计算机控制实验指导2010

实验一 工业顺序控制器 实验目的(1) 了解工业顺序控制的一般情况；(2) 掌握工业顺序控制程序的设计方法； 实验内容编写注塑机的控制程序，实现如下工艺要求工序名称动作转移条件待机无P3.0=0合模P1.0=0P3.1=0注射Pl.l=0P3.2=0加热P1.2=0延时10秒开模P1.3=0P3.3=0顶进P1.4=0P3.4=0顶退P1.5=0P3.5=01、 预备知识 工业控制中的顺序控制以开关量进行控制的，如机械手、生产线、装配线等，它按顺序 有规律地完成规定的动作，每个动作称为一个工序，判断工序的终结的条件是反馈和延时， 条件满足则进行工序转移，开始下一个动作的执行。2、 实验步骤-O O-顶退到位：TK5-o o顶进到位 订 EXTnK4I1 -o o 开模到位K310111214o o-注射到位订 EXT=K2O O- 合模到位：TKI-O O- 启动按紀AT89C51=：TE：TId 込15P3.7/RDP3.6M/RP3.5JT1P3.4JTUP3.3/iNTTP3.2/iNT0P3.1JTXDP3.0/RXDP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD0F1.7F1.6F1.5F1.4F1.3F1.2F1.1F1.0EAALEPSENRSTXTAL2XTAL1 0) timel一;void main(void)在 Proteus 环境下画出顺序控制器的实验电路，将单片机的 P1 口接 LED 进行动作显示， 将 P3 口接按键开关作为条件反馈的模拟。在 Keil 环境下输入程序并编译生成 HEX 文件，然 后下载到单片机上，进行调试。实验报告(1) 整理好实验程序。(2) 为什么 I/O 口一般要使用负逻辑。TH0=time8;TL0=time;TR0=l;state=0;for(;)P3=0xff;switch(state)case 0: Light=O;if(!TinO) state=l;Light=l; break;case 1: Dout1=0;if(!Tin1) state=2;Dout1=1; break;case 2: Dout2=0;if(!Tin2) state=3;Dout2=l;timel=10; break;case 3: Dout3=0; if(time1=0)state=4;Dout3=1; break;case 4: Dout4=0;if(!Tin4) state=5;Dout4=1; break;case 5: Dout5=0;if(!Tin5) state=6;Dout5=1; break;case 6: Dout6=0;if(!Tin6) state=0;Dout6=1; break;IE=0x82;TM0D=0xll;实验二 步进电机控制 实验目的(1) 了解步进电机控制的基本原理；(2) 掌握步进电机转动的编程方法； 实验内容设计四相步进电机的单片机控制电路，并编写步进电机的正反转程序，实现转速控制和 正反转控制。用P3.7做转向控制，为1则正转，为0则反转；P3.6做启停控制，为1则开 始转动，为 0 则停止转动。1 . 预备知识 步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺序切换来使其做步进式旋转的，切 换次序控制转向，切换间隔控制转速。四相八拍步进电机的通电方式(1电平有效)为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-。 四相八拍步进电机运行的验证电路如下：2. 实验步骤在 Proteus 环境下画出如下电路原理图，所需元件为 MOTOR-STEPPER、AT89C51 、 SW-SPST；单片机P1.0Pl.3接四相步进电动机的A、B、C、D相，单片机P3.7、P3.6接2 个开关 SW1、 SW2 作为控制键。在Keil中录入程序并编译生成HEX文件，并装入单片机，然后运行。7 6 5 4 3 2 1 o811222726斗25524Fi23722g21P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8P3.7JRDP3.6AWRP3.5H1P3.4T0P3.3J1NT?P3.2J1NT0P3.1 .TXDP3.0yRXDP2.7/A15P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1PO.O/ADO实验报告(1) 整理好实验程序。(2) 如果步进电机为三相六拍，其通电方式怎样？*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* /I/*步进电机控制*/ #include vreg51.h#define tim -500 code char tab=1,3,2,6,4,12,8,9; sbit start = P3A6;sbit arrow=P3A7;void TimeO() interrupt 1static unsigned char m;static char i;TH0=tim8; TL0=ti m&Oxff; if(+m=P2)m=0;if(start)P1=tabi;if(arrow) i+; else i-;if(i7) i=0;void main()EA=1; ET0=1; TMOD=0X01;TH0=tim8; TL0=ti m&Oxff; TR0=1; while(1);实验三 数据采集与显示(1) 掌握 A/D 转换与单片机的接口方法(2) 掌握A/D芯片TLC549的编程方法；(3) 掌握数据采集程序的设计方法； 实验内容利用实验开发装置上的TLC549做A/D转换器，对电位器提供的模拟电压信号进行定时 采样，结果在数码管上进行显示。1、I/O 地址A/D 转换芯片 TLC549CLK P1.5 时钟位DAT P1.7 数据位CS P1.6 选片位2、实验线路将TLC549的CLK接Pl. 5、DAT接Pl. 7、CS接P1. 6，将模拟电压输入端连到电位器的 电压输出端，并接万用表进行输入电压测量。F：EF- SCLK57765斗TLC549P1.7P3.7JRDP1.6P3.6MRP1.5P3.5.-T1P1.4Pj.TUP1.3P3.3/INT1P1.2P3.2/INTDP1.1P3.im：DP1.DP3.0/R：nP2.7/A15P2.6/A14ESP2.5/A13ALEP2.4/A12P2.2/A10P2.1MP2.D岸eRSTPD.7/MI7PLI.ti/ALfiP0.5/ALtiPLl.4/AmXTAL2PD.3/AD3PD.2/HLI2P0.1/HD1PD.O/ftW.AJ89C513、实验步骤在 PC 机输入源程序并汇编，然后下载到单片机上，进行调试。调节电位器，电压从0V到5V变化，记录数码管的显示数值。记录到表中。实验报告(1) 整理好实验程序和实验记录,进行数据处理分析并做图。(2) 数据采集中，如何实现精确的定时数据采集？(3) 数码管动态扫描显示程序设计中，显示刷新的时间如何确定？#include reg52.h#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DAT=P7;sbit CS=P6;sbit CLK=P5;uchar TLC549ADC(void)uchar i,x;CLK=0; DAT=1; CS=0; for(i=0;i8;i+)CLK=1;x=l;辻(DAT=1) x+;CLK=0;CS=1; return (x);void delay(uint t)while(t);void main()uchar x,m;uint y;while(1)delay(lOOOO);x=TLC549ADC();y=x*50; m二y8; x二m%10+(m/10)*16;P1=x;实验四数字PID控制器(1) 了解工业过程控制的一般情况；(2) 掌握数字 PID 控制器程序设计方法 实验内容设计单片机控制电路，其中A/D用TLC549、D/A用TLC5615，并编写数字PI控制器程 序，对一阶惯性对象进行控制，要求采样周期 100毫秒，对设定值和被控量进行实时显示。PID 采用增量式，定点计算，输入要滤波，输出要限幅。请大家将设定值、测量值、控制量修改为电压显示，精度为 0.1 伏；XTAL1XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.47AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A5PSENALEEAP2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12r2.O/Al dP2.6/A14P2.7/A15rl .1rd. 11L-1P1.3rd.d/IN 1 1P1.4P3.4/TUF1.5P3.5/T1F1.6P3.6/WF：P1.7P3.7/RDU119189AT89 匚!51 2930_1_23斗Ei_8TLC5615C(L)P245257SDOAINCSREF+匹;匚LL#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit ADAT=P2人2;sbit ACS=P2A3;sbit ACLK=P2A4;uchar TLC549(void)uchar i,x;ACLK=0; ADAT=1; ACS=0; for(i=0;iv8;i+)ACLK=1; xvv=l;if(ADAT=1) x+; ACLK=0;ACS=1; return (x);sbit DDAT =卩3人4;sbit DCS = P3A3;sbit DCLK = P3A2;void TLC5615(uint j)uchar i;DCLK=0; DCS=0;j=j6； for(i=0;i12;i+)j=j8; TL1=TIM&0 XFF; r=(30*255)/50;y=TLC549(); e1=e0;e0=r-y;u+=e0*ki+(e0-e1)*kp; if(u1023*k) u=1023*k;if(u8;TL1=TIM&0 XFF;TR1=1; while(1);实验五 直流伺服电机角度控制(3) 了解直流伺幅电机控制的一般情况(4) 掌握数字 PID 控制器程序设计方法 实验内容设计单片机控制电路，其中A/D用TLC549、D/A用TLC5615，并编写数字PI控制器程 序，对直流伺幅电机进行控制，要求采样周期 100毫秒，对设定值和被控量进行实时显示。PID采用增量式，定点计算，输入要滤波，输出要限幅。请大家将设定值、测量值、控制量修改为电压显示，控制范围TOO度+100度；1. 预备知识 控制系统软件的设计，一般必须有严格的时间限制，故必须基于定时中断进行设计，在 中断中运行实时性要求的程序，如A/D采样程序、PID控制程序、D/A输出程序、数码管显 示刷新程序和键盘扫描程序等。在主程序中进行一些实时性要求低的程序，如打印程序、数 据输入程序等。2. 实验步骤从D/A输出的05V电压通过模拟电路变为+10V电压，在通过功率放大驱动直流电动 机，将位置反馈05V电压接A/D输入点进行角度检测。在 PC 机输入源程序并汇编，然后下载到单片机上，进行调试。在此基础上增加数码管或LCD进行参数的显示。 实验报告(1) 整理好实验程序。(2) 总结比例参数P积分参数I和采样周期对控制系统性能的影响。#include vreg52.h#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit ADAT=P2人2;sbit ACS=P2A3;sbit ACLK=P2A4;uchar TLC549(void)uchar i,x;ACLK=0; ADAT=1; ACS=0; for(i=0;i 8; i+)ACLK=1; xvv=l;if(ADAT=1) x+; ACLK=0;ACS=1; return (x);sbit DDAT =卩3人4;sbit DCS = P3A3;sbit DCLK = P3A2;void TLC5615(uint j)uchar i;DCLK=0; DCS=0;j=j6； for(i=0;iv12;i+)j=j8; TL1=TIM 1&0 XFF;r=(v*255)/50;y=TLC549();e1=e0;e0=r-y; u=kp*(e0+(e0-e1)*kd);if(u500*k) u=500*k;if(u8;TL1=TIM 1&0 XFF;TR1=1;v=28;while(1);