- •Использование эвм в физическом эксперименте
- •Определение времени замкнутого состояния кнопки
- •Количество замыканий кнопки:
- •Измерение частоты
- •Цифро–аналоговый преобразователь (цап)
- •Генератор прямоугольных импульсов
- •Генератор синусоидальных колебаний
- •Аналого-цифровой преобразователь
- •Ацп с использованием эвм
- •Ацп с использованием компаратора
- •Регистрация двух каналов
- •Ацп с использпванием метода зарядки rc-цепи
- •Ацп на основе преобразователя напряжение–частота
- •Системные часы компьютера
- •Игровой порт.
- •Устройство последовательного сом–порта
- •Лабораторный практикум Лабораторная работа № 1 Определение периода колебания маятника
- •Лабораторная работа № 2 Определение ускорения свободного падения
- •Лабораторная работа № 3 Движение тела по наклонной плоскости
- •Лабораторная работа № 4 Определение времени взаимодействия соударяющихся тел
- •Лабораторная работа № 5 Определение скорости звука в длинном металлическом стержне
- •Лабораторная работа № 6 Измерение эффекта Доплера в воздухе
- •Лабораторная работа № 7 Измерение распределения Гаусса
- •Лабораторная работа № 8 Подключение счетчика Гейгера к компьютеру.
- •Лабораторная работа № 9 Программируемое таймерное устройство для подачи звонков
- •Лабораторная работа № 10 Автоматизированное устройство для поддержания и программирования изменения температуры
Регистрация двух каналов
аналоговых сигналов с помощью LPT порта.
Рис.19
Вначале производится оцифровка сигнала U1(t), на выходе компаратора 1 при изменении сигнала с лог. 1 на лог.0 , (бит D3 ) входной порт изменяется с числа 127 на число 119. При дальнейшей оцифровке сигнапа U2(t) на выходе компаратора 2 при изменении сигнала с лог. 1 на лог.0 , (бит D4) входной порт изменяется с 119 на 103.
Программа:
1 0 t=0
20 for a=0 to 15 опрос первого канала
30 out &h378,a в переменную а записывается цифровой код первого канала
40 b=inp (&h379)
50 if b=119 then goto 70
60 next a
70 for c=16 to 240 step 16 опрос второго канала
80 out &h 378,c в переменную с записывается цифровой код второго канала
90 d= inp (&h379)
100 if d=103 then goto 130
110 next c
130 print u1= (5/15)*a напряжение в первом канале
140 print u2=0,3* (c/16) напряжение во втором канале
Если необходимо построить на экране монитора графики U1(t) и U2(t) Рис.20, добавляются строки:
130 pset(120 – a, t) график u1(t)
140 pset (120 – c/16, t) график u2(t)
145 sleep 1
150 t= t+1
160 goto 20
Рис.20
Ацп с использпванием метода зарядки rc-цепи
Принцип измерения основан на определении времени зарядки конденсатора через резисторы ( Рис.10).
Рис.10
Если на вход схемы подать напряжение такой полярности, при которой ток зарядки I=Iвх.+ Iзар. конденсатора С увеличится (Рис.7), время зарядки конденсатора уменьшается. Если входное напряжение увеличивается, время зарядки конденсатора уменьшается. (рис.11). Если изменить полярность входного напряжения, то токи зарядки конденсаторов вычитаются I=Iвх.–Iзар. и соответственно время зарядки увеличивается.
Рис.11
Программа считает время зарядки конденсатора С.
10 cls
20 out &h 378,1 включение питания – D0=1
30 out &h 378,3 напряжение на D1=1 – начало зарядки конденсатора
40 for a=0 to 20000 счет циклов зарядки конденсатора
50 &=inp (&h 379)
60 if b=119 then 60 to 80 если конденсатор С зарядился идти на 80
70 next a
80 print a печатать число циклов затраченных на зарядку конденсатора
90. out &h 378,1 D1=0 – разрядка конденсатора
100. sleep 1
110. goto 30
Недостатком схемы является нелинейная зависимость между подаваемым напряжением и временем зарядки конденсатора и низкое входное сопротивление АЦП, в связи с исрользованием биполярного транзистора Использование МОП структуры дает возможность резко увеличить входное сопротивление АЦП (Рис. 12) в остальном она аналогична показанной на рис. 10
Рис.12
Ацп на основе преобразователя напряжение–частота
Очень часто используется АЦП на основе преобразователя напряжение – частота F=f(U), генератора, у которого частота на выходе зависит от напряжения на его входе, где может быть хорошая линейность между F и U (Рис.13). Эта частота подается во входной порт компьютера и программно измеряется.
Рис.13
Схема генератора, частота колебаний которого зависит от входного напряжения показана на Рис.14. В цепи обратной связи используется в качестве вариконда диод D1 и изменяет свою емкость в зависимости от входного напряжения. При увеличении входного напряжения запирающее напряжение уменьшает емкость p–n перехода и частота генерации линейно увеличивается.
Рис.14
Программа:
10 cls
15 to=timer
20 a= inp (&h379)
30 if a= 127 then goto 20
40 a= inp (&h379)
50 if a=119 then go to 40
60 n=n+1
70 t1=timer
80 if t1-to<1 then goto 20
90 print n
100 pset (n, t)
110 t=t+1
120 goto 15