《智能仪器原理》实验指导书Word文件下载.docx

1、2实验参考电路3实验内容（1）与单片机接口：a）采用程序查询，可利用D5D1，信号，比较用与不用的结果。b）用作为中断，利用8031的INT0和INT1实现中断采集。（2）利用8255实现程序查询和中断方式采集数据。（3）利用8155实现程序查询和中断方式采集数据。（二）AD574 12位A/D转换器1AD574简介（1）AD574A的特性与引脚功能1）分辨率及精度为12位。2）转换12位时速度为25s，8位时速度为16s。3）带有时钟电路和参考电压基准。4）转换结果通过内部三态缓冲器，总线取数时间为250ns。5）模拟信号输入范围允许010V，020V以及5V或10V。AD574A为DIP2

2、8脚封装。12/8：输出数据方式选择。A0：转换数据长度选择。CS：片选信号，低电平有效。R/C：读或转换选择。CE：芯片允许信号。VCC：正电源，其范围为016.5V。REFOUT：10V参考电压输出。AC：模拟信号公共端。DC：数字信号公共端。REFIN：参考电压输入。VEE：负电源。BIPOFF：双极性偏移。10VIN：单极性输入010V范围输入端。20VIN：单极性输入020V范围输入端。STS：状态输出信号。D0D11：12位转换数据的输出线。（2）读转换数据：在CS=0和CE=1且R/C为高时，才能读数据，由12/8决定是12位并行读出，还是两次读出。（三）ADC 0809TDN8

3、6/51教学实验系统的A/D单元，地址为7FF8H 7FFFH，分别对应8个模拟输入通道。参考电路如下：参考程序：MAIN：MOV R0，#30HMOV P2，#7FHMOV R1，#F8HL1： MOVX R1，ALCALL DALLYL2： JNB P3.3，L2MOVX A，R1MOV R0，AINC R0CJNE R0，#40H，L1L3： SJMP L3NOPDALLY：MOV R2，#10HL4： DJNZ R2，L4RETEND实验二 智能仪器常用信号转换技术（一）采用NE555实现V/F转换。输入05V信号，转换为010kHz信号。 1NE555的性能NE555为单定时器电路，

4、基本单元包括两个电压比较器、一个RS触发器、放电场效应管和输出反相器。（1）电源电压：4.516V。（2）触发电压：电源电压5V时典型值为1.67V。（3）阈值电压：2/3电源电压。（4）触发电流典型为0.5A。（5）输出低电平：5V电源电压，吸收电流5mA.（6）输出高电平：5V电源电压，驱动能力为100mA。（7）输出上升，下降时间典型值都为100ms。2用NE555构成V/F转换电路NE555的应用很广，如图所示的电路，它可以把05V电压变换成04kHz脉冲频率输出，线性误差仅0.2%左右。输出频率f0可用下式计算： f0=（VIN/VH）/R1C（二）用运算放大器组成V/I转换电路。实

5、验三 智能仪器中弱信号放大技术（一）运算放大器7650的使用。设计放大100倍电路，测试其性能：带宽、频响、零漂、噪声等。（二）运算放大器保持电路实验。抑制共模干扰、差模干扰、工频干扰、输出幅度的控制。实验四 智能仪器D/A转换技术（一）DAC 0832 D/A转换器与8031接口设计。1DAC0832输入工作方式（2）用运算放大器组成I/V转换。1）输入输出直通方式 将WR2及XFER接地，ILE接高电平，CS及WR接地，输入数据便可直接送D/A转换器进行电流转换。2）单缓冲寄存器工作方式 将WR和XFER接地，则DAC寄存器为不锁存状态，ILE接高电平，CS和WR信号有效时（低电平有效），

6、输入数据就输入寄存器，当WR信号变为高电平时，数据就被锁存到输入寄存器。3）双缓冲寄存器工作方式2DAC0832的模拟输出方式1）单极性输出UREF可以是稳定的直流电压，也可以是从1010V之间的可变电压。 2）双极性输出（二）采用脉宽调制原理的D/A转换。提示：利用8031 T0、T1及P1.0实现。（三）采用MCS-2型A/D和D/A转换接口板在8088系统上实验。实验 D/A转换实验研究一、实验目的1掌握DAC0832的使用方法。2掌握DAC0832在51系列单片机系统中的使用方法。二、实验内容及提示 实验电路如图所示，同中当WR和P2.7有效时选中该片，因此可取7FFFH为片选地址。1

7、 产生锯齿波，要求周期为2mSMOV DPTR，#7FFFHCLR AA1： MOVX DPTR，AINC ASJMP A12 产生三角波，要求周期为4mSDPTR，#7FFFHCJNE A，#0FFH，L1DEC ACJNE A，#00H，L2SJMP L13 产生阶梯波，要求周期为30mSADD A，#10HACALL L1SJMP L2 PUSH 0E0HPUSH 0F0HMOV A，#02H MOV 0F0H，#0FAH DJNZ 0F0H，L3JNZ L4POP 0F0HPOP 0E0H实验步骤（1）按图接线。（2）输入程序并检查无误，经汇编、连接后装入系统。（3）运行程序，用示波器

8、观察波形是否正确。实验五 智能仪器的人机对话通道技术（一）BCD码拨盘电路与软件设计。（二）行列式键盘使用编程的设计。（三）LED动态显示。采用串行与并行输入两种方式的设计。（四）8279实验设计。（五） 8155键盘及显示接口实验设计采用8155接口电路实现键盘及显示接口的设计。实验内容及提示1线路原理图图中画圈的线需用导线或排针在线路板上连接，其它的线在板子上均已连接。2实验参考程序MOV 52H，#00HMOV 53H，#00HMOV 51H，#00HMOV 50H，#00HMOV R5，#53HKEY： MOV A，#03HMOV DPTR，#7F00HMOVX DPTR，ABEGIN

9、：ACALL DIS ACALL CLEAR ACALL CCSCA JNZ INK1 AJMP BEGININK1： ACALL DIS ACALL DL1MS JNZ INK2INK2： MOV R2，#0FEHMOV R4，#00HCOLUM： MOV DPTR，#7F01H MOV A，R2 INC DPTR MOVX A，DPTR JB ACC.0，LONE MOV A，#00H AJMP KCODELONE： JB ACC.1，NEXT MOV A，#04HKCODE：ADD A，R4 ACALL PUT PUSH ACCKON： JNZ KON POP ACCNEXT： INC

10、R4 JNB ACC.3，KERR RL A MOV R2，A AJMP COLUMKERR：CCSCA：MOV DPTR，#7F01H CPL A ANL A，#03H RETCLEAR：MOV DPTR，#7F02H MOV DPTR，ADIS： PUSH 00H PUSH 03H MOV DPTR，#7F00HMOV R0，#50HMOV R3，#0F7HMOV A，R3AGAIN：MOV A，R0MOV DPTR，#DSEGMOVC A，A+DPTRACALL DL1MSJNB ACC.0，OUTRR AMOV R3，AAJMP AGAINOUT： POP 03HPOP 00HPOP

11、ACCDSEG：DB 3FH，06H，5BHDB 4FH，66H，6DHDB 7DH，07HDL1MS：MOV R7，#01HDL0： MOV R6，#0FFHDL1： DJNZ R7，DL0PUT： MOV A，R5 MOV R0，A实验六 串并转换接口实验设计采用74LS164串并转换接口实现灯光设计及接口设计设计（一） 发光二极管电路设计1 参考图2参考程序MOV SCON，#00HMOV R0，#00HMOV R1，#30H MOV A，R0MOV SBUF，A JNB TI，L1CLR TIMOV R2，#0FFH MOV R3，#0FFH DJNZ R3，L2DJNZ R2，L3M

12、OV R1，AL5： INC R1CJNE R0，#10H，L4SJMP L5（1）接好电路。注意连接中AD转换器地址的设置。（3）在1014处设断点。（4）用万用表测IN0线上电压值，GB=0000运行程序，直到断点为止，用R07命令检查转换结果，即片内30-3F单元内容或累加器中的内容。（5）改变W，并用万用表测INT0线上电压值，系统线路板上已提供地址线插孔，重复（4），观察是否与显示器上显示结果相符。（二） 键盘显示电路设计参考教材有关内容自行设计 实验七 智能仪器的通讯技术（一）MCS-51单片机之间通讯程序设计。单机设计、主从（多机）式通讯设计。（二）单片机与PC机之间的通讯：程序

13、设计。实验八 智能仪器的总体设计与调试（一）智能仪器开发装置的使用。（二）RAM掉电保护电路实验。（三）WDT监视定时器的设计。（四）系统抗干扰实验数字滤波。模拟噪声信号，利用A/D采集，经处理后D/A转出，从示波器上观察，输入与输出波形的变化。附录1：设计报告要求及格式标题副标题内容简介（提要）关键词一、系统功能概述国内外技术发展研究的意义研究的内容系统功能系统总的技术路线（方框图） 二、系统的硬件设计技术要求、技术指标、技术实现方案（可多种，然后讲所确定的方案的优点、可得性。分功能块介绍，从输入中心输出，或输入、输出、中心，或中心、输入、输出每个模块按分述，讨论与其他模块的衔接。输入通道：

14、传感器、转换、切换、放大、外围抗干措施、A/D、键盘输出通道：驱动方式、驱动能力、输出形式的多样化、D/A、显示、并/串通讯：RS232、或RS485等主控：单片机低功耗、最小系统保护：RAM掉电保持，程序跑飞的自动复位电源：自设计开关电源模块自设计基础上使用DC-DC模块重点：放大电路、信号转换三、软件设计主程序：初始化闭合循环功能子程序（对应键）中断子程序：定时中断T0：显示、延时用（复用，以10mS为一单位） T1：计数、延时 INT0：外部中断：键中断 INT1：外部信号测量（一）流程图（二）主程序主要部分（三）关键的子程序：显示、键盘、数制转换、通讯、计算、数据采集（四）信号处理：数

15、字滤波四、系统性能分析性价比 不足：缺陷、测量、处理由于技术原因引起的误差附录2：部分设计题内容与要求供学生课程设计选题 1多路数据采集器技术要求：32路模拟通道输入，或16路差分输入。测量信号范围：直流电流：020A200A2mA20mA200mA2A直流电压：020mV200mV2V20V200V可自动换量程，自动指示量程，超量程报警，或位BCD码显示。2数字式测温仪32点：热电阻（铜电阻100），测温范围：5030032点：可预报警A/D590（用参数，每点有限值，随值到指示并报警）直接显示温度值，精确到0.1，有自校准功能，可输入参数3可编程信号发生器及频率计一路测频016MHz范围，6位有效数字测周期，有选择周期数功能有编程输入波形函数功能（可独立设计）4蒸汽流量校正系统：水蒸汽、根据温度、压力来校正蒸气流量。有模拟输出5电力系统监测：（V、I、P、Q、f）打印输出V：0500V I：030A 有功功率、无功功率及频率6超生测厚仪设计7激光测距仪8血液粘度测量仪的设计以上设计要包括如下功能：1有自检2有键盘控制3显示通道多及测量值4可与上位机通讯（异步通讯）5可输出报警6要考虑抗干扰能力7电源电路（保护）