第一篇：《微计原理》电子教案
《微计原理》电子教案
一、课程考试试题样卷题型及值分配
本课程考试试题主要参考书目为孙德文《微型计算机技术》。试题样卷题型及其分值分配见下表1：
表1：试题样卷题型及其分值分配
试题样卷题型
填空题
根据要求写对应程序 写出所给程序或语句的功能
编写程序 程序设计
分值分配
15个空，每空2分，共30分 5小题，每题4分,共20分 5小题，每题4分,共20分 2小题，每题10分，共20分
1小题，共10分
二、知识点分布
学习本课程前具备的基础知识：
计算机数制的转换，如何计算。
例如：二进制数10111011.011对应的十进制数为________,十六进制数为________.如果X=-1111101,则X的原码为________,反码为________,补码为_______。十进制数946对应的8421BCD码形式为_________。
解题： 187.3751, BB.6
11111101 , 10000010 , 10000011。
100101000110
课程知识点分布如下：
第一章：微处理器的典型结构、微型计算机的基本结构； 第二章：80X86微处理器的结构、编程结构及引脚功能； 第三章：寻址方式、指令系统；
第四章：汇编语言的基本语法、顺序结构程序、分支结构程序、循环结构程序，BIOS中断调用；
第五章：RAM、ROM芯片的结构、工作原理，动态存储，16位、32位微机存储接口；
第六章：I/O端口的编址方式、数据传输的控制方式、8237A的结构和功能； 第七章：中断的概念及其处理过程、优先级，8086中断系统；
第八章：芯片读写、引脚概念，芯片8255A的结构、引脚功能、工作方式及其初始化，定时器/计数器的基本工作原理、结构、功能、工作方式及其初始化，串行接口原理，模数转换原理；
第九章：总线、片总线的作用、总线标准，PC总线特点，ISA总线特点，EISA总线特点，PCI总线以及RS-232C总线；
第十章：主板，光盘存储器，硬盘接口，USB与IEEE1394，显卡，即插即用。
三、课程重难点、要点
第二章：80X86微处理器的编程结构 第三章：寻址方式、指令系统；
第四章：汇编语言的基本语法、程序设计； 第五章：RAM、ROM芯片的结构、工作原理 第六章：I/O端口的编址方式、数据传输的控制方式； 第七章：中断的概念及其处理过程、优先级；
第八章：定时器/计数器的基本工作原理、结构、功能、工作方式及其初始化 第九章：总线、总线标准，PC总线特点
四、具体例题及分析
（一）、8051芯片用引脚________作为ROM读选通，用引脚________作为RAM读选通，用引脚________作为RAM写选通.解：PSEN，RD，WR
（二）、简述8086中逻辑地址与物理地址的关系
解：逻辑地址是允许在程序中编排的地址，8086的逻辑地址有段基值和段内偏移量两 部分。段基值存放在对应的段寄存器中，段内偏移量由指令给出。物理地址是信息在存储器 中实际存放的地址。在8086系统中，物理地址形成过程为：将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）、写出寄存器AX、BX、CX、DX、SI和DI的隐含用法。
解：上述通用寄存器的隐合用法如下：
AX——在字乘/字除指令中用作累加器； 在字I/O操作时作为数据寄存器。
BX—间接寻址时，作为地址寄存器和基址寄存器； 在XLAT指令中用作基址寄存器；
CX—串操作时的循环次数计数器； 循环操作时的循环次数计数器；
DX——字乘/字除指令中用作辅助寄存器； I／O指令间接寻址时作端口地址寄存器；
SI—间接寻址时，作为地址寄存器和变址寄存器； 串操作时的源变址寄存器；
DI——间接寻址时，作为地址寄存器和变址寄存器； 串操作时的目的变址寄存器。
（四）、执行如下令后，标志寄存器中各状态位之值
(1)MOV AX, 34C5H
ADD
AX, 546AH
解：***1
***0
***1
显然：CF0,SF1,ZF0,AF0,OF1,PF0
(2)
MOV AX,E453H
ADD AX,C572H
解：***1
***0 ***01 显然：CF1,SF1,ZF0,AF0,OF0,PF1
（五）、根据要求写出指令段。
1.将片外单元30中内容低四位保持不变，高四位置1.2.将片内RAM 30H中的数低5位保持不变,高三位清零.3.将片内30H开始的10H个数清零.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）、写出下列容量的RAM芯片片内的地址线和数据线的条数
解：(1)4K × 8位：地址线12条，数据线8条；
(2)512K×4位：地址线19条，数据线4条；
(3)1M ×1位：地址线20条，数据线1条；
(4)2K × 8位：地址线11条，数据线8条。
（七）、用下列芯片构成存储系统，各需要多少个RAM芯片?需要多少位地址作为片外地址译码?设系统为20位地址线，采用全译码方式。
解：(1)512×4位RAM构成16KB的存储系统：
需要16KB／512×4＝64片；片外地址译码需11位地址线。
(2)1024×1位RAM构成128KB的存储系统：
需要128KB／lK × 8＝1024片；片外地址译码需10位地址线；
(3)2K ×4位RAM构成64KB的存储系统：
需要64KB/2K × 2＝64片；片外地址译码需9位地址线。
(4)64K×l位RAM构成256KB的存储系统：
需要256KB／64K×8位＝32片，片外地址译码需4位地址线。
（八）、写出下列程序与语句的功能： 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.将ROM220H单元中的数读入片内RAM 30H。
2.在P1口产生8周期的方波
3.实现A与R1两个BCD码相加.（九）、简述D/A转换器芯片对输出电路的要求
解：D/A转换器芯片中，大多是电流输出，而实际应用中往往需要模拟电压，因此，在使用中必须把D/A芯片的输出电流转换成相应的输出电压，通常采用运算放大器来实现 电流-电压的转换。常用的两种单极性输出电路如教材第159页中图8—6所示。其中(a)为反相电比输出电路，(b)为同相电压输出电路。
当实际应用中要求双极性模拟量输出时，可采用两级运算放大电路。
（十）、根据要求写出对应程序。
1、将RAM片内30H中的数与片外300H中的数进行交换
2、将片内RAM 30H中的数低5位保持不变,高三位清零.3、将片外单元30中内容低四位保持不变，高四位置1.4、将寄存器A中的数乘以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处的20H个字节数的最大值与平均值
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）、利用定时器从单片机P1.0输出周期为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：自动控制原理电子教案
第1章 自动控制理论的发展史及内容
教学目的: 知识：掌握什么是自动控制，自动控制控制原理的发展史和主要内容
技能：通过学习自动控制原理的发展进程了解本课程主要的任务 教学重点: 自动控制原理的主要内容 教学难点: 本课程的任务 教学方法: 结合多媒体讲授法
教学进度: 本内容为4学时，其中1.1、1.2、1.3节2学时，1.4、1.5、1.6节2学时。参考资料:《现代控制工程》 绪方胜彦著,科学出版社
教学内容
第一节 自动控制理论的发展史及内容
一提到自动化很多人就会问自动化是什么？所谓自动化就是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义的讲，自动化还包括模拟或再现人的自能活动。
自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展、放大人的功能和创新的功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此自动化是一个国家或社会现代化水平的重要标志。
在我国的古代，很多的能工巧匠就发明了许多原始的自动装置，以满足生产、生活和作战的需要。其中比较著名的就有以下几种：
（1）指南车
指南车是中国古代用来指示方向的一种具有能自动离合齿轮系装置的车辆。指南车是一种马拉的双轮独辕车，车箱上立一个伸臂的木人。《宋史·舆服志》中对指南车的构造和各齿轮大小和齿轮数都有详细的记载。
（2）铜壶滴漏
即漏壶，中国古代的自动计时装置，又称刻漏或漏刻。漏壶的最早记载见于《周记》。这种计时装置最初只有两个壶，由壶上滴水到下面的受水壶，液面使浮箭升起以示刻度（时间）。
（3）饮酒速度的自动调节 宋朝仇士良著的《岭外代答》（公元1178）蹭记载中国南方和西南方部落村民的一种习俗，就是常用长0.6米以上的饮酒管饮酒。在这种竹制饮酒管中有一条银制小鱼，作为可动的开关（即浮子式阀门）。这种阀门可用来保持均匀的饮酒速度。
（4）记里鼓车
中国古代有能自报行车里程的车制，是东汉以后出现的，由汉代改装而成，车中装设具有减速作用的传动齿轮和凸轮、杠杆等机构。车行一里，车上木人受凸轮牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓一次，以表示车的里程。
（5）漏水转浑天仪 公元2世纪，中国东汉的天文学家张衡创制的一种天文表演仪器。它是一种用漏水推动的水运浑象，和现在的天球仪相似，可以用来实现天体运行的自动仿真。
（6）候风地动仪
公元132年东汉张衡发明的一种观察地震的自动检测仪器，它的工作原理涉及到检测地震信号的大小和方向。
（7）水运仪象台
北宋哲宗元祐三年，苏颂、韩公廉等人制成的水力天文装置。它既能演示或能观测天象，又能计时及报时。
中国古代人民在原始的自动装置的创造和发明上作出了辉煌的成就，也为后来自动化的发展奠定了基础。自动化的发展在世界的其他地方也有很大的发展。
公元一世纪古埃及和希腊的发明家页创造了教堂庙门自动开启、铜祭司自动洒圣水、投币式圣水箱等自动装置。17世纪以来，随着生产的发展，在欧洲的一些国家相继出现了多种自动装置，其中比较典型的有：法国物理学家B.帕斯卡在公元1642年发明的加法器;荷兰机械师C.惠更斯于公元1657年发明的钟表；英国机械师E.李在公元1745年发明带有风向控制的风磨；俄国机械师H.波尔祖诺夫于公元1765年发明了蒸气锅炉水位保持恒定用的浮子式阀门水位调节器。
18世纪末至20世纪30年代自动化技术形成，由于第一次工业革命的需要，自动化调节有了更广泛的应用。公元1968年法国工程师J.法尔科发明反馈调节器；到了20世纪20~30年代，美国开始采用PID调节器。这是一种模拟式调节器，现在还在许多工厂中采用。
随着自动化装置的广泛应用，就暴露了许许多多的问题，许多人就对自动调节系统的稳定性提出了质疑。自动调节器和控制对象组成自动调节系统。有许多科学家对自动调节系统从理论上加以研究。公元1868年英国物理学家J.麦克斯韦尔用微分方程描述并总结了调节器的理论。公元1876年俄国机械学家H.A.维什捏格拉茨基进一步总结了调节其理论，归结为只要研究描述自动调节系统的线性其次微分方程的通解。公元1877年英国数学家E.劳思、1895年德国数学家A.胡尔维茨提出代数稳定判据，沿用到现在。公元1892年俄国数学家A.李雅普诺夫提出稳定性的严格数学定义并发表了专著。他的稳定性理论至今还是研究分析线性和非线性系统稳定性的重要方法。
20世纪40～50年代局部自动化时期，第二次世界大战期间，为了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题，各国科学家设计出各种精密的制动调节装置开创可防空火力系统和控制这一新的科学领域。
与此同时，在工业上已广泛应用PID调节器，并用电子模拟计算机来设计自动控制系统。20世纪50年代研制出了电动单元组合仪表，这些为工业自动化提供了必不可少的技术工具，并使得构成和设计自动控制系统更简便、更工程化了，我国也能生产系列化得国产气动单元组合仪表QDZ型和电动单元组合仪表DDZ型，在国内使用很广。
1943～1946年，美国电气工程师J.埃克托和物理学家J.莫奇利为美国陆军研制成世界上第一台基于电子管电子数字计算机——电子数字积分和自动计数器。1950年美国宾夕法尼亚大学莫尔小组研制成世界上第二台存储程序式电子数字计算机——离散变量电子自动计算机。电子数字计算机的发明为20世纪60～70年代开始的再控制系统广泛应用程序控制和逻辑控制以及应用数字计算机直接控制生产过程奠定了基础。我国也在20世纪50年代中叶开始研制大型电子数字计算机，并研制出了“银河Ⅲ”电子数字计算机。20世纪50年代末起至今进入综合自动化时期。复杂工业、复杂工业过程和航天技术的自动控制问题，都是多变量控制系统的分析和综合问题，迫切需要加以解决。单经典的控制理论的直接应用遇到了困难。20世纪70年代微处理器的出现对实现各种复杂的控制任务起了重大的推动作用。
20世纪50年代末到60年代初，开始出现电子数字计算机控制化的化工厂，20世纪60年代末在制造工业中出现了许多自动生产线，工业生产开始由局部自动化想综合自动化方向发展。20世纪70年代出现专用机床组成的无人工厂，20世纪80年代初出现用柔性制造系统组成的无人工厂。
20世纪60年代末至70年代初，美、英等国的科学家们注意到人工智能的所有技术和机器人结合起来，研制出只能机器人。智能机器人会在工业生产、核电站设备检查及维修、海洋调查、水下石油开采、宇宙探测等方面大显身手。
从古到今，自动化技术有了很大的发展。自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广，对人类的生产、生活的方式将产生深远影响。
自控原理课程的特点和要求
《自动控制原理》是自动化、电气工程与自动化等专业的专业基础课。该课程需要一定的工程背景，利用数学知识较多。它主要研究自动控制系统的基本概念、数学模型的建立及方块图等效变换。针对控制系统的基本要求，利用时域分析法、根轨迹法和频域法分析和设计控制系统。通过该课程的学习，要求学生系统地掌握自动控制系统的基本理论和基本方法，培养学生理论联系实际的能力，为专业课和工程实践打下坚实的基础
第二节 自动控制的基本原理和方式 一 自动控制技术及应用
（1）什么是自动控制
无人直接参与
利用外加设备或装置（控制器）
使机器、设备或生产过程（被控对象）的某个工作状态或参数（被控量）自动按预定的规律运行
（2）自动控制技术的应用
工业、农业、导航、核动力
生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域
2、自动控制理论
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学（1）经典控制理论（以反馈理论为基础）（军事）以传递函数为基础
研究单输入-单输出（SISO）线性定常系统的分析和设计（2）现代控制理论
（宇航）以状态空间描述为基础
具有高性能、高精度的多变量变参 数系统的最优控制问题
（3）智能控制理论（发展方向）信息论、仿生学为基础
3、反馈控制理论（闭环控制理论）
（1）自动控制系统
被控对象、控制器按一定的方式连接所组成的系统
最基本的连接方式是反馈方式，按该方式连接的系统称为反馈控制系统
（2）反馈控制原理
控制器对被控对象施加的控制作用取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而对被控对象进行控制。
例1
人取物
反馈控制原理就是偏差控制原理
通常，我们把取出输出量送回到输入端，并与输入信号相比较产生偏差的过程，称为反馈。
在工程实践中，为实现反馈控制，必须配有以下设备：
测量元件、比较元件、执行元件
统称为控制装置
4、反馈控制系统的基本组成
（1）外作用 有用输入：决定系统被控量的变化规律
扰动：破坏有用输入对系统的控制。如：电源电压的波动、飞行中的气流、航海中的波浪等
（2）给定元件
给出与期望的被控量相对应的系统输入量（参据量）如书的位置
（3）校正元件（补偿元件）
结构和参数便于调整的元部件，以串联或反馈方式连接在系统中
1、开环控制方式
不存在输出到输入的反馈，输出量不参与控制（1）按给定值进行控制
（2）按干扰进行控制（即前馈控制，对干扰进行补偿）
第三节 控制系统的分类以及对自动控制系统性能的基本要求
一、控制系统的分类
＆1.4 对自动控制系统性能的基本要求 稳定性（最基本要求）稳定性：系统在扰动消失后，由初始偏差状态恢复到平衡状态的能力 １、稳定
２、不稳定
稳定性：
(1)对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。
(2)对随动系统，被控制量始终跟踪参据量的变化。
稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。线性系统稳定性，通常由
系统的结构决定与外界因素无关。2 快速性
动态性能 调节时间、上升时间
对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。稳定高射炮射角随动系统，虽然炮身最终能跟踪目标，但如果目标变动迅速，而炮身行动迟缓，仍然抓不住目标。准确性
稳态误差 有差系统 无差系统
在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。
第2章
控制系统的数学模型
教学目的：1.掌握控制系统数学模型的概念及其作用
2.数学模型的建立方法及建立控制系统的微分方程 教学重点：控制系统数学模型的概念 教学难点：建立控制系统的微分方程 教学方法：讲授法
教学进度：本内容为4学时
教学内容
第一节 预备知识：控制系统的数学模型
一、控制系统数学模型的概念及作用
在研究控制系统的性能时, 最关键也是最困难的一步就是建立起能以足够的精 度反映系统工作实质的控制系统数学模型。
控制系统的数学模型是描述系统内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式。在 静态条件下(即变量的各阶导数为零), 描述各变量之间关系的数学方程 ,称为静态模型;在动态过程中, 各变量之间的关系用微分方程描述 , 称为动态模型。由于微分方程中各变量的导数反映了它们随时间变化的特性 , 例如在运动过中 , 一阶导数表示速度 , 二 阶导数表示加速度等 , 因此 , 微分方程完全可以描绘系统的动态特 性。本章主要研究控 制系统的动态数学模型, 简称数学模型。
二、控制系统数学模型建立的方法
数学模型的建立通常采用两种方法:分析法和实践法。
分析法是利用控制系统或其 组成元器件所依据的物理或化学规律,来建立数学模型并经实验验证。
实验法是通过对实际控制系统或元器件作用一定形式的输入信号,用求取控制系统或元器件的输出响应的方法来建立数学模型。在控制系统的分析和设计中 , 建立合理的系 统数学模型是一项极为重要的工作,它直接关系到控制系统能否实现给定的任务。
三、控制系统数学模型的种类
时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程。复数域中常用的有传递函数、结构图。
频域中有频率特性 数学模型的建立方法及建立控制系统的微分方程 线性控制系统数学模型的建立
线性控制系统的数学模型是用微分方程式来描述的, 用解析法列写微分方程的一般步骤如下 :(1)根据系统或元器件的工作原理 , 确定系统和各元器件的输入 / 输出 量;(2)从输入端开始,按照信号的传递顺序,依照各变量所遵循的物理或化学定律,按技术
要求忽略一些次要因素,并考虑相邻元器件的彼此影响,列出微分方程式或微分方程组;(3)消去中间变量,求得描述输入量与输出量关系的微分方程式;(4)标准化, 即将与输入变量有关的各项放在等号右侧 , 将与输出变量有关的各项
放在等号左侧, 并按降幂顺序排列。
一般情况下, 设描述线性控制系统的微分方程式如下 :
式中 , c(t)为系统或元器件的输出量;r(t)为系统或元器件的输入量;系 数 a 0 , a 1 , „ , a n 及b 0 , b 1 , „ , b n 与系统或元器件的结构及参数有关。一般的物理可实现系统,总有 n ≥ m , 上式又 称为 n 阶微分方程式。
例题：已知无源网络如图所示 , 试写出它的数学模型。
解 根据基尔霍夫定律可写出
式中 , i 为设置的中间变量, 是流经电阻R和电容C的电流
消去上式中的中间变量i整理的
当电阻R和电容C均为常数时 ,RC无源网络的数学模型为一个一阶 常系数微分方程 ，令RC = T , 则式可写成
式中, T称为RC网络的时间常数。
第三节 项目二：求取控制系统的传递函数
线性系统 ———— 满足叠加原理
非线性系统
设单输入单输出线性定常系统
例：枢控直流电动机调速系统
输入量ur 输出量ω(n)建立数学模型： 由局部（元件）→ 系统
传递函数结构图的组成：信号线(变量)，函数方框图，综合点，分支点
传递函数结构图：子方框图
系统结构图既保留子系统的原貌，又反映系统的结构 典型环节的传递函数
结构图的变换和简化：(按代数运算规则，原则：保持变换前后输入输出关系不变)
4，节点移动 例：求传递函数
闭环控制系统的基本结构
第四节 建立控制系统的动态结构图
结构图的组成
控制系统的结构图 , 是将系统中所有的元、部件都用方框表 示 , 在方框中表明其传递函数, 按照信号传递方向把各传递函数方框依次连接起来组成的一种图形。控制系统的结构图不仅能够清楚地反映系统的组成及信号的传递过程, 而且能够表示出系统信号 传递过程中的数学关系。因此 , 控制系统的结构图一般包含 4 种基本单元, 如图所示。
(1)信号线 : 带有箭头的直线 , 见图(a)。箭头表示信号的传递方向, 直线上标记信号 的时间 函数或像函数 , 如 r(t)或 R(s)。
(2)引出点:又称测量点,表示信号引出或测量的位置,见图(b)。从同一位置引出的信号,在数值和性质方面完全相同。
(3)比较点:又称综合点,对两个以上的信号进行加减运算,见图(c)。“ + ” 号表示相加, “” 号 表示 负 反馈 , 这是一个负 反馈的闭环控 制 系 统。由结构图(a)可 以写出
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
则等效传递函数为：
（11）
式 11)表示 的是两个方框反馈连接的等效传递函数 , 如图(b)所示。式表示 的也就是负 反馈闭环控 制 系 统的传递函数。当 反馈传递函数 H(s)= 1, 即单 位反馈时 , 称这样的负 反馈闭环控 制 系 统为单 位反馈控
制 系 统。单 位反馈控 制 系 统的传递函数为
同 理 , 可 以推导 出 正 反馈闭环控 制 系 统的传递函数为
由动态结构图求取控制系统的传递函数（2）
在 系 统结构图 简化过 程中 , 为了便 于进行方框的运算 , 往往需要移动综合点和分离点的置 , 或者移动 比较符 号“” 不能过 综合点和分离点。
(1)信号 综合点的 移动。信号 综合点的移动原 则是 : 保 证原 信号 不变 , 在 信号 综 合点移后 保 证 信 号 相 加的 代 数 和 不 变。综 合点 的 移 动 等 效 变 换 如 图所 示。其 中 , 图(a)所示 为综合点前 移等效变换 , 图(b)所示 为综合点后 移等效变换。
(2)信号 分离点的 移动。信号 分离点的移动原 则是 : 保 证原 各点信号 不 变 , 在 信 号 分 离点移动后 保 证该分支信号 不变。分离点的移动等效变换如图所示。其 中 , 图(a)所示 为分离点前 移等效变换 , 图(b)所示 为分离点后 移等效变换。
(3)信号 综合点的互换。在 结构图 简化过 程中 , 根据加法交换律 , 两个 或两个以上相 邻的信号 综合点位置 可 以互换 , 互换前 后 的结果 不变。
(4)信号 分离点的互换。在 结构图 简化过 程中 , 两个或两个以上相 邻的信号 分离点位 置互换 , 完 全不会改变信号 的性质。
必须指出 , 在 结构图 简化过 程中 , 相邻的信号 综合点和分离点的位置 不能互换。
【 例】 某系 统结构图 如图所示。要 求简 化结构 图 , 并 计 算系 统的传 递函 数G(s)= C(s)/ R(s)。
解 由系 统结构图 3-14 看出 , 结构图 中包 含 5 个环节 : G 1、G 2、G 3、G 4、H , 简化结构图 的步 骤如下 :
系统结构图
(1)信号 综合点 A 后 移 , 见图(a);(2)方框 G 1 与 G 2、G 2 与 H 串联等效 , 且信号 综合点互换位置 , 见图(b);(3)方框 G 4 与 G 1 G 2 并 联等效 , 为方便 起见记为 W 1 , 则
W 1 = G 1 G 2 + G 4 方框 G 3 与 G 2 H 反馈等效 , 记为 W 2 , 则
(4)方框 W 1 与 W 2 串联等效 , 见图(d);简化的结果 为
第三篇：电子教案单片机原理与应用技术
电子教案——单片机原理与应用技术
⒉ 计算机汇编
四.程序设计的基本方法 编写程序要求：
不仅要完成规定的功能任务，而且还要求：
执行速度快、占用内存少、条理清晰、阅读方便、便于移植、巧妙而实用。一般应按以下几个步骤进行：
⑴ 分析问题，确定算法或解题思路 ⑵ 画流程图 ⑶ 编写源程序 ⑷ 汇编和调试
§1-2 汇编语言程序设计举例
一.顺序程序
顺序程序是指按顺序依次执行的程序，也称为简单程序或直线程序。
顺序程序结构虽然比较简单，但也能完成一定的功能任务，是构成复杂程序的基础。
根据不同条件转向不同的处理程序，这种结构的程序称为分支程序。
80C51指令系统中的条件转移指令、比较转移指令和位转移指令，可以实现分支程序。【例】 已知16位二进制负数存放在R1R0中，试求其补码，并将结果存在R3R2中
解：二进制负数的求补方法可归结为“求反加1”，符号位不变。利用CPL指令实现求反；加1时，则应低8位先加1，高8位再加上低位的进位。注意这里不能用INC指令，因为INC指令不影响标志位。程序如下：
CONT:
MOV
A,R0;读低8位
CPL A;取反
ADD
A,#1;加1
MOV
R2,A;存低8位
MOV
A,R1;读高8位
CPL A;取反
ADDC
A,#80H;加进位及符号位
MOV
R3,A;存高8位
RET
;二.分支程序
根据不同条件转向不同的处理程序，这种结构的程序称为分支程序。
80C51指令系统中的条件转移指令、比较转移指令和位转移指令，可以实现分支程序。① S0单独按下，红灯亮,其余灯灭； ② S1单独按下，绿灯亮,其余灯灭； ③ 其余情况，黄灯亮。
解：程序如下
SGNL:ANL
P1,#11100011B;红绿黄灯灭
ORL
P1,#00000011B;置P1.0、P1.1输入态, P1.5～P1.7状态不变 SL0: JNB
P1.0,SL1
;P1.0=0,S0未按下,转判S1
JNB
P1.1,RED
;P1.0=1,S0按下;且P1.1=0,S1未按下,转红灯亮 YELW:SETB P1.4
;黄灯亮
CLR
P1.2
;红灯灭
CLR
P1.3
;绿灯灭
SJMP SL0
;转循环
SL1: JNB
P1.1,YELW
;P1.0=0,S0未按下;P1.1=0,S1未按下,转黄灯亮 GREN:SETB P1.3
;绿灯亮
CLR
P1.2
;红灯灭
CLR
P1.4
;黄灯灭
SJMP SL0
;转循环 RED: SETB P1.2
;红灯亮
CLR
P1.3
;绿灯灭
CLR
P1.4
;黄灯灭
SJMP SL0
;转循环
课堂练习题：
电路及灯亮灭要求同上述【例】题，其中
三.循环程序
循环程序一般包括以下几个部分：
⑴ 循环初值；
⑵ 循环体；
⑶ 循环修改；
⑷ 循环控制；
以上四部分可以有两种组织形式，其结构如图4-6所示.【例】 编制一个循环闪烁灯的程序。
设80C51单片机的P1口作为输出口，经驱动电路74LS240(8反相三态缓冲/驱动器)接8只发光二极管，如图4-8所示。当输出位为“1”时，发光二极管点亮，输出位为“0”时为暗。试编程实现：每个灯闪烁点亮10次，再转移到下一个灯闪烁点亮10次，循环不止。
解：程序如下：
FLASH:MOV
A,#01H;置灯亮初值 FSH0: MOV
R2,#0AH;置闪烁次数 FLOP: MOV
P1,A;点亮
LCALL DY1s;延时1s
MOV
P1,#00H;熄灭
LCALL DY1s;延时1s
DJNZ
R2,FLOP;闪烁10次
RL
A;左移一位
SJMP
FSH0;循环
RET
;【例】设Xi均为单字节数，并按顺序存放在以50H为首地址的内RAM存储单元中，数据长度（个数）N存在R2中，试编程求和S=X1+X2+‥‥+XN，并将S（双字节）存放在R3R4中，（设S＜65536）。解：程序如下：
SXN: MOV
R2,#N
；置数据长度(循环次数)
MOV
R3,#00H ；和单元(高8位)清0
MOV
R4,#00H ；和单元(低8位)清0
MOV
R0,#50H ；求和数据区首址 LOOP:MOV
A,R4
；读前次低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位加进位
MOV
R3,A
；存高8位和
INC
R0
；指向下一数据
循环修改
DJNZ
R2,LOOP ；判N个数据累加完否？
循环控制
RET
；退出循环
退出循环
【例】编写延时10ms子程序,fosc=12MHz。
解:fosc=12MHz，一个机器周期为。DY10ms:MOV R6,#20;置外循环次数 DLP1: MOV R7,#250;置内循环次数
DLP2: DJNZ R7,DLP2;2机周×250 =500机周DJNZ R6,DLP1;500机周×20= 10000机周RET
;说明：MOV Rn指令为1个机器周期;
DJNZ指令为2个机器周期;
RET指令为2个机器周期;{[(2机周×机周≈10ms 【课堂练习题】 按下列要求编写延时子程序： ⑴ 延时2ms，fosc=6MHz； ⑵ 延时5ms，fosc=12MHz； ⑶ 延时10s，fosc=12MHz；
设80C51单片机的P1口作为输出口，经驱动电路74LS240(8反相三态缓冲/驱动器)接8只发光二极管，如图4-8所示。当输出位为¡°1¡±时，发光二极管点亮，输出位为¡°0¡±时为暗。试编程实现：每个灯闪烁点亮10次，再转移到下一个灯闪烁点亮10次，循环不止。
FLASH:MOV
A,#01H;置灯亮初值 FSH0: MOV
R2,#0AH;置闪烁次数 FLOP: MOV
P1,A;点亮
LCALL DY1s;延时1s
MOV
P1,#00H;熄灭
LCALL DY1s;延时1s
DJNZ
R2,FLOP;闪烁10次
RL
A;左移一位
SJMP
FSH0;循环
RET
;
【课堂练习题】
根据图4-8电路，设计灯亮移位程序，要求8只发光二极管每次点亮一个，点亮时间为250ms，顺序是从下到上一个一个地循环点亮。设fosc=6MHz。
【例】已知P1口数据每隔10ms刷新一次，试求其1s内的平均值,平均值存30H。解：本题需求100个数据的平均值，一般有两种方法：
一种是全部累加后再平均；
另一种是边平均边累加，现给出两种方法的程序。
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
;置平均次数 ALOP: MOV
A,P1;读P1口数据
ADD
A,R2;低8位累加
MOV
R2,A;回存
CLR
A;高8位与进位累加
ADDC
A,R3;
MOV
R3,A;回存
LCALL
DY10ms
;延时10ms
DJNZ
R4,ALOP;判100次累加完否？未完继续
MOV
A,R3;100次累加完,求平均值,被除数→A、B
MOV
B,R2;
MOV
R0,30H
;置商间址
MOV
R6,#0;置除数100,除数→R6R5
MOV
R5,#100;
LCALL
SUM;(A、B)÷(R6、R5)= 商 @R0, 余数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;余数累加寄存器清0
MOV R4,#100;置平均次数 ALOP: MOV A,P1;读P1口数据
MOV B,#100;置除数(平均次数)
DIV AB;P1口数据除以100
ADD A,30H;商累加
MOV
30H,A;回存
MOV
A,B;
ADD A,31H;余数累加
MOV 31H,A;回存
CLR C
;
SUBB A,#100;
JC GON;余数累加＜100,余数累加寄存器不变
INC 30H;余数累加≥100, 商累加寄存器+1
MOV 31H,A;减去100后差→余数累加寄存器 GON: LCALL DY10ms;延时10ms
DJNZ R4,ALOP
;判100次累加完否？未完继续
MOV A,31H;100次累加完毕,余数累加四舍五入
CJNE A,#50,NEXT;NEXT: JC GRET;C=1,＜50, 舍
INC 30H;C=0,≥50, 入 GRET: RET
;
【课堂练习题】
已知某单片机系统每隔20ms测一次温度，8位温度A/D值存在特殊功能寄存器SBUF中，试分别求其1s和1分内的平均值, 分别存30H和31H。
当用PC作基址寄存器时，其表格首地址与PC值间距不能超过256字节，且编程要事先计算好偏移量，比较麻烦。因此，一般情况下用DPTR作基址寄存器。解：编程如下：
CHAG:MOV
DPTR,#TABD;置共阴字段码表首址
MOV
A,30H
;读显示数字
MOVC A,@A+DPTR;查表,转换为显示字段码
MOV
30H,A
;存显示字段码
RET
;TABD:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;0～4共阴字段码表
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH;5～9共阴字段码表 四.查表程序
用于查表的指令有两条： ⑴
MOVC
A,@A+DPTR ⑵ MOVC
A,@A+PC 当用DPTR作基址寄存器时，查表的步骤分三步： ① 基址值（表格首地址）→DPTR；
② 变址值（表中要查的项与表格首地址之间的 间隔字节数）→A； ③ 执行MOVC A，@A+DPTR。
当用PC作基址寄存器时，其表格首地址与PC值间距不能超过256字节，且编程要事先计算好偏移量，比较麻烦。因此，一般情况下用DPTR作基址寄存器。
【例】 在单片机应用系统中，常用LED数码管显示数码，但显示数字(≤9)与显示数字编码并不相同，需要将显示数字转换为显示字段码，通常是用查表的方法。现要求将30H中
的显示数字转换为显示字段码并存入30H。已知共阴字段码表首址为TABD。解：编程如下：
CHAG:MOV
DPTR,#TABD;置共阴字段码表首址
MOV
A,30H
;读显示数字
MOVC A,@A+DPTR;查表,转换为显示字段码
MOV
30H,A
;存显示字段码
RET
;TABD:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H;0～4共
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH;5～9共阴字段码表
【例】 用查表程序求0～40之间整数的立方。已知该整数存在内RAM 30H中，查得立方数存内RAM 30H（高8位）31H。已知立方表(双字节)首地址为TAB。解：编程如下：
CUBE: MOV
DPTR,#TAB;置立方表首址
MOV
A,30H
;读数据
ADD
A,30H
;数据×2→A
MOV
30H,A
;暂存立方表数据序号
MOVC A, @A+DPTR;读立方数据高8位
XCH
A,30H
;存立方数据高8位,立方表数据序号→A
INC
A
;指向立方数据低8位
MOVC A,@A+DPTR;读立方数据低8位
MOV
31H,A
;存立方数据低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;说明：数据×2→A原因是立方表数据为双字节 【课堂练习题】
已知8位显示数字已存入首址为30H的内RAM中，试将其转换为共阴显示字段码，存入首址为40H的内RAM中。五.散转程序
散转程序是一种并行多分支程序。【例】 单片机四则运算系统。
在单片机系统中设置四个运算命令键，它们的键号分别为0、1、2、3。当其中一个键按下时，进行相应的运算。操作数由P1口和P3口输入，运算结果仍由P1口和P3口输出。具体如下：P1口输入被加数、被减数、被乘数和被除数，输出运算结果的低8位或商；P3口输入加数、减数、乘数和除数，输出进位（借位）、运算结果的高8位或余数。键盘号已存放在30H中。解：程序如下：
PRGM: MOV
P1,#0FFH
;P1口置输入态
MOV
P3,#0FFH
;P3口置输入态
MOV
DPTR,#TBJ;置¡°＋－×÷¡±表首地址
MOV
A,30H
;读键号
RL
A
;键号2→A
ADD
A,30H
;键号3→A
JMP
@A+DPTR
;散转
TBJ:
LJMP
PRGM0
;转PRGM0(加法)
LJMP
PRGM1
;转PRGM1(减法)
LJMP
PRGM3
;转PRGM3(除法)
LJMP
PRGM2
;转PRGM2(乘法)PRGM0: MOV
A,P1
;读加数
ADD
A,P3
;P1+P3
MOV
P1,A
;和→P1
CLR
A
;
ADDC
A,#00H
;进位→A
MOV
P3,A
;进位→P3
RET
;
PRGM1: MOV
A,P1
;读被减数
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
;读被乘数
MOV
B,P3
;置乘数
MUL
AB;P1×P3
MOV
P1,A;积低8位→P1
MOV
P3,B;积高8位→P3
RET;PRGM3: MOV
A,P1
;读被除数
MOV
B,P3
;置除数
DIV
AB;P1÷P3
MOV
P1,A
;商→P1
MOV
P3,B
;余数→P3
RET
;说明：由于LJMP为3字节指令，因此键号需先乘3，以便转到正确的位置。
第四篇：机械原理电子教案第一章
机械原理电子教案
第一章
绪论 基本要求:
1.明确机械原理课程的研究对象和内容
2.了解机械原理在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。
3.了解机械原理学科的发展趋势。
教学内容: 1.机械原理课程的研究对象
2.机械原理课程的研究内容
3.机械原理课程的地位及学习本课程的目的
4.机械原理课程的学习方法 重点难点: 本章的学习重点是机械原理课程的研究对象和内容
念
了解机械原理课程的性质和特点。机械原理课程的研究对象
机械是人类用以转换能量和借以减轻人类劳动、提高生产率的主要工具力发展水平的重要标志。机械工业是国民经济的支柱工业之一。当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的 的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。机械原理Theory of Machines and Mechanisms 究机构和机器的运动设计和动力设计
机器的种类繁多 们的组成、功用、性能和运动特点各不相同。机械原理是研究机器的共性理论 必须对机器进行概括和抽象 内燃机与机械手的构造、用途和性能虽不相同 是从它们的组成、运动确定性及功能关系看
主要研究机构的组成原理以及各种机构的类型、特点、功用和运动设计方法。通过机构类型综合 分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和间歇运动机构等一些常用的机构及组合 方式期运动和工作要求的各种机构的设计理论和方法。
主要介绍机械运转过程中所出现的若干动力学问题 和实验改善机械动力性能的途径。主要包括求解在已知力作用下机械的真实运动 规律的方法、减少机械速度波动的调节问题、机械运动过程中的平衡问题、以及 机械效率和摩擦问题。3
主要介绍机械系统方案设计的设计内容、设计过程、设计思路和设计方法。主要内容包括机械总体方案的设计和机械执行系统的方案设计等内容。
通过对机械原理课程的学习析的方法
机械原理课程的地位和作用 机械原理是以高等数学、物理学及理论力学等基础课程为基础的
机械所具有的共性问题 掌握新的科学技术成就打好工程技术的理论基础。因此 业的一门非常重要的技术基础课 械类专业学生能力培养和素质教育的最基本的课程。在教学中起着承上启下的作 用
其目的在于培养学生以下几点 1.掌握机构运动学和机械动力学的基本理论和基本技能 动方案、分析和设计机构的能力 的科学技术打好工程技术的理论基础。
2.掌握机构和机器的设计方法和分析方法 造打基础。
3.掌握创新设计方法养创造性思维和技术创新能力 阶段
机械原理课程的学习方法 1.学习机械原理知识的同时,注重素质和能力的培养。
在学习本课程时 新性思维的能力和创新意识的培养。
2,加强形象思维能力的培养。
从基础课到技术基础课 解和掌握本课程的一些内容 辑思维是远远不够的3
在学习本课程的过程中图中的 有关知识运用到本课程的学习当中。
4,做到举一反三。
第五篇：机械原理电子教案软件使用说明
机械原理电子教案软件使用说明
软件在使用前，请详细阅读本使用说明，具体说明如下：
１.屏幕分辨率要设为:800*600，以获得全屏效果。
２.计算机的配置最低为：pentiumⅡ400，内存64M,建议用win2000操作系统。３.软件在使用前，请先安装flash MX的插件（即在本光盘的根目录flash播放文件夹下的两个文件）才能保证该软件的正常使用。此外，最好将软件装入硬盘使用，以获得好的使用效果，以免受到读盘速度的影响。
４.软件运行进入教学界面之后，一般可按按钮提示用鼠标点击操作来进行相应的内容。此外，还有如下几种操作情况：
在显示每节教学提纲的黑板区（即左边黑色区）内，所显示的黄色文字一般为可点击的热字，单击后会显示相应的演示内容或新内容。但应注意：黄色同时也设定为三级或三级以下标题的用色，故有时点击也可能不显示新内容。另外，对于该区超过一页显示的内容，建议采用点击挪动条中“▼”或“▲”按钮进行挪动操作来看所显示下面或上面的内容。
在教学内容的演示区（即右边蓝色区，有时为全屏显示）内，如果显示的是为图片内容（如各种轮系的类型简图图片），一般用鼠标单击图片的内容区或按按钮或提示的要求点击操作，将会显示相应的三维动画的演示内容；如果显示的是超大型图片内容（即以卷动方式展开的图片），需用鼠标显示的小手上下托动来观看全部显示内容。
５．当进入flash文件显示界面之后，可直接用鼠标点击专门设置的“开始”、“上一步”、下一步”、“结束”及显示内容的上下推移操作这五个按钮进行相应的操作。
建议采用更为方便、快捷的操作：上述“下一步”、“上一步”和“上推、下推”这四项操作，可直接用键盘来操作。即分别按空格键、m键、↑键和↓键来实现同样的操作(注意：若一开始直接使用空格键和m键时，必须先用鼠标将flash界面激活；、且使用m键时应使健盘字母处于小写状态，方可起作用)。此外，还可用先按鼠标右键再按左键选“放大”或“缩小”项的操作来对当前所显示的内容进行放大或缩小显示。这时还可用显示的小手挪动来调整所显示内容的位置，同时还可用按空格键或m键继续进行下一步或上一步的演示操作。
６．本软件中每节的内容一般是按照教学过程中内容讲解的顺序流程而制作的。但也可返回再点击想要看的内容。
由于时间仓促及水平所限，软件中错误在所难免，故请不吝赐教，以利于以后改进。
编者
通讯地址：西安市西北工业大学 机电工程学院（或１７８信箱）葛文杰，邮编：710072 电
话： ０２９－８４９３９２９（Ｏ），８４９５３６３（Ｈ）；
电子邮件： gwj@nwpu.edu.cn。
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