动力工程测控技术实验指导书

动力工程测控技术

实验指导书

上 海 理 工 大2004.10

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学

目 录

实验一 I/O通道接口实验

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实验二 自动检测压力实验 5

实验三 计算机控制灯泡亮度实验 8

实验四 风洞流量的控制实验 10

实验五 材料导热系数测定实验 13

实验六恒温水箱温度控制实验 16

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实验一 I/O通道接口实验

1 实验目的

掌握如何将外部信号和计算机内部信号进行交换； 掌握CAE中的接口地址的概念。

2 实验原理

计算机内部的总线（表示数据的电线）按其不同的用途可分为地址线、数据线和控制线，数据线用以传输实在的数据，地址线用以决定数据传给谁，控制线用以决定何时传、怎么传以及是否允许传等。这好比送邮件，数据线就好比是邮件，地址线就好比是房间号码等，而控制线就好比房间有没有人收等，只有房间里有人收邮件，且房间号码都正确时，才能完成邮件的递送。同样在计算机内部传送数据时也要地址线上的信号正确，且控制线打开了相应的存储单元，数据就可以传达相应的单元。

对外部设备而言，要跟计算机交换信息，也必须按计算机的规律给外部信息进行编码，也就是给外部设备以一定的地址。当计算机发送信息时的地址跟该外部设备的地址一样时，就可以将计算机的信息传给外部设备；同样当计算机从某个地址读取信息时的地址跟外部设备一样，计算机就可以从外部设备获取所须的信息。

所以，在实际的控制中，一定要给设备进行编码，这也主要表现在给A/D、D/A接口板进行相应的的编码。编码，说穿了就是将计算机的地址线按一定的逻辑关系进行组合。编码的方法有很多种，这里我们选用最简单的一种从而帮助掌握接口地址的概念。

现有一个可提供和接收标准信号的控制设备，要求将设备的地址信号定为2F0H--2F3H，也就是说计算机向地址2F0H--2F3H发数据到该控制设备，而从地址2F0H--2F3H取数据即是从该设备取数据。我们知道，PC计算机的输入输出通道（接线总口）提供了共20根地址线，用来编码I/O地址时只有共10根地址线可使用。最简单的编码方法是将要编成的地址拆成二进制数，2FOH--2F3H可拆成1011110000B--1011110011B；然后取出二进制的共同部分10111100，用简单的与门和非门来实现，不同部分用译码电路来实现。

图1-1 逻辑电路框图

共同部分可表示成逻辑表达式，为1的位取正逻辑，为0的位取负逻辑，10111100表示为：

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F?A9A8A7A6A5A4A3A2 （1―1）

F为控制设备所必备的，这是因为当A9到A2中有一位不是遵循10111100的规律，F就为零，也就无法大开该设备大门。F信号用与非门实现如图1-1。

图1-2 74LS138引脚图 表1-1 74LS138真值表 输 入 G1 0 × × 1 1 1 1 1 1 1 1

从其引脚图和真值表可看到74LS138的输出那一位有效是根据CBA的编码情况来的，我们将C一直接地，A1地址线接到B上，A0接到A上。则当A0A1分别为00、01、10、11时，有Y0到Y3分别有效，将前面的F接到G1上，G2A、G2B永远接地，就有当A9到A0为1011110000时Y0有效，为1011110001时Y1有效，为1011110010时Y2有效，为10111110011时Y3有效，这也就相当于Y3到Y0分别对应着2F3H到2F0H的地址信号。

G2A G2B × 1 × 0 0 0 0 0 0 0 0 × × 1 0 0 0 0 0 0 0 0 C × × × 0 0 0 0 1 1 1 1 B × × × 0 0 1 1 0 0 1 1 A × × × 0 1 0 1 0 1 0 1 Y0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Y1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Y2 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 输 出 Y3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 Y4 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 Y5 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 Y6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 Y7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 3