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计 算 机 控 制 系 统 教 学 图 片

计 算 机 控 制 系 统 教 学 图 片. 计算机控制系统教学片. 图补 26 ： DAC0832 的结构框图. 计算机控制系统教学片. 图 63 ： DAC0832 的结构框图. V REF. D7. 8 位 DAC 寄存器. 8 位 D/A 转换器. IOUT2. 8 位 数据输入锁存器. IOUT1. D0. Rfb. Rfb. LE1. LE2. I LE. AGND. VCC. DGND. CS. +. WR1.

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  1. 计 算 机 控 制 系 统 教 学 图 片 计算机控制系统教学片

  2. 图补26：DAC0832的结构框图 计算机控制系统教学片

  3. 图63：DAC0832的结构框图 VREF D7 8位 DAC 寄存器 8位 D/A 转换器 IOUT2 8位 数据输入锁存器 IOUT1 D0 Rfb Rfb LE1 LE2 ILE AGND VCC DGND CS + WR1 LE=1,输出数据跟随输入。 LE=0,数据被锁存，输出数据 不变 WR2 + XFER 计算机控制系统教学片

  4. 图64：DAC0832单缓冲器输入接口电路1 +5V ● VCC ILE P2.6 CS Rfb WR WR1 8031 P0.7 D7 TOUT1 - Uo ● TOUT2 + P0.0 D0 ● WR2 AGND ● XFER ● ● DGND DAC0832 计算机控制系统教学片

  5. 图65：DAC0832单缓冲器输入接口电路2 +5V ● VCC ILE P2.5 XFER Rfb WR WR1 8031 P0.7 D7 TOUT1 - Uo ● TOUT2 + P0.0 D0 ● WR2 AGND ● CS ● ● DGND DAC0832 计算机控制系统教学片

  6. 图66：DAC0832单缓冲器输入接口电路3 +5V ● VCC ILE P2.5 ● XFER CS Rfb 8031 TOUT1 - WR1 Uo WR ● WR2 A ● TOUT2 + ● P0.7 D7 AGND P0.0 D0 ● DGND DAC0832 计算机控制系统教学片

  7. 图67：DAC0832双缓冲器输入接口电路 +5V ● VCC VREF -5V ILE Rfb 1# P2.7 CS TOUT1 - P2.6 ● XFER WR1 ● TOUT2 + WR ● ● ● WR2 8031 P0.7 D7 AGND ● 图形显示器 DGND X DAC0832 P0.0 D0 +5V Y ● VCC VREF -5V 2# ILE Rfb XFER TOUT1 - P2.5 CS WR1 ● TOUT2 + ● ● WR2 D7 AGND ● DGND DAC0832 D0 计算机控制系统教学片

  8. 图68：双极性输出方式 +5V VCC R1 R3 VREF DAC 0832 I1 I3 Rfb I2 TOUT1 - R2 - ● TOUT2 + Vout2 ● Vout1 + AGND R4 ● 注：R1=2R，R2=R，R3=2R 计算机控制系统教学片

  9. 图69：12位DAC1208系列接口芯片 VREF DI11 IOUT2 高8位 数据输入锁存器 IOUT1 DI4 Rfb 12位 DAC 寄存器 12位 乘法 DAC Rfb BYTE1/BYTE2 LE1 AGND DI3 VCC 4位输入锁存器 DGND DI0 ● LE2 CS + LE=1,输出数据跟随输入。 LE=0,输出数据被锁存。 WR1 WR2 + XFER 计算机控制系统教学片

  10. 图70：DAC1208与CPU接口电路 DAC1208 P0.7 D11 5~+15V VCC VREF -5V P0.0 D4 Rfb P0.3 D3 TOUT1 - 8031 ● TOUT2 + P0.0 D0 ● P2.7 AGND CS ● P2.0 DGND ● XFER BY1/BY2 WR ● WR1 WR2 计算机控制系统教学片

  11. 图71：不同原理的ADC 电荷再分配型ADC 逐次逼近型ADC 直接ADC 反馈比较型ADC 跟踪计数式ADC 串联方式ADC ADC 非反馈比较型ADC 并联方式ADC （闪烁型ADC) 串并联方式ADC (半闪烁型ADC) 单积分ADC 双积分ADC 电压 时间变换型ADC 四重积分ADC 间接ADC 五重积分ADC 脉宽调制积分型ADC 电压 频率变换型ADC 计算机控制系统教学片

  12. 图72：各类ADC 性能比较表 计算机控制系统教学片

  13. 图72补1:在零刻度有1/2LSB偏移的ADC转移曲线 输出数码 100 011 010 001 000 输入 模拟电压 计算机控制系统教学片

  14. 图72补2:偏移误差示意图 理想 输出数码 100 实际 011 010 001 000 输入 模拟电压 计算机控制系统教学片

  15. 图72补3:满度误差示意图 理想 输出数码 100 实际 011 010 001 000 输入 模拟电压 计算机控制系统教学片

  16. 图73：ADC0809的结构框图 START CLOCK （转换结束） ADC部分 EOC 控制逻辑 IN7 模拟输入 8通道多路模拟开关 三态输出锁存缓冲器 D7 逐次逼近型寄存器SAR IN0 比较器 树状开关 地址选择 A B 地址锁存器和译码器 256R 电阻网络分压器 D0 C OE ALE D/A转换器 （输出允许） VREF(-) VCC VREF(+) GND 计算机控制系统教学片

  17. 图74：ADC0809与CPU接口电路1 ADC0809 D Q CK Q ALE CLK REF(+) REF(-) P0.7 D7 Q7 A2 C IN7 8031 A1 B P0.0 A0 D0 Q0 A D7 D0 WR P2.7 RD INT1 + START ALE IN0 + OE EOC (a)中断方式 计算机控制系统教学片

  18. 图75：ADC0809中断接口方式程序框图 中断服务子程序 主程序 读取A/D转换结果 中断初始化 结果放指定单元 N 设置初值 8路都读取完吗？ 启动A/D 修改地址指针 重置初值 模拟主程序 启动A/D 启动A/D 中断返回 计算机控制系统教学片

  19. 图76：ADC0809与CPU接口电路2 ADC0809 D Q CK Q ALE CLK REF(+) ● REF(-) P0.7 D7 Q7 A2 C IN7 8031 A1 B P0.0 A0 D0 Q0 A D7 D0 WR P2.7 RD P1.0 + ● START ALE IN0 ● + OE EOC (b)查询方式 计算机控制系统教学片

  20. 图77：AD574的结构框图 12/8 CS A0 R/G CE DB11(MSB) DB0(LSB) VCC 27---24 23---20 19---16 VL A B C 逻辑控制 DGND 12位三态输出缓冲器 VEE 转换结束 时钟 20VIN 复位 时钟 10VIN + ● ● 12位三态输出缓冲器SAR STS A - 状态标志 AGND ● 比较器 ● BIPOFF ● DAC out REF IN REF IN D/A转换器（AD565） 10V REF REFout ● AGND 计算机控制系统教学片

  21. 图78： AD574控制信号组合表 计算机控制系统教学片

  22. 图79：AD574与CPU接口电路 VCC +15V ALE VEE -15V G +15V D7 Q7 P0.7 REFIN ● REFout A1 R/G A0 P0.0 A0 D0 Q0 BIPOFF ● 8031 DB11 DB4 10VIN P0.7 DB3 -15V 20VIN P0.4 DB0 AGND WR RD P1.0 12/8 ● CE CS ● STS DGND ● AD574 计算机控制系统教学片

  23. 图79补1:顺序查表子程序框图 顺序查表子程序 CHEACD 关键字 R4 表长度 取表中的数 N 与关键字等吗？ 地址+1 R2R3 (DPTR) 全查完了吗？ R2R3 00H 中断返回 计算机控制系统教学片

  24. 图79补2:计算查表的表格排列 计算机控制系统教学片

  25. 图79补3:中值滤波子程序框图1 ORG 8000H 中值滤波子程序 INTER: MOV R2, #04H SORT: MOV A, R2 中值滤波子程序 R2 大循环次数 MOV R3, A MOV R0, #SAMP R3 小循环次数 LOOP: MOV A, @R0 Y INC R0 ((R0))<((R0)+1)？ 书中程序及框图 MOV R1, A CLR C ((R0)) ((R0)+1) SUBB A, @R0 指向下一个数 MOV A, R1 JC DONE (R3) (R3)-1 MOV A, @R0 DEC R0 N (R3)=0？ XCH A, @R0 INC R0 (R2) (R2)-1 MOV @R0, A (R2)=0？ DONE: DJNZ R3, LOOP DJNZ R2, SORT INC R0 取中值 MOV @R0, A RET 返回 计算机控制系统教学片

  26. 图79补3:中值滤波子程序框图2 中值滤波子程序 中值滤波子程序 R2 大循环次数 R0 数据首地址 R0 数据首地址 R3 R2 Y ((R0))<((R0)+1)？ A ((R0)) ((R0)) ((R0)+1) 返回 指向下一个数据 R3 (R3 )—1 N (R3)=0？ DEC R2 (R2)=0？

  27. 图79补3:中值滤波子程序框图3 ORG 8000H INTER: MOV R2, #04H SORT: MOV A, R2 MOV R3, A MOV R0, #SAMP LOOP: MOV A, @R0 INC R0 MOV R1, A X CLR C SUBB A, @R0 MOV A, R1 X JC DONE MOV A, @R0 DEC R0 XCH A, @R0 INC R0 MOV @R0, A DONE: DJNZ R3, LOOP DJNZ R2, SORT INC R0 MOV A, @R0 RET

  28. 图79补3:中值滤波子程序框图4 例:某温度控制系统，测温范围为0℃～500℃，如温度经变送器线性变换为1～5V，假定选用输入为0～5V的8位ADC，试求出由数字量为80H时对应的温度T。 ℃

  29. 图80：模拟PID算法 1、理想化PID算法： P(t)=KP[e(t)+ ∫e(t)dt+TD ] 5.1--1 2、PID参数变化对控制系统性能的影响： 性能 变化趋势 参数变化 计算机控制系统教学片

  30. 图81：常用PID控制器适用场合 场合 条件 控制器类型 计算机控制系统教学片

  31. 图82：两种理想化的数字PID算法 1、普通位置式PID控制算法： P(k)=KP{[E(k)+ +[ E(k)-E(k-1)] 5.1--2 2、递推式位置式PID控制算法： P(k)=P(k-1)+KP [ E(k)-E(k-1)]+KI E(k)+ 5.1—3 KD[E(k)- 2E(k-1) +E(k-2)] 3、增量式PID控制算法： ΔP(k)=KP [ E(k)-E(k-1)]+KI E(k)+KD[E(k)- 2E(k-1) +E(k-2)] 5.1—4 计算机控制系统教学片

  32. 图83：位式PID浮点运算子程序框图 位式PID浮点运算子程序 取采样值R(k),M(k) 计算E(k)=R(k)-M(k) 计算PP(k)=KPE(k) 计算PI(k)=KIE(k)+PI(k-1) 计算PD(k)=KD[E(k)-E(k-1)] 计算P(k)= PP(k)+PI(k)+ PD(k) 将P(k)转成双字节整数 R2R3 E(k-1) E(k) , P(k-1) P(k) 返回 计算机控制系统教学片

  33. 图84：增量式PID浮点运算子程序框图 增量式PID浮点运算子程序 取采样值R(k),M(k) 计算E(k)=R(k)-M(k) 计算ΔPP(k)=KPE(k) 计算Δ PI(k)=KIE(k) 计算Δ PD(k)=KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] 计算Δ P(k)= Δ PP(k)+Δ PI(k)+Δ PD(k) 将Δ P(k)转成双字节整数 R2R3 E(k-2) E(k-1) , E(k-1) E(k) 返回 计算机控制系统教学片

  34. 图85：不完全微分的PID算式 1、完全微分的缺点：容易引入高频干扰 2、解决办法：加入低通滤波环节。 3、不完全微分的PID算式： P(k)=KP E(k)+ +(1-α)KD[E(k)- E(k-1) ]+ α PD(k-1)] 5.1—5 计算机控制系统教学片

  35. 图86：完全和不完全微分PID控制器阶跃响应输出曲线图86：完全和不完全微分PID控制器阶跃响应输出曲线 PPID(k) PPID(k) (a)完全微分式 (b)不完全微分式 计算机控制系统教学片

  36. 图87：积分分离PID算法 Y(t) 2ε t P(k)= KP E(k)+KD[E(k)- E(k-1) ] |E(k)|≥ε KP E(k)+ +KD[E(k)- E(k-1) ] |E(k)|≥ε 5.1—6 计算机控制系统教学片

  37. 图88：积分分离PID程序框图 积分分离PID子程序 取采样值R(k),M(k) 计算E(k)=R(k)-M(k) 计算Δ PPD(k)=KP[E(k)-E(k-1)]+ KD[E(k)-2E(k-1)+E(k-2)] Y Δ PI(k)=KIE(k) |E(k)|<ε？ Δ P(k)= Δ PPD(k) Δ P(k)= Δ PPD(k)+ Δ PI(k) P(k)=P(k-1)+ Δ P(k) 将P(k)转成双字节整数 R2R3 E(k-2) E(k-1), E(k-1) E(k), P(k-1) P(k) 返回 计算机控制系统教学片

  38. 图89：带手/自动的PID子程序框图 带手/自动的PID子程序 手动后援处理 M/A=0？ N 计算Δ PPD(k) N 是刚切换过来吗？ P(k)=Δ P(k)+P手 P(k)=P(k-1)+ Δ P(k) 返回 计算机控制系统教学片

  39. 图90：遇限削弱积分法PID程序框图 遇限削弱积分法PID子程序 计算E(k) 计算PP(k)+PD(k) Y P(k-1) ≥Pmax？ Y P(k-1) ≤Pmin？ N N E(k)<0？ E(k)>0？ 计算积分项PI(k) PI(k) = PI(k-1) PI(k) = PI(k-1) P(k)= PP(k)+PI(k)+ PD(k) 返回 计算机控制系统教学片

  40. 图91：带限位的PID算法程序框图 带限位的PID子程序 计算P(k) Y P(k) ≥Pmax？ Y P(k) ≤Pmin？ P(k) = Pmin P(k) =Pmax 输出P(k) 返回 计算机控制系统教学片

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