，再觀察電機的運行情況，此時電機轉(zhuǎn)速應加快。電機每轉(zhuǎn)動一圈，“HR”端(霍爾元件的輸出端)就會輸出一個脈沖，用虛擬儀器中示波器的一路表筆測“HR”端的脈沖信號可算出電機此時的轉(zhuǎn)速。STACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSDATA SEGMENTTABLE1 DB 10H,30H,20H,60H,40H,0C0H,80H,90H 。數(shù)組中每個字節(jié)的高4位是步進電機的步序值DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX CALL SYSINTIA1: MOV BX,OFFSET TABLE1 MOV CX,0008H 。步數(shù) A2: MOV AL,[BX] 。輸出步序值，控制電機轉(zhuǎn)動 MOV DX,0F862H OUT DX,AL CALL DALLY 。延時 INC BX LOOP A2 JMP A1 DALLY: PUSH CX 。延時子程序 MOV CX,9000HA3: PUSH AX POP AX LOOP A3 POP CX RET SYSINTI: MOV AX,8000h 。系統(tǒng)初始化子程序 OUT 23h,AL XCHG AL,AH OUT 22H,AL OUT 22H,AX MOV DX,0F402H 。int_xcs0 MOV AX,000CH OUT DX,AX MOV DX,0F400H MOV AX,0401H OUT DX,AX MOV DX,0F406H MOV AX,0000H OUT DX,AX MOV DX,0F404H MOV AX,3C01H OUT DX,AX MOV DX,0F820H MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,0F864H MOV AL,0FH OUT DX,AL MOV DX,0F822H MOV AL,7FH OUT DX,AL MOV DX,0F824H MOV AL,0B2H OUT DX,AL MOV DX,0F832H MOV AL,0AH OUT DX,AL MOV DX,0F834H MOV AL,1DH OUT DX,AL MOV AL,11H OUT 20H,AL MOV AL,08H OUT 21H,AL MOV AL,04H OUT 21H,AL MOV AL,01H OUT 21H,AL MOV AL,6FH OUT 21H,AL MOV AL,11H OUT 0A0H,AL MOV AL,30H OUT 0A1H,AL MOV AL,02H OUT 0A1H,AL MOV AL,01H OUT 0A1H,AL MOV AL,0FFH OUT 0A1H,AL RET CODE ENDS END START Tk=0C8H。 PWM_T=14H。FPWM=01H。HR實驗三 數(shù)字PID閉環(huán)控制按閉環(huán)系統(tǒng)誤差信號的比例、積分和微分進行控制的調(diào)節(jié)器簡稱為PID調(diào)節(jié)器 (也叫PID控制器)。它是在連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，PID控制算法可以用計算機程序?qū)崿F(xiàn)了，而這進一步拓寬了PID調(diào)節(jié)器的應用領(lǐng)域，出現(xiàn)了各種新型數(shù)字PID控制器。本章將從多個方面來開展數(shù)字PID控制器的實驗研究。數(shù)字PID控制算法 在模擬調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，PID算法表達式為： 在計算機系統(tǒng)中，離散的數(shù)字PID算法可以表示為位置式PID控制算式，或增量式PID控制算式。位置式PID控制算式為： T：采樣周期，k：采樣序號，u (k)：第k次采樣調(diào)節(jié)器輸出，e (k)：第k次采樣誤差值，e (k－1)：第 (k－1) 次采樣誤差值增量式PID控制算式為： 增量式與位置式相比具有以下優(yōu)點：1．增量式算法與最近幾次采樣值有關(guān)，不需要進行累加，因此，不易產(chǎn)生累積誤差，控制效果較好。2．增量式中，計算機只輸出增量，誤動作 (計算機故障或干擾) 影響小。3．在位置式中，由手動到自動切換時，必須使輸出值等于執(zhí)行機構(gòu)的初始值，而增量式只與本次的誤差值有關(guān)，更易于實現(xiàn)手動到自動的無擾動切換。4．增量式控制算法因其特有的優(yōu)點在控制系統(tǒng)中應用比位置式更加廣泛。積分分離法PID控制一、實驗目的1．了解PID參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。2．學習湊試法整定PID參數(shù)。3．掌握積分分離法PID控制規(guī)律二、實驗設(shè)備PC機一臺，TD－ACC＋實驗系統(tǒng)一套，i386EX系統(tǒng)板一塊三、實驗原理和內(nèi)容－1－1是一個典型的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，其硬件電路原理及接線圖可設(shè)計如下，圖中畫“○”的線需用戶在實驗中自行接好，對象需用戶在運放單元搭接。－2上圖中，控制計算機的“OUT1”表示386EX內(nèi)部1＃定時器的輸出端，定時器輸出的方波周期＝定時器時常，“IRQ7”表示386EX 內(nèi)部主片8259的7號中斷，用作采樣中斷，“DIN0”表示386EX的I/，在這里作為輸入管腳用來檢測信號是否同步。這里，系統(tǒng)誤差信號E通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元“IN7”端輸入，控制機的定時器作為基準時鐘 (初始化為10ms)，定時采集“IN7”端的信號，并通過采樣中斷讀入信號E的數(shù)字量，并進行PID計算，得到相應的控制量，再把控制量送到數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，由“OUT1”端輸出相應的模擬信號，來控制對象系統(tǒng)。本實驗中，采用位置式PID算式。在一般的PID控制中，當有較大的擾動或大幅度改變給定值時，會有較大的誤差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，因此在積分項的作用下，往往會使系統(tǒng)超調(diào)變大、過渡時間變長。為此，可采用積分分離法PID控制算法，即：當誤差e ( k ) 較大時，取消積分作用；當誤差e ( k ) 較小時才將積分作用加入。－3是積分分離法PID控制實驗的參考程序流程圖。－31. 實驗參考程序：PUBLIC TKPUBLIC EIPUBLIC KPPUBLIC TIPUBLIC TDSTACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSDATA SEGMENTTK DB 05H 。采樣周期EI DB 20H 。積分分離值KP DW 4800H 。比例系數(shù)TI DW 0020H 。積分系數(shù)TD DW 0010H 。微分系數(shù)EKK_1 DW 0000H 。上一次偏差值EKB DB 00H 。當前偏差值（字節(jié)）EKK DW 0000H 。當前偏差值（字）AEK DW 0000H 。偏差的變化量PEDE DW 0000H 。比例項（EK）和微分項的和IE DW 0000H 。積分項的值OUTPUT DW 0000H ?？刂屏緿ATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX PUSH DS XOR AX,AX MOV DS,AX MOV AX,OFFSET IRQ7 。填寫7號中斷入口地址 MOV SI,003CH MOV [SI],AX MOV AX,CS MOV SI,003EH MOV [SI],AX CLI POP DS CALL SYSINTI 。系統(tǒng)初始化 MOV DX,0F043H 。初始化定時器1 定時10ms MOV AL,076H OUT DX,AL MOV DX,0F041H MOV AL,10H OUT DX,AL MOV DX,0F041H MOV AL,27H OUT DX,AL IN AL,21H 。開7號中斷 AND AL,7FH OUT 21H,AL MOV DX,302H MOV AL,80H 。D/A輸出零 OUT DX,AL MOV BL,01H AGAIN: STI HLT JMP AGAINIRQ7: MOV DX,0F860H 。判同步信號到否 IN AL,DX AND AL,01H JZ PID MOV DX,302H MOV AL,80H 。D/A輸出零 OUT DX,AL MOV AX,0000H 。變量清零 MOV EKB,AL MOV EKK,AX MOV EKK_1,AX MOV AEK,AX MOV PEDE,AX MOV OUTPUT,AX MOV IE,AX MOV BL,01H JMP