微机实验报告-计算机与通信综合实验硬件实验

时间：2021-03-04 18:03:13 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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微机实验报告-计算机与通信综合实验硬件实验 本文关键词：实验，微机，通信，硬件，计算机

微机实验报告-计算机与通信综合实验硬件实验 本文简介：计算机与通信综合实验计算机与通信综合实验硬件实验实验一A/D转换实验一、实验目的了解模/数转换基本原理，掌握ADC0809的使用方法。二、实验内容利用实验系统上电位器提供的可调电压作为0809模拟信号的输入，编制程序，将模拟量转换为数字量，通过数码管显示出来。三、实验接线图四、程序流程图五、程序源代

微机实验报告-计算机与通信综合实验硬件实验 本文内容：

计算机与通信

综合实验

计算机与通信综合实验硬件实验

实验一

A/D转换实验

一、实验目的

了解模/数转换基本原理，掌握ADC0809的使用方法。

二、实验内容

利用实验系统上电位器提供的可调电压作为0809模拟信号的输入，编制程序，将模拟量转换为数字量，通过数码管显示出来。

三、实验接线图

四、程序流程图

五、程序源代码

CODE

SEGMENT

;H0809.ASM

ASSUME

CS:CODE

ADPORT

EQU

8000h

PA

EQU

0FF21H

;字位口

PB

EQU

0FF22H

;字形口

PC

EQU

0FF23H

;键入口

ORG

1000H

START:

JMP

START0

BUF

DB

?,?,?,?,?,?

data1:

db

0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h

db

86h,8eh,0ffh,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH

START0:

CALL

BUF1

ADCON:

MOV

AX,00

MOV

DX,ADPORT

OUT

DX,AL

MOV

CX,0500H

DELAY:

LOOP

DELAY

MOV

DX,ADPORT

IN

AL,DX

CALL

CONVERS

CALL

DISP

JMP

ADCON

CONVERS:MOV

AH,AL

AND

AL,0FH

MOV

BX,OFFSET

BUF

MOV

[BX+5],AL

MOV

AL,AH

AND

AL,0F0H

MOV

CL,04H

SHR

AL,CL

MOV

[BX+4],AL

RET

DISP:

MOV

AL,0FFH

;00H

MOV

DX,PA

OUT

DX,AL

MOV

CL,0DFH

;20H

;显示子程序,5ms

MOV

BX,OFFSET

BUF

DIS1:

MOV

AL,[BX]

MOV

AH,00H

PUSH

BX

MOV

BX,OFFSET

DATA1

ADD

BX,AX

MOV

AL,[BX]

POP

BX

MOV

DX,PB

OUT

DX,AL

MOV

AL,CL

MOV

DX,PA

OUT

DX,AL

PUSH

CX

DIS2:

MOV

CX,00A0H

LOOP

$

POP

CX

CMP

CL,0FEH

;01H

JZ

LX1

INC

BX

ROR

CL,1

;SHR

CL,1

JMP

DIS1

LX1:

MOV

AL,0FFH

MOV

DX,PB

OUT

DX,AL

RET

BUF1:

MOV

BUF,00H

MOV

BUF+1,08H

MOV

BUF+2,00H

MOV

BUF+3,09H

MOV

BUF+4,00H

MOV

BUF+5,00H

RET

CODE

ENDS

END

START

六、程序运行结果

接线图：

源代码界面：

运行结果：

输出数字量为0：

输出数字量为FF：

输出数字量为80：

实验二

8255A并行口实验（一）

一、实验目的

⒈

掌握8255A和微机接口方法。

⒉

掌握8255A的工作方式和编程原理。

二、实验内容

用8255PA口控制PB口。

三、实验接线图

四、实验程序框图

五、程序源代码

CODE

SEGMENT

;H8255-1.ASM

ASSUME

CS:CODE

IOCONPT

EQU

0FF2BH

IOBPT

EQU

0FF29H

IOAPT

EQU

0FF28H

ORG

11B0H

START:

MOV

AL,90H

MOV

DX,IOCONPT

OUT

DX,AL

NOP

NOP

NOP

IOLED1:

MOV

DX,IOAPT

IN

AL,DX

MOV

DX,IOBPT

OUT

DX,AL

MOV

CX,0FFFFH

DELAY:

LOOP

DELAY

JMP

IOLED1

CODE

ENDS

END

START

六、程序运行结果

源代码界面：

接线图：

运行结果：

灯泡全亮：

灯泡3、5亮：

灯泡1灭：

实验三

8255A并行口实验(二)

一、实验目的

掌握通过8255A并行口传输数据的方法，以控制发光二极管的亮与灭。

二、实验内容

用8255做输出口，控制十二个发光管亮灭，模拟交通灯管理。

三、实验接线图

四、实验流程图

五、实验程序清单

CODE

SEGMENT

;H8255-2.ASM

ASSUME

CS:CODE

IOCONPT

EQU

0FF2BH

IOAPT

EQU

0FF28H

IOBPT

EQU

0FF29H

IOCPT

EQU

0FF2AH

ORG

11e0H

START:

MOV

AL,82H

MOV

DX,IOCONPT

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOBPT

IN

AL,DX

MOV

BYTE

PTR

DS:[0601H],AL

MOV

DX,IOCONPT

MOV

AL,80H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOBPT

MOV

AL,DS:[0601H]

OR

AL,0F0H

OUT

DX,AL

MOV

DX,IOCPT

MOV

AL,0F0H

OUT

DX,AL

CALL

DELAY1

IOLED0:

MOV

AL,10100101B

MOV

DX,IOCPT

OUT

DX,AL

CALL

DELAY1

ALL

DELAY1

OR

AL,0F0H

OUT

DX,AL

MOV

CX,8H

IOLED1:

MOV

DX,IOBPT

MOV

AL,DS:[0601H]

AND

AL,10101111B

OUT

DX,AL

CALL

DELAY2

OR

AL,01010000B

OUT

DX,AL

CALL

DELAY2

LOOP

IOLED1

MOV

DX,IOCPT

MOV

AL,0F0H

OUT

DX,AL

CALL

DELAY2

MOV

AL,01011010B

OUT

DX,AL

CALL

DELAY1

CALL

DELAY1

OR

AL,0F0H

OUT

DX,AL

MOV

CX,8H

IOLED2:

MOV

DX,IOBPT

MOV

AL,DS:[0601H]

AND

AL,01011111B

OUT

DX,AL

CALL

DELAY2

OR

AL,10100000B

OUT

DX,AL

CALL

DELAY2

LOOP

IOLED2

MOV

DX,IOCPT

MOV

AL,0F0H

OUT

DX,AL

CALL

DELAY2

JMP

IOLED0

DELAY1:

PUSH

AX

PUSH

CX

MOV

CX,0030H

DELY2:

CALL

DELAY2

LOOP

DELY2

POP

CX

POP

AX

RET

DELAY2:

PUSH

CX

MOV

CX,8000H

DELA1:

LOOP

DELA1

POP

CX

RET

CODE

ENDS

END

START

六、程序运行结果

源代码界面：

实验接线图：

程序运行结果：

计算机与通信综合实验软件实验

学号是2014302540218，(学号尾数

Mod

4)

+

1=1。

实验目的：

编写一段程序，已知长度为20的BUF1中有20个无符号数，将其中的数据依次取出并乘3，如果出现溢出，则将溢出的部分去掉保留尾数，逆序存放在BUF2中。

实验源代码：

BUF1

DB

100,95,90,85,80,75,70,65,60,55,50,45,40,35,30,25,20,15,10,5

BUF2

DB

20

DUP(

?

)

LEA

SI,BUF1

LEA

DI,BUF2

MOV

CL,20

NEXT1:

MOV

AL,[SI]

MOV

BL,3

MUL

BL

MOV

[DI+19],AL

INC

SI

DEC

DI

LOOP

NEXT1

HLT

源代码界面：

运行结果：

BUF1中存储的数据是：100,95,90,85,80,75,70,65,60,55,50,45,40,35,30,25,20,15,10,5

代码经过执行，BUF2中存储的数据是：

15,30,45,60,75,90,105,120,135,150,165,180,195,210,225,240,255,14,29,44

经验证，所得到的结果满足实验要求。

16

篇2：微型计算机技术及应用实验报告

微型计算机技术及应用实验报告 本文关键词：计算机技术，实验，报告

微型计算机技术及应用实验报告 本文简介：《微型计算机技术及应用》实习报告2016年12月30日一实验要求3二实验原理3三代码结构3四代码及注释3五代码运行截图20一实验要求把一开始做的密码验证、进入图形界面、自己设置调色板并画图、画窗口、显示图像、定时中断控制、汉字显示以及多任务的实现等等整合起来，做成一个简单的可以U盘启动的简易系统，还

微型计算机技术及应用实验报告 本文内容：

《微型计算机技术及应用》实习报告

2016年12月30日

一

实验要求3

二

实验原理3

三

代码结构3

四

代码及注释3

五

代码运行截图20

一

实验要求

把一开始做的密码验证、进入图形界面、自己设置调色板并画图、画窗口、显示图像、定时中断控制、汉字显示以及多任务的实现等等整合起来，做成一个简单的可以U盘启动的简易系统，还可以加上简易输入法和动画等，每个人根据自己的能力和设想来完成最终的版本。

二

实验原理

输入密码（huang），后台检测是否正确。正确，进入优盘启动系统桌面，错误，显示Error。并在桌面显示Hi！欢迎字样。并写明作者黄。

三

代码结构

首先写一个密码验证程序，然后验证成功后跳转到图形显示界面。在图形显示界面上画上需要显示的汉字。

四

代码及注释

;判断密码是否正确，正确输出success，失败输出failed

;AX称为累加器,是CPU中使用最多,功能最强,执行效率的寄存器.

;BX称为基地址寄存器

;CX称为计数寄存器.

;DX称为数据寄存器.

;没有本质上的区别,都是通用16位寄存器.

org

0x8400

jmp

boot_start

string

db

Error!

string1

db

Welcome!

string2

db

huang

;扩展键盘ascii码123456不同

;db1

resb

10;在此处申请了一个10个字节的空间

boot_start:

mov

si,0;累加器初始化为0

for:

cmp

si,4;计数器6

输入的字符数大于等于6

ja

success;跳转s执行

mov

ah,10h;接受字符

int

16h;16h里的10h

cmp

al,[string2+si];如果al不等于str2

jne

error;执行error

inc

si;累加器+1

jmp

for;循环执行

error:;输入密码错误

mov

ax,cs;13h的参数

mov

es,ax

mov

bp,string;Error!

mov

ah,13h;显示字符串

mov

bh,0

mov

bl,41h;ah高四位为背景色，al低四位为字体色

颜色系统默认

mov

cx,6;字数

mov

dh,2;行数

mov

dl,3;列数

mov

al,1

int

10h;调用13h

jmp

end

success:;输入密码正确

mov

ax,cs

mov

es,ax

mov

bp,string1

mov

ah,13h

mov

bh,0

mov

bl,41h

mov

cx,8

mov

dh,2

mov

dl,3

mov

al,1

int

10h

jmp

for4

for4:

;图像部分

mov

AH,00h;进入图形模式

mov

AL,13h;显示字符串

INT

10H

mov

ax,0900h;调色板信息已经被写入内存9036H位置

mov

es,ax;接下来256位

为调色板信息

mov

bx,0036h;9000到9036H

为图片信息BMP

mov

ch,0h

for2:

mov

al,ch;dx端口编号

mov

dx,3c8h;al

端口值

out

dx,al;开始编辑调色板

mov

dx,3c9h;R

mov

al,byte

[es:bx+2];div/4

shr

al,1;shr为逻辑右移指令

shr

al,1;颜色太深，除以4

out

dx,al

mov

al,byte

[es:bx+1];G

shr

al,1

shr

al,1

out

dx,al

mov

al,byte

[es:bx];B

shr

al,1

shr

al,1

out

dx,al

add

bx,4

inc

ch

cmp

bx,0436h

ja

x

jmp

for2

x:

;画板信息

mov

ax,0xa000;段基址

mov

ds,ax

mov

bx,0;偏移地址

mov

ax,0900h;图片内存地址

mov

es,ax

mov

bp,0436h

add

bp,0xFA00;320*200=64000

到图片尾部

for3:

mov

cl,byte

[es:bp]

mov

byte

[ds:bx],cl

inc

bx

sub

bp,1;倒着画

cmp

bx,0xFA00;检测图片是不是画完了

ja

z;画完了

结束

jmp

for3;没有

执行循环

z:

mov

ax,0a000h;起始点

mov

es,ax;段基址

mov

bx,57e4h;最初起始点70*320+100=22500

mov

ax,0;初始化

a:

mov

byte

[es:bx],04eh;04eh红色

画点

add

bx,320;每隔320像素点画一次

cmp

bx,0a2e4h;判断是否到达终止点130*320+100=41700

ja

b;到达终点跳到下一个起始点

jmp

a;未到到终点

执行循环

b:

mov

bx,7d64h;下一个起点100*320+100=32100

c:

mov

byte

[es:bx],04eh

add

bx,1

cmp

bx,7d82h;100*320+130

=

32130

ja

d

jmp

c

d:

mov

bx,5802h;70*320+130

=

22530

e:

mov

byte

[es:bx],04eh

add

bx,320

cmp

bx,0a302h;130*320+130

=

41730

ja

f

jmp

e

f:

mov

bx,5820h;70*320+160

=

22560

g:

mov

byte

[es:bx],04eh

add

bx,320

cmp

bx,64a0h;80*320+160

=

25760

ja

h

jmp

g

h:

mov

bx,7da0h;100*320+160

=

32160

i:

mov

byte

[es:bx],04eh

add

bx,320

cmp

bx,0a320h;130*320+160

=

41760

ja

j

jmp

i

j:

mov

bx,583eh;70*320+190

=

22590

k:

mov

byte

[es:bx],04eh

add

bx,320

cmp

bx,7dbeh;100*320+190

=

32190

ja

l

jmp

k

l:

mov

bx,96beh;120*320+190

=

38590

m:

mov

byte

[es:bx],04eh

add

bx,320

cmp

bx,0a33eh;130*320+190

=

41790

ja

n

jmp

m

n:

mov

bx,1914h;20*320+20

=

6420

黄字开始

o:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,1

cmp

bx,1950h;20*320+80

=

6480

第一横

ja

p

jmp

o

p:

mov

bx,3200h;40*320

=

12800第二横开始

q:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,1

cmp

bx,3264h;40*320+100

=

12900

ja

r

jmp

q

r:

mov

bx,28h;40

第三竖开始

s:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,320

cmp

bx,3228h;40*320+40

=

12840

ja

t

jmp

s

t:

mov

bx,3ch;60

第四竖开始

u:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,320

cmp

bx,323ch;40*320+60

=

12860

ja

v

jmp

u

v:

mov

bx,4b1eh;60*320+30

=

19230

第五竖

w:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,320

cmp

bx,7d1eh;100*320+30

=

32030

ja

xx

jmp

w

xx:

mov

bx,4b1eh;60*320+30

=

19230

第六横

y:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,1

cmp

bx,4b46h;60*320+70

=

19270

ja

aa

jmp

y

aa:

mov

bx,4b46h;60*320+70

=

19270

第七竖

bb:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,320

cmp

bx,7d46h;100*320+70

=

32070

ja

cc

jmp

bb

cc:

mov

bx,641eh;80*320+30

=

25630

第八横

dd:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,1

cmp

bx,6446h;80*320+70

=

25670

ja

ee

jmp

dd

ee:

mov

bx,7d1eh;100*320+30

=

32030

第九横

ff:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,1

cmp

bx,7d46h;100*320+70

=

32070

ja

gg

jmp

ff

gg:

mov

bx,3eb2h;50*320+50

=

16050

第十竖

hh:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,320

cmp

bx,7d32h;100*320+50

=

32050

ja

ii

jmp

hh

ii:

mov

bx,9628h;120*320+40

=

38440

第十一撇

jj:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,319

cmp

bx,0af14h;140*320+20

=

44820

ja

kk

jmp

jj

kk:

mov

bx,963ch;120*320+60

=

38460

第十二捺

ll:

mov

byte

[es:bx],04h

add

bx,321

cmp

bx,0af50h;140*320+80

=

44880

ja

z

jmp

ll

end:

jmp

end;成功后跳转

jmp

end;成功后跳转

五

代码运行截图

输入密码错误

输入密码正确

篇3：控制工程实验报告

控制工程实验报告 本文关键词：控制工程，实验，报告

控制工程实验报告 本文简介：HefeiUniversityofTechnology《控制工程基础》实验报告学院机械与汽车工程学院姓名学号专业班级机械设计制造及其自动化13-7班2015年12月15日自动控制原理实验?1、线性系统的时域分析?1.1典型环节的模拟研究一、实验要求1、掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式

控制工程实验报告 本文内容：

Hefei

University

of

Technology

《控制工程基础》

实

验

报

告

学

院

机械与汽车工程学院

姓

名

学

号

专业班级

机械设计制造及其自动化13-7班

2015年

12

月

15

日

自动控制原理实验

?

1、线性系统的时域分析

?

1.1典型环节的模拟研究

一、

实验要求

1、掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式。

2、

观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响。

二、实验原理

(典型环节的方块图及传递函数)

典型环节名称

方

块

图

传递函数

比例

（P）

积分

（I）

比例积分

（PI）

比例微分

（PD）

惯性环节

（T）

比例积分微分（PID）

三、实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。

如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。

1)

观察比例环节的阶跃响应曲线

典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。该环节在A1单元中分别选取反馈电阻R1=100K、200K来改变比例参数。

图3-1-1

典型比例环节模拟电路

实验步骤：

注：“SST”不能用“短路套”短接！

（1）将信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

当反馈电阻R1=100K时

当反馈电阻R1=200K时

S4，S7

S4，S8

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B1（0/+5V）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选“X1”档。时间量程选“x4”档。

（4）运行、观察、记录：

按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+5V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t），且将结果记下。改变比例参数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1），重新观测结果,其实际阶跃响应曲线见表3-1-1。

2)

观察惯性环节的阶跃响应曲线

典型惯性环节模拟电路如图3-1-2所示。该环节在A1单元中分别选取反馈电容C

=1uf、2uf来改变时间常数。

图3-1-2

典型惯性环节模拟电路

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）将信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

当反馈电容C=1uf时

当反馈电容C=2uf时

S4，S8，S10

S4,S8,S10,S11

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B1（0/+5V）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程选‘x4’档。

（4）运行、观察、记录：

按下信号发生器（B1）阶跃信号按钮时（0→+5V阶跃），用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t），且将结果记下。改变时间常数（改变运算模拟单元A1的反馈反馈电容C），重新观测结果，

其实际阶跃响应曲线见表3-1-1。

3)

观察积分环节的阶跃响应曲线

典型积分环节模拟电路如图3-1-3所示。该环节在A1单元中分别选取反馈电容C=1uf、2uf来改变时间常数。

图3-1-3

典型积分环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针‘S

ST’用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，

以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（周期在0.5S左右，幅度在2.5V左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

当反馈电容C=1uf时

当反馈电容C=2uf时

S4，S10

S4，S10，S11

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程选‘x4’档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t），且将结果记下。改变时间常数（改变运算模拟单元A1的反馈反馈电容C），重新观测结果，

其实际阶跃响应曲线见表3-1-1。

4)

观察比例积分环节的阶跃响应曲线

典型比例积分环节模拟电路如图3-1-4所示.。该环节在A5单元中分别选取反馈电容C=1uf、2uf来改变时间常数。

图3-1-4

典型比例积分环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针“S

ST”用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，

以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（正输出宽度在0.5S左右，幅度在1V左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A5

当反馈电容C=1uf时

当反馈电容C=2uf时

S4，S8

S4，S9

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A5（H1）

2

运放级联

A5（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程调选‘x2’档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线U0（t），且将结果记下。改变时间常数（改变运算模拟单元A5的反馈反馈电容C），重新观测结果，

其实际阶跃响应曲线见表1-1-1。

注：由于虚拟示波器（B3）的频率限制，在作比例积分实验时所观察到的现象不明显时，可适当调整参数。调整方法如下：

将R0=200K调整为R0=430K或者R0=330K，以此来延长积分时间，将会得到明显的效果图。（可将运算模拟单元A5的输入电阻的短路套（S4）去掉，将可变元件库（A7）中的可变电阻跨接到A5单元的H1和IN测孔上，调整可变电阻继续实验。）

在作该实验时，如果发现有积分饱和现象产生时，即构成积分或惯性环节的模拟电路处于饱和状态，波形不出来，请人工放电。放电操作如下：B5函数发生器的SB4“放电按钮”按住3秒左右，进行放电。

5）观察比例微分环节的阶跃响应曲线

典型比例微分环节模拟电路如图3-1-5所示。该环节在A2单元中分别选取反馈电阻R1=10K、20K来改变比例参数。

图3-1-5

典型比例微分环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为系统的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针“S

ST”用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（正输出宽度在70ms左右，幅度在400mv左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A2

当反馈电阻R1=10K时

当反馈电阻R1=20K时

S1，S7，S9

S1，S8，S9

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A2（H1）

2

运放级联

A2（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选“X1”档。时间量程选“/2”档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）,且将结果记下。改变比例参数（改变运算模拟单元A1的反馈电阻R1），重新观测结果，其实际阶跃响应曲线见表3-1-1.。

注意：该实验由于微分的时间太短，如果用虚拟示波器（B3）观察，必须把波形扩展到最大（/

4档），但有时仍无法显示微分信号。因此，建议用一般的示波器观察。

6）观察PID（比例积分微分）环节的响应曲线

PID（比例积分微分）环节模拟电路如图3-1-6所示。该环节在A2单元中分别选取反馈电阻R1=10K、20K来改变比例参数。

图3-1-6

PID（比例积分微分）环节模拟电路

实验步骤：

（1）为了避免积分饱和，将函数发生器（B5）所产生的周期性方波信号（OUT），代替信号发生器（B1）中的阶跃输出0/+5V作为PID环节的信号输入（Ui）：

a．将函数发生器（B5）中的插针“S

ST”用短路套短接。

b．将S1拨动开关置于最上档（阶跃信号）。

c．信号周期由拨动开关S2和“调宽”旋钮调节，信号幅度由“调幅”旋钮调节，以信号幅值小，信号周期较长比较适宜（正输出宽度在70ms左右，幅度在400mv左右）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A2

当反馈电阻R1=10K时

当反馈电阻R1=20K时

S1，S7

S1，S8

2

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入（Ui）

B5（OUT）

→A2（H1）

2

运放级联

A2（OUT）→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A6单元信号输出端OUT（Uo）。

注：CH1选‘X1’档。时间量程选‘/2’档。

（4）运行、观察、记录：

用示波器观测A6输出端（Uo）的实际响应曲线Uo（t）,且将结果记下。改变比例参数（改变运算模拟单元A2的反馈电阻R1），重新观测结果。其实际阶跃响应曲线见表3-1-1.。

注意：该实验由于微分的时间太短，如果用虚拟示波器（B3）观察，必须把波形扩展到最大（/

4档），但有时仍无法显示微分信号。因此，建议用一般的示波器观察。

（本节中所有实验图形都是由TEK数字示波器观察得到的，仅供参考）。

四、实验结果和分析

1、

比例环节的阶跃响应曲线：

反馈电阻R1=100K

反馈电阻R1=200K

2、

惯性环节的阶跃响应曲线：

反馈电容C=1uf

反馈电容C=2uf

3、

积分环节的阶跃响应曲线：

反馈电容C=1uf

反馈电容C=2uf

4、

比例积分环节的阶跃响应曲线：

反馈电容C=1uf

反馈电容C=2uf

5、

比例微分环节的阶跃响应曲线：

反馈电阻R1=10K

反馈电阻R1=20K

6、

PID（比例积分微分）环节的响应曲线：

反馈电阻R1=10K

反馈电阻R1=20K

附：表3-1-1

典型环节的阶跃响应曲线

典型环节

传递函数参数与模拟电路参数关系

单位

阶跃响应

实际阶跃响应曲线

一、

比例

二、

惯性

三、

积分

C=

2UF

四、

比例

积分

C=

2uF

五、

比例微分

若1

为过阻尼响应，

当R=40k，

K=2.5

=1

为临界阻尼响应，

当R=10k，

K=10

=0.5

0<<1

为欠阻尼响应。

欠阻尼二阶闭环系统在阶跃信号输入时的动态性能指标Mp、tp、ts的计算：（

K=10

=0.5）

超调量

：

峰值时间：

调节时间

：

三．实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。

如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的二阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

典型二阶系统模拟电路见图3-1-8。该环节在A3单元中改变输入电阻R来调整衰减时间。

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’

和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：

B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。阶跃信号输出（B1-2的Y测孔）调整为2V（调节方法：调节电位器，用万用表测量Y测孔）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

S4，S8

2

A2

S2，S10，S11

3

A3

当输入电阻R=10K

当输入电阻R=39K

当输入电阻R=100K

S1，S8，S10

S2，S8，S10.

S4，S8，S10

4

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入r(t)

B1（Y）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT→A2（H1）

3

运放级联

A2（OUT→A3（H1）

4

负反馈

A3（OUT→A1（H2）

5

运放级联

A3（OUT→A6（H1）

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端

CH1接到A6单元信号输出端OUT（C(t)）。

注：CH1选“X1”档。

（4）运行、观察、记录：

按下B1按钮，用示波器观察在三种情况下A3输出端C(t)的系统阶跃响应，并记录超调量MP，峰值时间tp和调节时间ts。并将测量值和计算值（实验前必须按公式计算出）进行比较。参数取值及响应曲线，详见表3-1-2。

注意：在作欠阻尼阶跃响应实验时，由于虚拟示波器（B3）的频率限制,无法很明显的观察到正确的衰减振荡图形，此时可适当调节参数。

调节方法：减小运算模拟单元A3的输入电阻R=10K的阻值，延长衰减时间（参考参数：R=2K）。（可将运算模拟单元A3的输入电阻的短路套（S1/S2/S4）

去掉，将可变元件库（A7）中的可变电阻跨接到A3单元的H1和IN测孔上，调整可变电阻继续实验。）

注意：在做该实验时，如果发现有积分饱和现象产生时，即构成积分或惯性环节的模拟电路处于饱和状态，波形不出来，请人工放电。放电操作如下：B5函数发生器的SB4“放电按钮”按住3秒左右，进行放电。

如欲用相平面分析该模块电路时，需把示波器的输入端CH2接到A1单元信号输出端，并选用示波器界面中的X-Y选项。

四、实验结果和分析

1、

二阶系统欠阻尼阶跃响应曲线：

输入电阻R=10K

2、二阶系统临界阻尼阶跃响应曲线：

输入电阻R=39K

3、过阻尼阶跃响应曲线：

输入电阻R=100K

?

1.3三阶系统的瞬态响应和稳定性

一．实验要求

1.

掌握典型三阶系统模拟电路的构成方法，Ⅰ型三阶系统的传递函数表达式。

2.

熟悉劳斯（ROUTH）判据使用方法。

3.

应用劳斯（ROUTH）判据，观察和分析Ⅰ型三阶系统在阶跃信号输入时，系统的稳定、临界稳定及不稳定三种瞬态响应

二．实验原理及说明

典型三阶系统的方块图见图3-1-10。

图3-1-10

典型三阶系统的方块图

典型三阶系统的开环传递函数（单位反馈）：

闭环传递函数：

有三阶系统模拟电路如图3-1-11所示。它由积分环节（A2）、惯性环节（A3和A5）构成。

图3-1-11

典型三阶系统模拟电路图

图3-1-11的三阶系统模拟电路的各环节参数及系统的传递函数：

积分环节（A2单元）的积分时间常数Ti=R1*C1=1S，

惯性环节（A3单元）的惯性时间常数

T1=R3*C2=0.1S，

K1=R3/R2=1

惯性环节（A5单元）的惯性时间常数

T2=R4*C3=0.5S，K2=R4/R=500k/R

该系统在A5单元中改变输入电阻R来调整增益K，R分别为

30K、41.7K、100K

。

图3-1-11的三阶系统模拟电路传递函数为：

开环传递函数：G(S)

=

闭环传递函数：

闭环系统的特征方程为：

特征方程标准式：

由Routh稳定判据判断得Routh行列式为：

为了保证系统稳定，第一列的系数都为正值，所以

由ROUTH

判据，得

三．实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，可用普通示波器，也可选用本实验机配套的虚拟示波器。

如果选用虚拟示波器，只要运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的三阶典型系统瞬态响应和稳定性实验项目，再选择开始实验，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

有三阶系统模拟电路图见图3-1-11，环节在A5单元中分别选取输入电阻R=30K、41.7K和100K，改变系统开环增益。

图3-1-11

典型三阶系统模拟电路图

实验步骤：

注：‘S

ST’不能用“短路套”短接！

（1）用信号发生器（B1）的‘阶跃信号输出’

和‘幅度控制电位器’构造输入信号（Ui）：

B1单元中电位器的左边K3开关拨下（GND），右边K4开关拨下（0/+5V阶跃）。阶跃信号输出（B1-2的Y测孔）调整为2V（调节方法：调节电位器，用万用表测量Y测孔）。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

模块号

跨接座号

1

A1

S4，S8

2

A2

S2，S10，S11

3

A3

S4，S8，S10

4

A5

S7，S10

5

A6

S2，S6

（b）测孔联线

1

信号输入r(t)

B1（Y）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A2（H1）

3

运放级联

A2（OUT）→A3（H1）

4

运放级联

A3（OUT）→A5（H1）

5

运放级联

A5（OUT）→A6（H1）

6

负反馈

A6（OUT）→A1（H2）

（C）跨接元件

将元件库（A7）中的直读式可变电阻跨接到（A5）单元（H1）和（IN）之间。

（3）虚拟示波器（B3）的联接：示波器输入端CH1接到A5单元信号输出端OUT（C(t)）。

注：CH1选‘X1’档。

（4）运行、观察、记录：

分别将（A7）中的直读式可变电阻调整到30K、41.7K、100K，按下B1按钮，用示波器观察A5单元信号输出端C（t）的系统阶跃响应,测量并记录超调量MP，峰值时间tp和调节时间ts。响应曲线波形详见表3-1-3中。

注意：为了精确得到表3-1-3中“不稳定（发散）、临界振荡（等幅振荡）、稳定（衰减振荡）”的波形，适当调整可变元件库（A7）中的可变电阻继续实验。

在作该实验时，如果发现有积分饱和现象产生时，即构成积分或惯性环节的模拟电路处于饱和状态，波形不出来，请人工放电。放电操作如下：B5函数发生器的SB4“放电按钮”按住3秒左右，进行放电。

如欲用相平面分析该模块电路时，需把示波器的输入端CH2接到A1单元信号输出端，并选用示波器界面中的X-Y选项。

四、实验结果和分析

直读式可变电阻R=30K

直读式可变电阻R=41.7K

直读式可变电阻R=100K

附：

表3-1-3

R值和系统的阶跃响应曲线

R()

K

输出波形

稳定性

30

16.7

不稳定（发散）

41.7

12

临界稳定（等幅振荡）

100

5

稳定（衰减振荡）

?

2、线性控制系统的频率响应分析

一、

实验要求

1、掌握对数幅频曲线和相频曲线（波德图）、幅相曲线（奈奎斯特图）的构造及绘制方法。

2、研究二阶闭环系统的结构参数--自然频率或无阻尼振荡频率ωn,阻尼比ξ对对数幅频曲线和相频曲线的影响，及渐近线的绘制。

3、掌握欠阻尼二阶闭环系统中的幅频特性、相频特性、谐振频率和谐振

峰值的计算。

4、

研究表征系统稳定程度的相位裕度γ和幅值裕度h（dB）对系统的影响。

5、

观察和分析欠阻尼二阶闭环系统谐振频率和谐振峰值。

6、

观察和分析Ⅰ型三阶系统中，相位裕度γ和幅值裕度h（dB）对系统的稳定的影响。

二、实验原理及说明

被测系统的方块图见图3-2-1。

图3-2-1

被测系统方块图

系统（环节）的频率特性G(jω)是一个复变量，可以表示成以角频率ω为参数的幅值和相角：

G（jω）=|

G（jω）|∠G(jω)

(式3-2-1)

图3-2-1所示被测系统的闭环传递函数：

（式3-2-2）

如被测系统的反馈传递函数=1，则（式3-2-2）可简化为：

（式3-2-3）

式3-2-3以角频率ω为参数的幅值和相角：

由于Ⅰ型系统含有一个积分环节，它在开环时响应曲线是发散的，因此欲获得其开环频率特性时，还是需构建成闭环系统，测试其闭环频率特性，然后通过公式换算，获得其开环频率特性，算法如下：

图3-2-1所示被测系统的开环频率特性为：

（式3-2-4）

图3-2-1所示被测系统以角频率ω为参数表示成的开环频率特性为：

(式3-2-5)

式（3-2-5）亦可以角频率ω为参数表示为对数幅频特性和相频特性：

三、实验内容及步骤

在实验中欲观测实验结果时，应运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性控制系统的频率响应分析-实验项目，再分别选择一阶系统、或二阶系统、或三阶系统、或时域分析，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）显示波形。具体用法参见实验指导书第二章虚拟示波器部分。

?

2.1一阶系统的对数幅频曲线、相频曲线和幅相曲线

本实验将数/模转换器（B2）单元作为信号发生器，产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化

（0.5Hz~64Hz），施加于被测系统的输入端[r（t）]，然后分别测量被测系统的输出信号的对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。一阶被测系统的模拟电路图见图3-2-2。

图3-2-2

一阶被测系统的模拟电路图

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2（信号频率范围为0.5Hz~64Hz）作为被测系统的输入端[r（t）]。

（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

（b）测孔联线

模块号

跨接座号

1

A1

S2，S6

2

A6

S4，S7，S9

1

信号输入

B2（OUT2）→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A6（H1）

3

信号联线

A6（OUT）→

A9（CIN）

4

信号联线

A9（COUT）→

B4（A2）

5

信号连线

A6（OUT）→

B8（IN6）

6

‘中断请求线

B4（Q2）→

B9（IRQ6）

（3）运行、观察、记录：

a．用示波器观察系统各环节波形，避免系统进入非线性状态，具体用法参见第二章虚拟示波器部分。

b．被测系统的开环对数幅频曲线、相频曲线及幅相曲线见图3-2-3，该曲线已增添了多个频率点。

?

2.2二阶系统的对数幅频曲线、相频曲线和幅相曲线

本实验将数/模转换器（B2）单元作为信号发生器，产生的超低频正弦信号的频率从低到高变化

（0.5Hz~64Hz），施加于被测系统的输入端[r（t）]，然后分别测量被测系统的输出信号的对数幅值和相位，数据经相关运算后在虚拟示波器中显示。二阶闭环系统模拟电路图见图3-2-4所示。它由积分环节（A5单元）和惯性环节（A3单元）构成。

图3-2-4

被测二阶闭环系统模拟电路图

图3-2-4二阶闭环系统模拟电路的各环节参数及系统的传递函数：

积分环节（A5单元）的积分时间常数Ti=R1*C1=0.1S，

惯性环节（A3单元）的惯性时间常数

T=R3*C2=0.2S。

K1=R3/R2=10

二阶系统闭环传递函数标准式：

系统中的开环传递函数：

则其自然频率或无阻尼振荡频率或交接频率：

阻尼比：

谐振频率：

峰值：

①

如更改图3-2-4二阶闭环系统模拟电路的各环节参数，使之

Ti=1，T=0.3，K=1

则其自然频率或无阻尼振荡频率或交接频率：

阻尼比：

由于ξ＞0.707，因此不存在谐振峰值，两条渐近线交点为，其中一条渐近线斜率为-40dB/dec。

②

如更改图3-2-4二阶闭环系统模拟电路的各环节参数，使之

Ti=0.043，T=0.1，K=10

则其自然频率或无阻尼振荡频率或交接频率：

阻尼比：

谐振频率：

峰值：

注1：根据本实验机的现况，要求构成被测二阶闭环系统的阻尼比ξ必须满足下式，否则模/数转换器（B8单元）将产生削顶。

即

注2：实验机在测试频率特性时，实验开始后，实验机将按序自动产生0.5Hz、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz、64Hz等多种频率信号，当被测系统的输出时将停止测试。

实验步骤：

注：“S

ST”不能用“短路套”短接！

（1）将数/模转换器（B2）输出OUT2（信号频率范围为0.5Hz~32Hz）作为被测系统的输入端[r（t）]。（2）安置短路套、联线，构造模拟电路：

（a）安置短路套

（b）测孔联线

1

信号输入r(t)

B2（OUT2）

→A1（H1）

2

运放级联

A1（OUT）→A5（H1）

3

运放级联

A5（OUT）→A3（H1）

4

运放级联

A3（OUT）→A6（H1）

6

负反馈

A3（OUT）→A1（H2）

7

信号联线

A6（OUT）→

A9（CIN）

8

信号联线

A9（COUT）→

B4（A2）

9

信号连线

A6（OUT）→

B8（IN6）

10

‘中断请求’线

B4（Q2）→

B9（IRQ6）

模块号

跨接座号

1

A1

S4，S8

2

A5

S3，S10

3

A3

S1，S8，S9，S10

5

A6

S2，S6

（3）运行、观察、记录：

a．用示波器观察系统各环节波形，避免系统进入非线性状态。具体用法参见第二章虚拟示波器部分。

b．被测二阶系统的闭环对数幅频、相频曲线和幅相曲线见图3-2-5，该曲线已增添了多个频率点。

四、

实验结果和分析

1、一阶系统的对数幅频曲线：

2、

一阶系统的对数相频曲线：

3、

一阶系统的幅相曲线：

4、二阶系统的对数幅频曲线:

5、二阶系统的对数相频曲线

6、二阶系统的幅相曲线：