北大普通物理综合实验课件5计算机控制万用表与计算机控制多路转换器

综合物理实验计算机控制万用表与计算机控制多路转换器一.计算机控制万用表『实验目的』通过计算机控制万用表实现数据测量的自动化『实验仪器』1.HP多功能数字式复用表34401A；2.计算机：CPU:PIII450,RAM:256M『实验原理』1.RS－232接口（1）RS-232简介RS－232是美国电子工业协会（EIA）于上世纪60年代制定的一种串行接口标准，在通讯领域用得十分普遍。由于计算机上普遍都带有RS－232接口，很适合与带有RS－232接口的测控设备互联，实现测控设备的计算机控制。因此，目前测控设备普遍采用RS－232串行通讯接口方式。（2）RS-232特点：由于RS-232是串行通讯，所以传输速度较慢（19200比特），一般较适用于通信量较小的情况。RS-232的传输距离较短，一般适用于几十米内。由于RS-232的信号传输方式为单向（Single-Ended）的方式，因此抗干扰能力较差（此时可用RS-422、RS-485代替）。由于一般的计算机都有RS-232接口（通常是两个，不够的话，还可选用多接口卡Multi-PortCard）,而且接线简单，对要求一般的情况足以应付。2.使用方法：调用VB中自带MicrosoftCommControl(MSComm32.ocx)控件，可以方便的实现对COM口(即RS-232)的控制。注意：端口号、比特率、起始位、停止位、奇偶校验位、交握协议的设定要与测量设备一致。『实验中遇到的问题』产品说明书中给的范例程序无法运行可以实现两台计算机间的通信，但照此方法不能与万用表通信，万用表会报错『如何解决的？』产品说明书中的范例程序（QB）：:SYSTem:REMote去掉第一个“：”后，范例程序可以运行。但VB的程序还是无法运行交握协议？（rs,cd,lf,pe）rs(RTS)?*lf命令字错误→命令字过长?一个“Enter”『实验结果』基本实现手动操作的所有功能，能达到实验数据的自动测量。1二.计算机控制多路转换器『实验目的』在很多物理实验中，进行测量时经常遇到需要频繁改变电路接线方式的问题，我们的实验就是这样。接线图：被测物如下：243薄膜我们要求在实验进行中可以测量1、2、3、4任意两点间的电压、电流或磁阻。当然我们希望只用一块万用表（通过换线），而不是摆上六块表来达到目的。如果只用一块万用表，那么在实验中必然要频繁换线，而且换线速度越快越好。显然手动换线是达不到要求的，也不利于计算机的统一调控，为此我们需要如下一种装置：控制线：A、B、C出于对换线速度的考虑，最初想用MAXIM公司或ANALOG公司生产的集成多路器或模拟开关（100ns）。但由于这几种芯片比较少见，所以在市场上没有买到。1234万用表仪器控A制B信C号为此用低压继电器代替上述芯片作为开关。这种代替的缺点：开关建立时间变长、无保护功能；优点：导通电阻小、无需工作电源、价格低廉。电路设计：选用三根控制线：A、B、C，共可产生8种逻辑组合。经过计算可得，只需要6种逻辑组合即可以实现我们需要的全部换线需要，剩下的两种可用于此设备的功能扩展。具体电路图如下：ABC1234黑红『所用元器件』74LS04集成非门1片；74LS08集成与门1片；74LS32集成或门3片；JRC-23F型低压(5V)继电器4个；JRC-23F型低压(3V)继电器2个；晶体管（6个）。『实验中遇到的问题』继电器的工作电流较大，将逻辑门的输出高电平拉到2.6V左右。『解决办法』加晶体管。新问题：电源功率不够。不能加限流电阻。更换继电器，电源。『实验结果』利用上述电路实现了具有下列功能的多路转换器。功能表：1243ABC测量端0101，20001，30111，41002，30012，41013，4薄膜『一点设想』四线接法可以用74LS138（合适的晶体管或驱动电路）。