第一篇：《微計(jì)原理》電子教案

《微計(jì)原理》電子教案

一、課程考試試題樣卷題型及值分配

本課程考試試題主要參考書(shū)目為孫德文《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》。試題樣卷題型及其分值分配見(jiàn)下表1：

表1：試題樣卷題型及其分值分配

試題樣卷題型

填空題

根據(jù)要求寫(xiě)對(duì)應(yīng)程序 寫(xiě)出所給程序或語(yǔ)句的功能

編寫(xiě)程序 程序設(shè)計(jì)

分值分配

15個(gè)空，每空2分，共30分 5小題，每題4分,共20分 5小題，每題4分,共20分 2小題，每題10分，共20分

1小題，共10分

二、知識(shí)點(diǎn)分布

學(xué)習(xí)本課程前具備的基礎(chǔ)知識(shí)：

計(jì)算機(jī)數(shù)制的轉(zhuǎn)換，如何計(jì)算。

例如：二進(jìn)制數(shù)10111011.011對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為_(kāi)_______,十六進(jìn)制數(shù)為_(kāi)_______.如果X=-1111101,則X的原碼為_(kāi)_______,反碼為_(kāi)_______,補(bǔ)碼為_(kāi)______。十進(jìn)制數(shù)946對(duì)應(yīng)的8421BCD碼形式為_(kāi)________。

解題： 187.3751, BB.6

11111101 , 10000010 , 10000011。

100101000110

課程知識(shí)點(diǎn)分布如下：

第一章：微處理器的典型結(jié)構(gòu)、微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)； 第二章：80X86微處理器的結(jié)構(gòu)、編程結(jié)構(gòu)及引腳功能； 第三章：尋址方式、指令系統(tǒng)；

第四章：匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、順序結(jié)構(gòu)程序、分支結(jié)構(gòu)程序、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序，BIOS中斷調(diào)用；

第五章：RAM、ROM芯片的結(jié)構(gòu)、工作原理，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，16位、32位微機(jī)存儲(chǔ)接口；

第六章：I/O端口的編址方式、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品绞健?237A的結(jié)構(gòu)和功能； 第七章：中斷的概念及其處理過(guò)程、優(yōu)先級(jí)，8086中斷系統(tǒng)；

第八章：芯片讀寫(xiě)、引腳概念，芯片8255A的結(jié)構(gòu)、引腳功能、工作方式及其初始化，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的基本工作原理、結(jié)構(gòu)、功能、工作方式及其初始化，串行接口原理，模數(shù)轉(zhuǎn)換原理；

第九章：總線、片總線的作用、總線標(biāo)準(zhǔn)，PC總線特點(diǎn)，ISA總線特點(diǎn)，EISA總線特點(diǎn)，PCI總線以及RS-232C總線；

第十章：主板，光盤(pán)存儲(chǔ)器，硬盤(pán)接口，USB與IEEE1394，顯卡，即插即用。

三、課程重難點(diǎn)、要點(diǎn)

第二章：80X86微處理器的編程結(jié)構(gòu) 第三章：尋址方式、指令系統(tǒng)；

第四章：匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、程序設(shè)計(jì)； 第五章：RAM、ROM芯片的結(jié)構(gòu)、工作原理 第六章：I/O端口的編址方式、數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品绞剑?第七章：中斷的概念及其處理過(guò)程、優(yōu)先級(jí)；

第八章：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的基本工作原理、結(jié)構(gòu)、功能、工作方式及其初始化 第九章：總線、總線標(biāo)準(zhǔn)，PC總線特點(diǎn)

四、具體例題及分析

（一）、8051芯片用引腳________作為ROM讀選通，用引腳________作為RAM讀選通，用引腳________作為RAM寫(xiě)選通.解：PSEN，RD，WR

（二）、簡(jiǎn)述8086中邏輯地址與物理地址的關(guān)系

解：邏輯地址是允許在程序中編排的地址，8086的邏輯地址有段基值和段內(nèi)偏移量?jī)?部分。段基值存放在對(duì)應(yīng)的段寄存器中，段內(nèi)偏移量由指令給出。物理地址是信息在存儲(chǔ)器 中實(shí)際存放的地址。在8086系統(tǒng)中，物理地址形成過(guò)程為：將段寄存器中存放的段基值(16位)左移4次再加偏移量，得20位的物理地址。

（三）、寫(xiě)出寄存器AX、BX、CX、DX、SI和DI的隱含用法。

解：上述通用寄存器的隱合用法如下：

AX——在字乘/字除指令中用作累加器； 在字I/O操作時(shí)作為數(shù)據(jù)寄存器。

BX—間接尋址時(shí)，作為地址寄存器和基址寄存器； 在XLAT指令中用作基址寄存器；

CX—串操作時(shí)的循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器； 循環(huán)操作時(shí)的循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器；

DX——字乘/字除指令中用作輔助寄存器； I／O指令間接尋址時(shí)作端口地址寄存器；

SI—間接尋址時(shí)，作為地址寄存器和變址寄存器； 串操作時(shí)的源變址寄存器；

DI——間接尋址時(shí)，作為地址寄存器和變址寄存器； 串操作時(shí)的目的變址寄存器。

（四）、執(zhí)行如下令后，標(biāo)志寄存器中各狀態(tài)位之值

(1)MOV AX, 34C5H

ADD

AX, 546AH

解：***1

?***0

***1

顯然：CF?0,SF?1,ZF?0,AF?0,OF?1,PF?0

(2)

MOV AX,E453H

ADD AX,C572H

解：***1

?***0 ***01 顯然：CF?1,SF?1,ZF?0,AF?0,OF?0,PF?1

（五）、根據(jù)要求寫(xiě)出指令段。

1.將片外單元30中內(nèi)容低四位保持不變，高四位置1.2.將片內(nèi)RAM 30H中的數(shù)低5位保持不變,高三位清零.3.將片內(nèi)30H開(kāi)始的10H個(gè)數(shù)清零.解：1.2.MOV A,30H ORL A，0F0H MOV 30H，A

2.MOV A,30H ANL A,#1FH MOV 30,A

3.8.MOV R0,#30H MOV R6,#10H XRL A,A L1:MOV @R0,A INC R0 DJNZ R6,L1

（六）、寫(xiě)出下列容量的RAM芯片片內(nèi)的地址線和數(shù)據(jù)線的條數(shù)

解：(1)4K × 8位：地址線12條，數(shù)據(jù)線8條；

(2)512K×4位：地址線19條，數(shù)據(jù)線4條；

(3)1M ×1位：地址線20條，數(shù)據(jù)線1條；

(4)2K × 8位：地址線11條，數(shù)據(jù)線8條。

（七）、用下列芯片構(gòu)成存儲(chǔ)系統(tǒng)，各需要多少個(gè)RAM芯片?需要多少位地址作為片外地址譯碼?設(shè)系統(tǒng)為20位地址線，采用全譯碼方式。

解：(1)512×4位RAM構(gòu)成16KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)：

需要16KB／512×4＝64片；片外地址譯碼需11位地址線。

(2)1024×1位RAM構(gòu)成128KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)：

需要128KB／lK × 8＝1024片；片外地址譯碼需10位地址線；

(3)2K ×4位RAM構(gòu)成64KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)：

需要64KB/2K × 2＝64片；片外地址譯碼需9位地址線。

(4)64K×l位RAM構(gòu)成256KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)：

需要256KB／64K×8位＝32片，片外地址譯碼需4位地址線。

（八）、寫(xiě)出下列程序與語(yǔ)句的功能： 1.MOV A, 20H

MOV DPTR, #200H MOVC A,@A+PC MOV 30H, A 2． MOV R6, 10 CLR P1.0 L1: CPL P1.0

DJNZ R6, L1 3.CLC ADDC A, 20H DA A MOV 20，A

解： 1.將ROM220H單元中的數(shù)讀入片內(nèi)RAM 30H。

2.在P1口產(chǎn)生8周期的方波

3.實(shí)現(xiàn)A與R1兩個(gè)BCD碼相加.（九）、簡(jiǎn)述D/A轉(zhuǎn)換器芯片對(duì)輸出電路的要求

解：D/A轉(zhuǎn)換器芯片中，大多是電流輸出，而實(shí)際應(yīng)用中往往需要模擬電壓，因此，在使用中必須把D/A芯片的輸出電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電壓，通常采用運(yùn)算放大器來(lái)實(shí)現(xiàn) 電流-電壓的轉(zhuǎn)換。常用的兩種單極性輸出電路如教材第159頁(yè)中圖8—6所示。其中(a)為反相電比輸出電路，(b)為同相電壓輸出電路。

當(dāng)實(shí)際應(yīng)用中要求雙極性模擬量輸出時(shí)，可采用兩級(jí)運(yùn)算放大電路。

（十）、根據(jù)要求寫(xiě)出對(duì)應(yīng)程序。

1、將RAM片內(nèi)30H中的數(shù)與片外300H中的數(shù)進(jìn)行交換

2、將片內(nèi)RAM 30H中的數(shù)低5位保持不變,高三位清零.3、將片外單元30中內(nèi)容低四位保持不變，高四位置1.4、將寄存器A中的數(shù)乘以4.解：1.MOV DPTR, #300H MOV A,@DPTR XCH A, 30H 2.MOV A, 30H ANL A, #1FH MOV 30, A 3.MOV A, 30H ORL A，0F0H MOV 30H，A 4.SHL A SHL A

（十一）、求片外RAM2000H處的20H個(gè)字節(jié)數(shù)的最大值與平均值

解：MOV DPTR, #2000H MOV R6, #20H MOV R0, #00H L1: MOV X A, @DPTR ADD R0, A INC DPTR JNZ R6, L1 MOV A, R0 MOV B, #20H

DIV AB

（十二）、利用定時(shí)器從單片機(jī)P1.0輸出周期為1200us的方波

解：MOV A，#34H MOV TMOD，A MOV TH0，#02H MOV TL0，#30H SETB ES SETB ET0 SETB TR0 ORG 00BH MOV TH0，#02H MOV TL0，#30H CPL P1.0 RETI

第二篇：自動(dòng)控制原理電子教案

第1章 自動(dòng)控制理論的發(fā)展史及內(nèi)容

教學(xué)目的: 知識(shí)：掌握什么是自動(dòng)控制，自動(dòng)控制控制原理的發(fā)展史和主要內(nèi)容

技能：通過(guò)學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理的發(fā)展進(jìn)程了解本課程主要的任務(wù) 教學(xué)重點(diǎn): 自動(dòng)控制原理的主要內(nèi)容 教學(xué)難點(diǎn): 本課程的任務(wù) 教學(xué)方法: 結(jié)合多媒體講授法

教學(xué)進(jìn)度: 本內(nèi)容為4學(xué)時(shí)，其中1.1、1.2、1.3節(jié)2學(xué)時(shí)，1.4、1.5、1.6節(jié)2學(xué)時(shí)。參考資料:《現(xiàn)代控制工程》 緒方勝?gòu)┲?科學(xué)出版社

教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 自動(dòng)控制理論的發(fā)展史及內(nèi)容

一提到自動(dòng)化很多人就會(huì)問(wèn)自動(dòng)化是什么？所謂自動(dòng)化就是指機(jī)器或裝置在無(wú)人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)地進(jìn)行操作或運(yùn)行。廣義的講，自動(dòng)化還包括模擬或再現(xiàn)人的自能活動(dòng)。

自動(dòng)化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科學(xué)研究、交通運(yùn)輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)以及家庭等各方面。采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，而且能擴(kuò)展、放大人的功能和創(chuàng)新的功能，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。因此自動(dòng)化是一個(gè)國(guó)家或社會(huì)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。

在我國(guó)的古代，很多的能工巧匠就發(fā)明了許多原始的自動(dòng)裝置，以滿足生產(chǎn)、生活和作戰(zhàn)的需要。其中比較著名的就有以下幾種：

（1）指南車(chē)

指南車(chē)是中國(guó)古代用來(lái)指示方向的一種具有能自動(dòng)離合齒輪系裝置的車(chē)輛。指南車(chē)是一種馬拉的雙輪獨(dú)轅車(chē)，車(chē)箱上立一個(gè)伸臂的木人。《宋史·輿服志》中對(duì)指南車(chē)的構(gòu)造和各齒輪大小和齒輪數(shù)都有詳細(xì)的記載。

（2）銅壺滴漏

即漏壺，中國(guó)古代的自動(dòng)計(jì)時(shí)裝置，又稱(chēng)刻漏或漏刻。漏壺的最早記載見(jiàn)于《周記》。這種計(jì)時(shí)裝置最初只有兩個(gè)壺，由壺上滴水到下面的受水壺，液面使浮箭升起以示刻度（時(shí)間）。

（3）飲酒速度的自動(dòng)調(diào)節(jié) 宋朝仇士良著的《嶺外代答》（公元1178）蹭記載中國(guó)南方和西南方部落村民的一種習(xí)俗，就是常用長(zhǎng)0.6米以上的飲酒管飲酒。在這種竹制飲酒管中有一條銀制小魚(yú)，作為可動(dòng)的開(kāi)關(guān)（即浮子式閥門(mén)）。這種閥門(mén)可用來(lái)保持均勻的飲酒速度。

（4）記里鼓車(chē)

中國(guó)古代有能自報(bào)行車(chē)?yán)锍痰能?chē)制，是東漢以后出現(xiàn)的，由漢代改裝而成，車(chē)中裝設(shè)具有減速作用的傳動(dòng)齒輪和凸輪、杠桿等機(jī)構(gòu)。車(chē)行一里，車(chē)上木人受凸輪牽動(dòng)，由繩索拉起木人右臂擊鼓一次，以表示車(chē)的里程。

（5）漏水轉(zhuǎn)渾天儀 公元2世紀(jì)，中國(guó)東漢的天文學(xué)家張衡創(chuàng)制的一種天文表演儀器。它是一種用漏水推動(dòng)的水運(yùn)渾象，和現(xiàn)在的天球儀相似，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)天體運(yùn)行的自動(dòng)仿真。

（6）候風(fēng)地動(dòng)儀

公元132年?yáng)|漢張衡發(fā)明的一種觀察地震的自動(dòng)檢測(cè)儀器，它的工作原理涉及到檢測(cè)地震信號(hào)的大小和方向。

（7）水運(yùn)儀象臺(tái)

北宋哲宗元祐三年，蘇頌、韓公廉等人制成的水力天文裝置。它既能演示或能觀測(cè)天象，又能計(jì)時(shí)及報(bào)時(shí)。

中國(guó)古代人民在原始的自動(dòng)裝置的創(chuàng)造和發(fā)明上作出了輝煌的成就，也為后來(lái)自動(dòng)化的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。自動(dòng)化的發(fā)展在世界的其他地方也有很大的發(fā)展。

公元一世紀(jì)古埃及和希臘的發(fā)明家頁(yè)創(chuàng)造了教堂廟門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟、銅祭司自動(dòng)灑圣水、投幣式圣水箱等自動(dòng)裝置。17世紀(jì)以來(lái)，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在歐洲的一些國(guó)家相繼出現(xiàn)了多種自動(dòng)裝置，其中比較典型的有：法國(guó)物理學(xué)家B.帕斯卡在公元1642年發(fā)明的加法器;荷蘭機(jī)械師C.惠更斯于公元1657年發(fā)明的鐘表；英國(guó)機(jī)械師E.李在公元1745年發(fā)明帶有風(fēng)向控制的風(fēng)磨；俄國(guó)機(jī)械師H.波爾祖諾夫于公元1765年發(fā)明了蒸氣鍋爐水位保持恒定用的浮子式閥門(mén)水位調(diào)節(jié)器。

18世紀(jì)末至20世紀(jì)30年代自動(dòng)化技術(shù)形成，由于第一次工業(yè)革命的需要，自動(dòng)化調(diào)節(jié)有了更廣泛的應(yīng)用。公元1968年法國(guó)工程師J.法爾科發(fā)明反饋調(diào)節(jié)器；到了20世紀(jì)20~30年代，美國(guó)開(kāi)始采用PID調(diào)節(jié)器。這是一種模擬式調(diào)節(jié)器，現(xiàn)在還在許多工廠中采用。

隨著自動(dòng)化裝置的廣泛應(yīng)用，就暴露了許許多多的問(wèn)題，許多人就對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了質(zhì)疑。自動(dòng)調(diào)節(jié)器和控制對(duì)象組成自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。有許多科學(xué)家對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)從理論上加以研究。公元1868年英國(guó)物理學(xué)家J.麥克斯韋爾用微分方程描述并總結(jié)了調(diào)節(jié)器的理論。公元1876年俄國(guó)機(jī)械學(xué)家H.A.維什捏格拉茨基進(jìn)一步總結(jié)了調(diào)節(jié)其理論，歸結(jié)為只要研究描述自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線性其次微分方程的通解。公元1877年英國(guó)數(shù)學(xué)家E.勞思、1895年德國(guó)數(shù)學(xué)家A.胡爾維茨提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，沿用到現(xiàn)在。公元1892年俄國(guó)數(shù)學(xué)家A.李雅普諾夫提出穩(wěn)定性的嚴(yán)格數(shù)學(xué)定義并發(fā)表了專(zhuān)著。他的穩(wěn)定性理論至今還是研究分析線性和非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要方法。

20世紀(jì)40～50年代局部自動(dòng)化時(shí)期，第二次世界大戰(zhàn)期間，為了防空火力控制系統(tǒng)和飛機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)等軍事技術(shù)問(wèn)題，各國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出各種精密的制動(dòng)調(diào)節(jié)裝置開(kāi)創(chuàng)可防空火力系統(tǒng)和控制這一新的科學(xué)領(lǐng)域。

與此同時(shí)，在工業(yè)上已廣泛應(yīng)用PID調(diào)節(jié)器，并用電子模擬計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)。20世紀(jì)50年代研制出了電動(dòng)單元組合儀表，這些為工業(yè)自動(dòng)化提供了必不可少的技術(shù)工具，并使得構(gòu)成和設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)便、更工程化了，我國(guó)也能生產(chǎn)系列化得國(guó)產(chǎn)氣動(dòng)單元組合儀表QDZ型和電動(dòng)單元組合儀表DDZ型，在國(guó)內(nèi)使用很廣。

1943～1946年，美國(guó)電氣工程師J.埃克托和物理學(xué)家J.莫奇利為美國(guó)陸軍研制成世界上第一臺(tái)基于電子管電子數(shù)字計(jì)算機(jī)——電子數(shù)字積分和自動(dòng)計(jì)數(shù)器。1950年美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾小組研制成世界上第二臺(tái)存儲(chǔ)程序式電子數(shù)字計(jì)算機(jī)——離散變量電子自動(dòng)計(jì)算機(jī)。電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明為20世紀(jì)60～70年代開(kāi)始的再控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用程序控制和邏輯控制以及應(yīng)用數(shù)字計(jì)算機(jī)直接控制生產(chǎn)過(guò)程奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)也在20世紀(jì)50年代中葉開(kāi)始研制大型電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，并研制出了“銀河Ⅲ”電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。20世紀(jì)50年代末起至今進(jìn)入綜合自動(dòng)化時(shí)期。復(fù)雜工業(yè)、復(fù)雜工業(yè)過(guò)程和航天技術(shù)的自動(dòng)控制問(wèn)題，都是多變量控制系統(tǒng)的分析和綜合問(wèn)題，迫切需要加以解決。單經(jīng)典的控制理論的直接應(yīng)用遇到了困難。20世紀(jì)70年代微處理器的出現(xiàn)對(duì)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)起了重大的推動(dòng)作用。

20世紀(jì)50年代末到60年代初，開(kāi)始出現(xiàn)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)控制化的化工廠，20世紀(jì)60年代末在制造工業(yè)中出現(xiàn)了許多自動(dòng)生產(chǎn)線，工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始由局部自動(dòng)化想綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)專(zhuān)用機(jī)床組成的無(wú)人工廠，20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)用柔性制造系統(tǒng)組成的無(wú)人工廠。

20世紀(jì)60年代末至70年代初，美、英等國(guó)的科學(xué)家們注意到人工智能的所有技術(shù)和機(jī)器人結(jié)合起來(lái)，研制出只能機(jī)器人。智能機(jī)器人會(huì)在工業(yè)生產(chǎn)、核電站設(shè)備檢查及維修、海洋調(diào)查、水下石油開(kāi)采、宇宙探測(cè)等方面大顯身手。

從古到今，自動(dòng)化技術(shù)有了很大的發(fā)展。自動(dòng)化是新的技術(shù)革命的一個(gè)重要方面。自動(dòng)化技術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣，對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活的方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

自控原理課程的特點(diǎn)和要求

《自動(dòng)控制原理》是自動(dòng)化、電氣工程與自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。該課程需要一定的工程背景，利用數(shù)學(xué)知識(shí)較多。它主要研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)模型的建立及方塊圖等效變換。針對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求，利用時(shí)域分析法、根軌跡法和頻域法分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生系統(tǒng)地掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本理論和基本方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，為專(zhuān)業(yè)課和工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

第二節(jié) 自動(dòng)控制的基本原理和方式 一 自動(dòng)控制技術(shù)及應(yīng)用

（1）什么是自動(dòng)控制

無(wú)人直接參與

利用外加設(shè)備或裝置（控制器）

使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（被控量）自動(dòng)按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行

（2）自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)、農(nóng)業(yè)、導(dǎo)航、核動(dòng)力

生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)管理和其它許多社會(huì)生活領(lǐng)域

2、自動(dòng)控制理論

自動(dòng)控制理論是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)（1）經(jīng)典控制理論（以反饋理論為基礎(chǔ)）（軍事）以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)

研究單輸入-單輸出（SISO）線性定常系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)（2）現(xiàn)代控制理論

（宇航）以狀態(tài)空間描述為基礎(chǔ)

具有高性能、高精度的多變量變參 數(shù)系統(tǒng)的最優(yōu)控制問(wèn)題

（3）智能控制理論（發(fā)展方向）信息論、仿生學(xué)為基礎(chǔ)

3、反饋控制理論（閉環(huán)控制理論）

（1）自動(dòng)控制系統(tǒng)

被控對(duì)象、控制器按一定的方式連接所組成的系統(tǒng)

最基本的連接方式是反饋方式，按該方式連接的系統(tǒng)稱(chēng)為反饋控制系統(tǒng)

（2）反饋控制原理

控制器對(duì)被控對(duì)象施加的控制作用取自被控量的反饋信息，用來(lái)不斷修正被控量與輸入量之間的偏差，從而對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。

例1

人取物

反饋控制原理就是偏差控制原理

通常，我們把取出輸出量送回到輸入端，并與輸入信號(hào)相比較產(chǎn)生偏差的過(guò)程，稱(chēng)為反饋。

在工程實(shí)踐中，為實(shí)現(xiàn)反饋控制，必須配有以下設(shè)備：

測(cè)量元件、比較元件、執(zhí)行元件

統(tǒng)稱(chēng)為控制裝置

4、反饋控制系統(tǒng)的基本組成

（1）外作用 有用輸入：決定系統(tǒng)被控量的變化規(guī)律

擾動(dòng)：破壞有用輸入對(duì)系統(tǒng)的控制。如：電源電壓的波動(dòng)、飛行中的氣流、航海中的波浪等

（2）給定元件

給出與期望的被控量相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)輸入量（參據(jù)量）如書(shū)的位置

（3）校正元件（補(bǔ)償元件）

結(jié)構(gòu)和參數(shù)便于調(diào)整的元部件，以串聯(lián)或反饋方式連接在系統(tǒng)中

1、開(kāi)環(huán)控制方式

不存在輸出到輸入的反饋，輸出量不參與控制（1）按給定值進(jìn)行控制

（2）按干擾進(jìn)行控制（即前饋控制，對(duì)干擾進(jìn)行補(bǔ)償）

第三節(jié) 控制系統(tǒng)的分類(lèi)以及對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求

一、控制系統(tǒng)的分類(lèi)

＆1.4 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求 穩(wěn)定性（最基本要求）穩(wěn)定性：系統(tǒng)在擾動(dòng)消失后，由初始偏差狀態(tài)恢復(fù)到平衡狀態(tài)的能力 １、穩(wěn)定

２、不穩(wěn)定

穩(wěn)定性：

(1)對(duì)恒值系統(tǒng)，要求當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的調(diào)整能夠回到原來(lái)的期望值。

(2)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)，被控制量始終跟蹤參據(jù)量的變化。

穩(wěn)定性是對(duì)系統(tǒng)的基本要求，不穩(wěn)定的系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定任務(wù)。線性系統(tǒng)穩(wěn)定性，通常由

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定與外界因素?zé)o關(guān)。2 快速性

動(dòng)態(tài)性能 調(diào)節(jié)時(shí)間、上升時(shí)間

對(duì)過(guò)渡過(guò)程的形式和快慢提出要求，一般稱(chēng)為動(dòng)態(tài)性能。穩(wěn)定高射炮射角隨動(dòng)系統(tǒng)，雖然炮身最終能跟蹤目標(biāo)，但如果目標(biāo)變動(dòng)迅速，而炮身行動(dòng)遲緩，仍然抓不住目標(biāo)。準(zhǔn)確性

穩(wěn)態(tài)誤差 有差系統(tǒng) 無(wú)差系統(tǒng)

在參考輸入信號(hào)作用下，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，其穩(wěn)態(tài)輸出與參考輸入所要求的期望輸出之差叫做給定穩(wěn)態(tài)誤差。顯然，這種誤差越小，表示系統(tǒng)的輸出跟隨參考輸入的精度越高。

第2章

控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

教學(xué)目的：1.掌握控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念及其作用

2.數(shù)學(xué)模型的建立方法及建立控制系統(tǒng)的微分方程 教學(xué)重點(diǎn)：控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念 教學(xué)難點(diǎn)：建立控制系統(tǒng)的微分方程 教學(xué)方法：講授法

教學(xué)進(jìn)度：本內(nèi)容為4學(xué)時(shí)

教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 預(yù)備知識(shí)：控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

一、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念及作用

在研究控制系統(tǒng)的性能時(shí), 最關(guān)鍵也是最困難的一步就是建立起能以足夠的精 度反映系統(tǒng)工作實(shí)質(zhì)的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。

控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)內(nèi)部各物理量(或變量)之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。在 靜態(tài)條件下(即變量的各階導(dǎo)數(shù)為零), 描述各變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)方程 ,稱(chēng)為靜態(tài)模型;在動(dòng)態(tài)過(guò)程中, 各變量之間的關(guān)系用微分方程描述 , 稱(chēng)為動(dòng)態(tài)模型。由于微分方程中各變量的導(dǎo)數(shù)反映了它們隨時(shí)間變化的特性 , 例如在運(yùn)動(dòng)過(guò)中 , 一階導(dǎo)數(shù)表示速度 , 二 階導(dǎo)數(shù)表示加速度等 , 因此 , 微分方程完全可以描繪系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特 性。本章主要研究控 制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型, 簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)學(xué)模型。

二、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的方法

數(shù)學(xué)模型的建立通常采用兩種方法:分析法和實(shí)踐法。

分析法是利用控制系統(tǒng)或其 組成元器件所依據(jù)的物理或化學(xué)規(guī)律,來(lái)建立數(shù)學(xué)模型并經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)法是通過(guò)對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)或元器件作用一定形式的輸入信號(hào),用求取控制系統(tǒng)或元器件的輸出響應(yīng)的方法來(lái)建立數(shù)學(xué)模型。在控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)中 , 建立合理的系 統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是一項(xiàng)極為重要的工作,它直接關(guān)系到控制系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)給定的任務(wù)。

三、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的種類(lèi)

時(shí)域中常用的數(shù)學(xué)模型有微分方程、差分方程和狀態(tài)方程。復(fù)數(shù)域中常用的有傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖。

頻域中有頻率特性 數(shù)學(xué)模型的建立方法及建立控制系統(tǒng)的微分方程 線性控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立

線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是用微分方程式來(lái)描述的, 用解析法列寫(xiě)微分方程的一般步驟如下 :(1)根據(jù)系統(tǒng)或元器件的工作原理 , 確定系統(tǒng)和各元器件的輸入 / 輸出 量;(2)從輸入端開(kāi)始,按照信號(hào)的傳遞順序,依照各變量所遵循的物理或化學(xué)定律,按技術(shù)

要求忽略一些次要因素,并考慮相鄰元器件的彼此影響,列出微分方程式或微分方程組;(3)消去中間變量,求得描述輸入量與輸出量關(guān)系的微分方程式;(4)標(biāo)準(zhǔn)化, 即將與輸入變量有關(guān)的各項(xiàng)放在等號(hào)右側(cè) , 將與輸出變量有關(guān)的各項(xiàng)

放在等號(hào)左側(cè), 并按降冪順序排列。

一般情況下, 設(shè)描述線性控制系統(tǒng)的微分方程式如下 :

式中 , c(t)為系統(tǒng)或元器件的輸出量;r(t)為系統(tǒng)或元器件的輸入量;系 數(shù) a 0 , a 1 , ? , a n 及b 0 , b 1 , ? , b n 與系統(tǒng)或元器件的結(jié)構(gòu)及參數(shù)有關(guān)。一般的物理可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng),總有 n ≥ m , 上式又 稱(chēng)為 n 階微分方程式。

例題：已知無(wú)源網(wǎng)絡(luò)如圖所示 , 試寫(xiě)出它的數(shù)學(xué)模型。

解 根據(jù)基爾霍夫定律可寫(xiě)出

式中 , i 為設(shè)置的中間變量, 是流經(jīng)電阻R和電容C的電流

消去上式中的中間變量i整理的

當(dāng)電阻R和電容C均為常數(shù)時(shí) ,RC無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型為一個(gè)一階 常系數(shù)微分方程 ，令RC = T , 則式可寫(xiě)成

式中, T稱(chēng)為RC網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)。

第三節(jié) 項(xiàng)目二：求取控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

線性系統(tǒng) ———— 滿足疊加原理

非線性系統(tǒng)

設(shè)單輸入單輸出線性定常系統(tǒng)

例：樞控直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

輸入量ur 輸出量ω(n)建立數(shù)學(xué)模型： 由局部（元件）→ 系統(tǒng)

傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖的組成：信號(hào)線(變量)，函數(shù)方框圖，綜合點(diǎn)，分支點(diǎn)

傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖：子方框圖

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖既保留子系統(tǒng)的原貌，又反映系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)

結(jié)構(gòu)圖的變換和簡(jiǎn)化：(按代數(shù)運(yùn)算規(guī)則，原則：保持變換前后輸入輸出關(guān)系不變)

4，節(jié)點(diǎn)移動(dòng) 例：求傳遞函數(shù)

閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

第四節(jié) 建立控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖

結(jié)構(gòu)圖的組成

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 , 是將系統(tǒng)中所有的元、部件都用方框表 示 , 在方框中表明其傳遞函數(shù), 按照信號(hào)傳遞方向把各傳遞函數(shù)方框依次連接起來(lái)組成的一種圖形?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖不僅能夠清楚地反映系統(tǒng)的組成及信號(hào)的傳遞過(guò)程, 而且能夠表示出系統(tǒng)信號(hào) 傳遞過(guò)程中的數(shù)學(xué)關(guān)系。因此 , 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖一般包含 4 種基本單元, 如圖所示。

(1)信號(hào)線 : 帶有箭頭的直線 , 見(jiàn)圖(a)。箭頭表示信號(hào)的傳遞方向, 直線上標(biāo)記信號(hào) 的時(shí)間 函數(shù)或像函數(shù) , 如 r(t)或 R(s)。

(2)引出點(diǎn):又稱(chēng)測(cè)量點(diǎn),表示信號(hào)引出或測(cè)量的位置,見(jiàn)圖(b)。從同一位置引出的信號(hào),在數(shù)值和性質(zhì)方面完全相同。

(3)比較點(diǎn):又稱(chēng)綜合點(diǎn),對(duì)兩個(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行加減運(yùn)算,見(jiàn)圖(c)。“ + ” 號(hào)表示相加, “” 號(hào) 表示 負(fù) 反饋 , 這是一個(gè)負(fù) 反饋的閉環(huán)控 制 系 統(tǒng)。由結(jié)構(gòu)圖(a)可 以寫(xiě)出

C(s)= G(s)E(s)(8)E(s)= R(s)-B(s)(9)B(s)= H(s)C(s)(10)

整 理式(8)、式(9)、式(10)得到

則等效傳遞函數(shù)為：

（11）

式 11)表示 的是兩個(gè)方框反饋連接的等效傳遞函數(shù) , 如圖(b)所示。式表示 的也就是負(fù) 反饋閉環(huán)控 制 系 統(tǒng)的傳遞函數(shù)。當(dāng) 反饋傳遞函數(shù) H(s)= 1, 即單 位反饋時(shí) , 稱(chēng)這樣的負(fù) 反饋閉環(huán)控 制 系 統(tǒng)為單 位反饋控

制 系 統(tǒng)。單 位反饋控 制 系 統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

同 理 , 可 以推導(dǎo) 出 正 反饋閉環(huán)控 制 系 統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

由動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖求取控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（2）

在 系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 簡(jiǎn)化過(guò) 程中 , 為了便 于進(jìn)行方框的運(yùn)算 , 往往需要移動(dòng)綜合點(diǎn)和分離點(diǎn)的置 , 或者移動(dòng) 比較符 號(hào)“” 不能過(guò) 綜合點(diǎn)和分離點(diǎn)。

(1)信號(hào) 綜合點(diǎn)的 移動(dòng)。信號(hào) 綜合點(diǎn)的移動(dòng)原 則是 : 保 證原 信號(hào) 不變 , 在 信號(hào) 綜 合點(diǎn)移后 保 證 信 號(hào) 相 加的 代 數(shù) 和 不 變。綜 合點(diǎn) 的 移 動(dòng) 等 效 變 換 如 圖所 示。其 中 , 圖(a)所示 為綜合點(diǎn)前 移等效變換 , 圖(b)所示 為綜合點(diǎn)后 移等效變換。

(2)信號(hào) 分離點(diǎn)的 移動(dòng)。信號(hào) 分離點(diǎn)的移動(dòng)原 則是 : 保 證原 各點(diǎn)信號(hào) 不 變 , 在 信 號(hào) 分 離點(diǎn)移動(dòng)后 保 證該分支信號(hào) 不變。分離點(diǎn)的移動(dòng)等效變換如圖所示。其 中 , 圖(a)所示 為分離點(diǎn)前 移等效變換 , 圖(b)所示 為分離點(diǎn)后 移等效變換。

(3)信號(hào) 綜合點(diǎn)的互換。在 結(jié)構(gòu)圖 簡(jiǎn)化過(guò) 程中 , 根據(jù)加法交換律 , 兩個(gè) 或兩個(gè)以上相 鄰的信號(hào) 綜合點(diǎn)位置 可 以互換 , 互換前 后 的結(jié)果 不變。

(4)信號(hào) 分離點(diǎn)的互換。在 結(jié)構(gòu)圖 簡(jiǎn)化過(guò) 程中 , 兩個(gè)或兩個(gè)以上相 鄰的信號(hào) 分離點(diǎn)位 置互換 , 完 全不會(huì)改變信號(hào) 的性質(zhì)。

必須指出 , 在 結(jié)構(gòu)圖 簡(jiǎn)化過(guò) 程中 , 相鄰的信號(hào) 綜合點(diǎn)和分離點(diǎn)的位置 不能互換。

【 例】 某系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如圖所示。要 求簡(jiǎn) 化結(jié)構(gòu) 圖 , 并 計(jì) 算系 統(tǒng)的傳 遞函 數(shù)G(s)= C(s)/ R(s)。

解 由系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3-14 看出 , 結(jié)構(gòu)圖 中包 含 5 個(gè)環(huán)節(jié) : G 1、G 2、G 3、G 4、H , 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 的步 驟如下 :

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(1)信號(hào) 綜合點(diǎn) A 后 移 , 見(jiàn)圖(a);(2)方框 G 1 與 G 2、G 2 與 H 串聯(lián)等效 , 且信號(hào) 綜合點(diǎn)互換位置 , 見(jiàn)圖(b);(3)方框 G 4 與 G 1 G 2 并 聯(lián)等效 , 為方便 起見(jiàn)記為 W 1 , 則

W 1 = G 1 G 2 + G 4 方框 G 3 與 G 2 H 反饋等效 , 記為 W 2 , 則

(4)方框 W 1 與 W 2 串聯(lián)等效 , 見(jiàn)圖(d);簡(jiǎn)化的結(jié)果 為

第三篇：電子教案單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)

電子教案——單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)

⒉ 計(jì)算機(jī)匯編

四.程序設(shè)計(jì)的基本方法 編寫(xiě)程序要求：

不僅要完成規(guī)定的功能任務(wù)，而且還要求：

執(zhí)行速度快、占用內(nèi)存少、條理清晰、閱讀方便、便于移植、巧妙而實(shí)用。一般應(yīng)按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：

⑴ 分析問(wèn)題，確定算法或解題思路 ⑵ 畫(huà)流程圖 ⑶ 編寫(xiě)源程序 ⑷ 匯編和調(diào)試

§1-2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)舉例

一.順序程序

順序程序是指按順序依次執(zhí)行的程序，也稱(chēng)為簡(jiǎn)單程序或直線程序。

順序程序結(jié)構(gòu)雖然比較簡(jiǎn)單，但也能完成一定的功能任務(wù)，是構(gòu)成復(fù)雜程序的基礎(chǔ)。

根據(jù)不同條件轉(zhuǎn)向不同的處理程序，這種結(jié)構(gòu)的程序稱(chēng)為分支程序。

80C51指令系統(tǒng)中的條件轉(zhuǎn)移指令、比較轉(zhuǎn)移指令和位轉(zhuǎn)移指令，可以實(shí)現(xiàn)分支程序?！纠?已知16位二進(jìn)制負(fù)數(shù)存放在R1R0中，試求其補(bǔ)碼，并將結(jié)果存在R3R2中

解：二進(jìn)制負(fù)數(shù)的求補(bǔ)方法可歸結(jié)為“求反加1”，符號(hào)位不變。利用CPL指令實(shí)現(xiàn)求反；加1時(shí)，則應(yīng)低8位先加1，高8位再加上低位的進(jìn)位。注意這里不能用INC指令，因?yàn)镮NC指令不影響標(biāo)志位。程序如下：

CONT:

MOV

A,R0;讀低8位

CPL A;取反

ADD

A,#1;加1

MOV

R2,A;存低8位

MOV

A,R1;讀高8位

CPL A;取反

ADDC

A,#80H;加進(jìn)位及符號(hào)位

MOV

R3,A;存高8位

RET

;二.分支程序

根據(jù)不同條件轉(zhuǎn)向不同的處理程序，這種結(jié)構(gòu)的程序稱(chēng)為分支程序。

80C51指令系統(tǒng)中的條件轉(zhuǎn)移指令、比較轉(zhuǎn)移指令和位轉(zhuǎn)移指令，可以實(shí)現(xiàn)分支程序。① S0單獨(dú)按下，紅燈亮,其余燈滅； ② S1單獨(dú)按下，綠燈亮,其余燈滅； ③ 其余情況，黃燈亮。

解：程序如下

SGNL:ANL

P1,#11100011B;紅綠黃燈滅

ORL

P1,#00000011B;置P1.0、P1.1輸入態(tài), P1.5～P1.7狀態(tài)不變 SL0: JNB

P1.0,SL1

;P1.0=0,S0未按下,轉(zhuǎn)判S1

JNB

P1.1,RED

;P1.0=1,S0按下;且P1.1=0,S1未按下,轉(zhuǎn)紅燈亮 YELW:SETB P1.4

;黃燈亮

CLR

P1.2

;紅燈滅

CLR

P1.3

;綠燈滅

SJMP SL0

;轉(zhuǎn)循環(huán)

SL1: JNB

P1.1,YELW

;P1.0=0,S0未按下;P1.1=0,S1未按下,轉(zhuǎn)黃燈亮 GREN:SETB P1.3

;綠燈亮

CLR

P1.2

;紅燈滅

CLR

P1.4

;黃燈滅

SJMP SL0

;轉(zhuǎn)循環(huán) RED: SETB P1.2

;紅燈亮

CLR

P1.3

;綠燈滅

CLR

P1.4

;黃燈滅

SJMP SL0

;轉(zhuǎn)循環(huán)

課堂練習(xí)題：

電路及燈亮滅要求同上述【例】題，其中

三.循環(huán)程序

循環(huán)程序一般包括以下幾個(gè)部分：

⑴ 循環(huán)初值；

⑵ 循環(huán)體；

⑶ 循環(huán)修改；

⑷ 循環(huán)控制；

以上四部分可以有兩種組織形式，其結(jié)構(gòu)如圖4-6所示.【例】 編制一個(gè)循環(huán)閃爍燈的程序。

設(shè)80C51單片機(jī)的P1口作為輸出口，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路74LS240(8反相三態(tài)緩沖/驅(qū)動(dòng)器)接8只發(fā)光二極管，如圖4-8所示。當(dāng)輸出位為“1”時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，輸出位為“0”時(shí)為暗。試編程實(shí)現(xiàn)：每個(gè)燈閃爍點(diǎn)亮10次，再轉(zhuǎn)移到下一個(gè)燈閃爍點(diǎn)亮10次，循環(huán)不止。

解：程序如下：

FLASH:MOV

A,#01H;置燈亮初值 FSH0: MOV

R2,#0AH;置閃爍次數(shù) FLOP: MOV

P1,A;點(diǎn)亮

LCALL DY1s;延時(shí)1s

MOV

P1,#00H;熄滅

LCALL DY1s;延時(shí)1s

DJNZ

R2,FLOP;閃爍10次

RL

A;左移一位

SJMP

FSH0;循環(huán)

RET

;【例】設(shè)Xi均為單字節(jié)數(shù)，并按順序存放在以50H為首地址的內(nèi)RAM存儲(chǔ)單元中，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（個(gè)數(shù)）N存在R2中，試編程求和S=X1+X2+‥‥+XN，并將S（雙字節(jié)）存放在R3R4中，（設(shè)S＜65536）。解：程序如下：

SXN: MOV

R2,#N

；置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(循環(huán)次數(shù))

MOV

R3,#00H ；和單元(高8位)清0

MOV

R4,#00H ；和單元(低8位)清0

MOV

R0,#50H ；求和數(shù)據(jù)區(qū)首址 LOOP:MOV

A,R4

；讀前次低8位和

ADD

A,@R0 ；低8位累加

MOV

R4,A

；存低8位和

CLR

A

；

ADDC

A,R3

；高8位加進(jìn)位

MOV

R3,A

；存高8位和

INC

R0

；指向下一數(shù)據(jù)

循環(huán)修改

DJNZ

R2,LOOP ；判N個(gè)數(shù)據(jù)累加完否？

循環(huán)控制

RET

；退出循環(huán)

退出循環(huán)

【例】編寫(xiě)延時(shí)10ms子程序,fosc=12MHz。

解:fosc=12MHz，一個(gè)機(jī)器周期為。DY10ms:MOV R6,#20;置外循環(huán)次數(shù) DLP1: MOV R7,#250;置內(nèi)循環(huán)次數(shù)

DLP2: DJNZ R7,DLP2;2機(jī)周×250 =500機(jī)周DJNZ R6,DLP1;500機(jī)周×20= 10000機(jī)周RET

;說(shuō)明：MOV Rn指令為1個(gè)機(jī)器周期;

DJNZ指令為2個(gè)機(jī)器周期;

RET指令為2個(gè)機(jī)器周期;{[(2機(jī)周×機(jī)周≈10ms 【課堂練習(xí)題】 按下列要求編寫(xiě)延時(shí)子程序： ⑴ 延時(shí)2ms，fosc=6MHz； ⑵ 延時(shí)5ms，fosc=12MHz； ⑶ 延時(shí)10s，fosc=12MHz；

設(shè)80C51單片機(jī)的P1口作為輸出口，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路74LS240(8反相三態(tài)緩沖/驅(qū)動(dòng)器)接8只發(fā)光二極管，如圖4-8所示。當(dāng)輸出位為?°1?±時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，輸出位為?°0?±時(shí)為暗。試編程實(shí)現(xiàn)：每個(gè)燈閃爍點(diǎn)亮10次，再轉(zhuǎn)移到下一個(gè)燈閃爍點(diǎn)亮10次，循環(huán)不止。

FLASH:MOV

A,#01H;置燈亮初值 FSH0: MOV

R2,#0AH;置閃爍次數(shù) FLOP: MOV

P1,A;點(diǎn)亮

LCALL DY1s;延時(shí)1s

MOV

P1,#00H;熄滅

LCALL DY1s;延時(shí)1s

DJNZ

R2,FLOP;閃爍10次

RL

A;左移一位

SJMP

FSH0;循環(huán)

RET

;

【課堂練習(xí)題】

根據(jù)圖4-8電路，設(shè)計(jì)燈亮移位程序，要求8只發(fā)光二極管每次點(diǎn)亮一個(gè)，點(diǎn)亮?xí)r間為250ms，順序是從下到上一個(gè)一個(gè)地循環(huán)點(diǎn)亮。設(shè)fosc=6MHz。

【例】已知P1口數(shù)據(jù)每隔10ms刷新一次，試求其1s內(nèi)的平均值,平均值存30H。解：本題需求100個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，一般有兩種方法：

一種是全部累加后再平均；

另一種是邊平均邊累加，現(xiàn)給出兩種方法的程序。

AVRG1: MOV

R2,#0

;低8位累加寄存器清0

MOV

R3,#0

;高8位累加寄存器清0

MOV

R4,#100

;置平均次數(shù) ALOP: MOV

A,P1;讀P1口數(shù)據(jù)

ADD

A,R2;低8位累加

MOV

R2,A;回存

CLR

A;高8位與進(jìn)位累加

ADDC

A,R3;

MOV

R3,A;回存

LCALL

DY10ms

;延時(shí)10ms

DJNZ

R4,ALOP;判100次累加完否？未完繼續(xù)

MOV

A,R3;100次累加完,求平均值,被除數(shù)→A、B

MOV

B,R2;

MOV

R0,30H

;置商間址

MOV

R6,#0;置除數(shù)100,除數(shù)→R6R5

MOV

R5,#100;

LCALL

SUM;(A、B)÷(R6、R5)= 商 @R0, 余數(shù)A

CJNE

A,#50,NEXT;四舍五入 NEXT: JC GRET;C=1,＜50, 舍

INC 30H;C=0,≥50, 入 GRET: RET;

AVRG2: MOV 30H,#0;商累加寄存器清0

MOV 31H,#0;余數(shù)累加寄存器清0

MOV R4,#100;置平均次數(shù) ALOP: MOV A,P1;讀P1口數(shù)據(jù)

MOV B,#100;置除數(shù)(平均次數(shù))

DIV AB;P1口數(shù)據(jù)除以100

ADD A,30H;商累加

MOV

30H,A;回存

MOV

A,B;

ADD A,31H;余數(shù)累加

MOV 31H,A;回存

CLR C

;

SUBB A,#100;

JC GON;余數(shù)累加＜100,余數(shù)累加寄存器不變

INC 30H;余數(shù)累加≥100, 商累加寄存器+1

MOV 31H,A;減去100后差→余數(shù)累加寄存器 GON: LCALL DY10ms;延時(shí)10ms

DJNZ R4,ALOP

;判100次累加完否？未完繼續(xù)

MOV A,31H;100次累加完畢,余數(shù)累加四舍五入

CJNE A,#50,NEXT;NEXT: JC GRET;C=1,＜50, 舍

INC 30H;C=0,≥50, 入 GRET: RET

;

【課堂練習(xí)題】

已知某單片機(jī)系統(tǒng)每隔20ms測(cè)一次溫度，8位溫度A/D值存在特殊功能寄存器SBUF中，試分別求其1s和1分內(nèi)的平均值, 分別存30H和31H。

當(dāng)用PC作基址寄存器時(shí)，其表格首地址與PC值間距不能超過(guò)256字節(jié)，且編程要事先計(jì)算好偏移量，比較麻煩。因此，一般情況下用DPTR作基址寄存器。解：編程如下：

CHAG:MOV

DPTR,#TABD;置共陰字段碼表首址

MOV

A,30H

;讀顯示數(shù)字

MOVC A,@A+DPTR;查表,轉(zhuǎn)換為顯示字段碼

MOV

30H,A

;存顯示字段碼

RET

;TABD:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;0～4共陰字段碼表

DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH;5～9共陰字段碼表 四.查表程序

用于查表的指令有兩條： ⑴

MOVC

A,@A+DPTR ⑵ MOVC

A,@A+PC 當(dāng)用DPTR作基址寄存器時(shí)，查表的步驟分三步： ① 基址值（表格首地址）→DPTR；

② 變址值（表中要查的項(xiàng)與表格首地址之間的 間隔字節(jié)數(shù)）→A； ③ 執(zhí)行MOVC A，@A+DPTR。

當(dāng)用PC作基址寄存器時(shí)，其表格首地址與PC值間距不能超過(guò)256字節(jié)，且編程要事先計(jì)算好偏移量，比較麻煩。因此，一般情況下用DPTR作基址寄存器。

【例】 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常用LED數(shù)碼管顯示數(shù)碼，但顯示數(shù)字(≤9)與顯示數(shù)字編碼并不相同，需要將顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換為顯示字段碼，通常是用查表的方法?，F(xiàn)要求將30H中

的顯示數(shù)字轉(zhuǎn)換為顯示字段碼并存入30H。已知共陰字段碼表首址為T(mén)ABD。解：編程如下：

CHAG:MOV

DPTR,#TABD;置共陰字段碼表首址

MOV

A,30H

;讀顯示數(shù)字

MOVC A,@A+DPTR;查表,轉(zhuǎn)換為顯示字段碼

MOV

30H,A

;存顯示字段碼

RET

;TABD:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;0～4共

DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH;5～9共陰字段碼表

【例】 用查表程序求0～40之間整數(shù)的立方。已知該整數(shù)存在內(nèi)RAM 30H中，查得立方數(shù)存內(nèi)RAM 30H（高8位）31H。已知立方表(雙字節(jié))首地址為T(mén)AB。解：編程如下：

CUBE: MOV

DPTR,#TAB;置立方表首址

MOV

A,30H

;讀數(shù)據(jù)

ADD

A,30H

;數(shù)據(jù)×2→A

MOV

30H,A

;暫存立方表數(shù)據(jù)序號(hào)

MOVC A, @A+DPTR;讀立方數(shù)據(jù)高8位

XCH

A,30H

;存立方數(shù)據(jù)高8位,立方表數(shù)據(jù)序號(hào)→A

INC

A

;指向立方數(shù)據(jù)低8位

MOVC A,@A+DPTR;讀立方數(shù)據(jù)低8位

MOV

31H,A

;存立方數(shù)據(jù)低8位

RET

;TAB: DW 0,0,0,1,0,8,0,27,0,64;0～40立方表

DW 0,125,0,216,?,0FAH,00H;說(shuō)明：數(shù)據(jù)×2→A原因是立方表數(shù)據(jù)為雙字節(jié) 【課堂練習(xí)題】

已知8位顯示數(shù)字已存入首址為30H的內(nèi)RAM中，試將其轉(zhuǎn)換為共陰顯示字段碼，存入首址為40H的內(nèi)RAM中。五.散轉(zhuǎn)程序

散轉(zhuǎn)程序是一種并行多分支程序?！纠?單片機(jī)四則運(yùn)算系統(tǒng)。

在單片機(jī)系統(tǒng)中設(shè)置四個(gè)運(yùn)算命令鍵，它們的鍵號(hào)分別為0、1、2、3。當(dāng)其中一個(gè)鍵按下時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。操作數(shù)由P1口和P3口輸入，運(yùn)算結(jié)果仍由P1口和P3口輸出。具體如下：P1口輸入被加數(shù)、被減數(shù)、被乘數(shù)和被除數(shù)，輸出運(yùn)算結(jié)果的低8位或商；P3口輸入加數(shù)、減數(shù)、乘數(shù)和除數(shù)，輸出進(jìn)位（借位）、運(yùn)算結(jié)果的高8位或余數(shù)。鍵盤(pán)號(hào)已存放在30H中。解：程序如下：

PRGM: MOV

P1,#0FFH

;P1口置輸入態(tài)

MOV

P3,#0FFH

;P3口置輸入態(tài)

MOV

DPTR,#TBJ;置?°＋－×÷?±表首地址

MOV

A,30H

;讀鍵號(hào)

RL

A

;鍵號(hào)?2→A

ADD

A,30H

;鍵號(hào)?3→A

JMP

@A+DPTR

;散轉(zhuǎn)

TBJ:

LJMP

PRGM0

;轉(zhuǎn)PRGM0(加法)

LJMP

PRGM1

;轉(zhuǎn)PRGM1(減法)

LJMP

PRGM3

;轉(zhuǎn)PRGM3(除法)

LJMP

PRGM2

;轉(zhuǎn)PRGM2(乘法)PRGM0: MOV

A,P1

;讀加數(shù)

ADD

A,P3

;P1+P3

MOV

P1,A

;和→P1

CLR

A

;

ADDC

A,#00H

;進(jìn)位→A

MOV

P3,A

;進(jìn)位→P3

RET

;

PRGM1: MOV

A,P1

;讀被減數(shù)

CLR

C

;

SUBB A,P3

;P1-P3

MOV

P1,A

;差→P1

CLR

A

;

RLC

A

;借位→A

MOV

P3,A

;借位→P3

RET

;PRGM2: MOV

A,P1

;讀被乘數(shù)

MOV

B,P3

;置乘數(shù)

MUL

AB;P1×P3

MOV

P1,A;積低8位→P1

MOV

P3,B;積高8位→P3

RET;PRGM3: MOV

A,P1

;讀被除數(shù)

MOV

B,P3

;置除數(shù)

DIV

AB;P1÷P3

MOV

P1,A

;商→P1

MOV

P3,B

;余數(shù)→P3

RET

;說(shuō)明：由于LJMP為3字節(jié)指令，因此鍵號(hào)需先乘3，以便轉(zhuǎn)到正確的位置。

第四篇：機(jī)械原理電子教案第一章

機(jī)械原理電子教案

第一章

緒論 基本要求:

1.明確機(jī)械原理課程的研究對(duì)象和內(nèi)容

2.了解機(jī)械原理在培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)高級(jí)工程技術(shù)人才全局中的地位、任務(wù)和作用。

3.了解機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)。

教學(xué)內(nèi)容: 1.機(jī)械原理課程的研究對(duì)象

2.機(jī)械原理課程的研究?jī)?nèi)容

3.機(jī)械原理課程的地位及學(xué)習(xí)本課程的目的

4.機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)難點(diǎn): 本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是機(jī)械原理課程的研究對(duì)象和內(nèi)容

念

了解機(jī)械原理課程的性質(zhì)和特點(diǎn)。機(jī)械原理課程的研究對(duì)象

機(jī)械是人類(lèi)用以轉(zhuǎn)換能量和借以減輕人類(lèi)勞動(dòng)、提高生產(chǎn)率的主要工具力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱工業(yè)之一。當(dāng)今社會(huì)高度的物質(zhì)文明是以近代機(jī)械工業(yè)的飛速發(fā)展為基礎(chǔ)建立起來(lái)的 的不斷改善也與機(jī)械工業(yè)的發(fā)展緊密相連。機(jī)械原理Theory of Machines and Mechanisms 究機(jī)構(gòu)和機(jī)器的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力設(shè)計(jì)

機(jī)器的種類(lèi)繁多 們的組成、功用、性能和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)各不相同。機(jī)械原理是研究機(jī)器的共性理論 必須對(duì)機(jī)器進(jìn)行概括和抽象 內(nèi)燃機(jī)與機(jī)械手的構(gòu)造、用途和性能雖不相同 是從它們的組成、運(yùn)動(dòng)確定性及功能關(guān)系看

主要研究機(jī)構(gòu)的組成原理以及各種機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)、功用和運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法。通過(guò)機(jī)構(gòu)類(lèi)型綜合 分析、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等一些常用的機(jī)構(gòu)及組合 方式期運(yùn)動(dòng)和工作要求的各種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和方法。

主要介紹機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的若干動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 和實(shí)驗(yàn)改善機(jī)械動(dòng)力性能的途徑。主要包括求解在已知力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng) 規(guī)律的方法、減少機(jī)械速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)問(wèn)題、機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平衡問(wèn)題、以及 機(jī)械效率和摩擦問(wèn)題。3

主要介紹機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法。主要內(nèi)容包括機(jī)械總體方案的設(shè)計(jì)和機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

通過(guò)對(duì)機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)析的方法

機(jī)械原理課程的地位和作用 機(jī)械原理是以高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及理論力學(xué)等基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)的

機(jī)械所具有的共性問(wèn)題 掌握新的科學(xué)技術(shù)成就打好工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。因此 業(yè)的一門(mén)非常重要的技術(shù)基礎(chǔ)課 械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育的最基本的課程。在教學(xué)中起著承上啟下的作 用

其目的在于培養(yǎng)學(xué)生以下幾點(diǎn) 1.掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論和基本技能 動(dòng)方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力 的科學(xué)技術(shù)打好工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

2.掌握機(jī)構(gòu)和機(jī)器的設(shè)計(jì)方法和分析方法 造打基礎(chǔ)。

3.掌握創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法養(yǎng)創(chuàng)造性思維和技術(shù)創(chuàng)新能力 階段

機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)方法 1.學(xué)習(xí)機(jī)械原理知識(shí)的同時(shí),注重素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

在學(xué)習(xí)本課程時(shí) 新性思維的能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

2,加強(qiáng)形象思維能力的培養(yǎng)。

從基礎(chǔ)課到技術(shù)基礎(chǔ)課 解和掌握本課程的一些內(nèi)容 輯思維是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的3

在學(xué)習(xí)本課程的過(guò)程中圖中的 有關(guān)知識(shí)運(yùn)用到本課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中。

4,做到舉一反三。

第五篇：機(jī)械原理電子教案軟件使用說(shuō)明

機(jī)械原理電子教案軟件使用說(shuō)明

軟件在使用前，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀本使用說(shuō)明，具體說(shuō)明如下：

１.屏幕分辨率要設(shè)為:800*600，以獲得全屏效果。

２.計(jì)算機(jī)的配置最低為：pentiumⅡ400，內(nèi)存64M,建議用win2000操作系統(tǒng)。３.軟件在使用前，請(qǐng)先安裝flash MX的插件（即在本光盤(pán)的根目錄flash播放文件夾下的兩個(gè)文件）才能保證該軟件的正常使用。此外，最好將軟件裝入硬盤(pán)使用，以獲得好的使用效果，以免受到讀盤(pán)速度的影響。

４.軟件運(yùn)行進(jìn)入教學(xué)界面之后，一般可按按鈕提示用鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的內(nèi)容。此外，還有如下幾種操作情況：

在顯示每節(jié)教學(xué)提綱的黑板區(qū)（即左邊黑色區(qū)）內(nèi)，所顯示的黃色文字一般為可點(diǎn)擊的熱字，單擊后會(huì)顯示相應(yīng)的演示內(nèi)容或新內(nèi)容。但應(yīng)注意：黃色同時(shí)也設(shè)定為三級(jí)或三級(jí)以下標(biāo)題的用色，故有時(shí)點(diǎn)擊也可能不顯示新內(nèi)容。另外，對(duì)于該區(qū)超過(guò)一頁(yè)顯示的內(nèi)容，建議采用點(diǎn)擊挪動(dòng)條中“▼”或“▲”按鈕進(jìn)行挪動(dòng)操作來(lái)看所顯示下面或上面的內(nèi)容。

在教學(xué)內(nèi)容的演示區(qū)（即右邊藍(lán)色區(qū)，有時(shí)為全屏顯示）內(nèi)，如果顯示的是為圖片內(nèi)容（如各種輪系的類(lèi)型簡(jiǎn)圖圖片），一般用鼠標(biāo)單擊圖片的內(nèi)容區(qū)或按按鈕或提示的要求點(diǎn)擊操作，將會(huì)顯示相應(yīng)的三維動(dòng)畫(huà)的演示內(nèi)容；如果顯示的是超大型圖片內(nèi)容（即以卷動(dòng)方式展開(kāi)的圖片），需用鼠標(biāo)顯示的小手上下托動(dòng)來(lái)觀看全部顯示內(nèi)容。

５．當(dāng)進(jìn)入flash文件顯示界面之后，可直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊專(zhuān)門(mén)設(shè)置的“開(kāi)始”、“上一步”、下一步”、“結(jié)束”及顯示內(nèi)容的上下推移操作這五個(gè)按鈕進(jìn)行相應(yīng)的操作。

建議采用更為方便、快捷的操作：上述“下一步”、“上一步”和“上推、下推”這四項(xiàng)操作，可直接用鍵盤(pán)來(lái)操作。即分別按空格鍵、m鍵、↑鍵和↓鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的操作(注意：若一開(kāi)始直接使用空格鍵和m鍵時(shí)，必須先用鼠標(biāo)將flash界面激活；、且使用m鍵時(shí)應(yīng)使健盤(pán)字母處于小寫(xiě)狀態(tài)，方可起作用)。此外，還可用先按鼠標(biāo)右鍵再按左鍵選“放大”或“縮小”項(xiàng)的操作來(lái)對(duì)當(dāng)前所顯示的內(nèi)容進(jìn)行放大或縮小顯示。這時(shí)還可用顯示的小手挪動(dòng)來(lái)調(diào)整所顯示內(nèi)容的位置，同時(shí)還可用按空格鍵或m鍵繼續(xù)進(jìn)行下一步或上一步的演示操作。

６．本軟件中每節(jié)的內(nèi)容一般是按照教學(xué)過(guò)程中內(nèi)容講解的順序流程而制作的。但也可返回再點(diǎn)擊想要看的內(nèi)容。

由于時(shí)間倉(cāng)促及水平所限，軟件中錯(cuò)誤在所難免，故請(qǐng)不吝賜教，以利于以后改進(jìn)。

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