微机测控技术实验:A/D、D/A转换与PID控制

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"计算机测控技术试验讲义涵盖了测控技术与仪器专业本科生的专业实验课程,主要涉及单片机开发板的应用,特别是A/D和D/A转换、步进电机控制以及PID控制。实验旨在加深学生对微机测控系统概念的理解,教授硬件连接、软件设计及PID参数整定。实验一详细介绍了A/D、D/A转换的硬件和软件实现,使用Dofly系列Mini80E型单片机开发板进行操作。" 在计算机测控技术中,实验扮演着至关重要的角色,因为它们为理论知识提供了实际操作的平台。本讲义专注于计算机测控技术实验,特别针对测控技术与仪器专业的学生。实验内容包括了关键的技术,如模拟数字(A/D)和数字模拟(D/A)转换,以及步进电机和PID控制,这些都是现代自动化系统的基础。 A/D转换实验的目的是让学生理解和掌握如何将模拟信号转化为数字信号,这对于数据采集至关重要。实验设备包含Dofly系列Mini80E型单片机开发板,该板载有A/D和D/A模块。实验中,电位器W1至W4用于产生可变模拟电压,这些电压通过跳线J21连接到PCF8591芯片进行A/D转换,转换后的数据通过I2C总线(SCL和SDA)传送给单片机,并在LED数码管上显示。这个过程不仅让学生熟悉硬件设计,还让他们理解软件实现A/D转换的原理。 D/A转换则涉及将数字信号转换为模拟信号,这一过程同样在测控系统中起到关键作用,比如用于控制电机速度或设备的输出电压。在实验中,学生将学习如何设置和操作D/A转换,以实现对输出信号的精确控制。 此外,实验还包括了步进电机控制和PID控制实验,这些是自动控制领域的核心。步进电机控制实验将教给学生如何利用计算机来精确控制电机的位置和速度,而PID控制实验则涉及温度和转速控制,让学生了解如何通过调整PID参数来优化控制性能,以实现稳定和精确的控制系统。 通过这些实验,学生不仅能深化对微机测控系统基本概念的理解,还能提升他们在硬件连接、软件编程、数据分析和问题解决等方面的能力,为未来在电气控制领域的工作打下坚实基础。实验过程中强调的实践能力和分析能力的培养,对于成为合格的工程师至关重要。