当前位置：搜档网 › 《计算机组织与体系结构》实验二

《计算机组织与体系结构》实验二

《计算机组织与体系结构》课程实验指导书

实验二存储器部件实验

一.实验目的和要求

1、掌握存储器的组成和工作原理。

2、熟悉存储器芯片的引脚信号、存储单元地址、存储数据的关系；

3、掌握存储器字、位扩展和片选信号产生的方法；

4、掌握存储器读写操作时序以及信号产生电路的设计。

二.实验结果分析

1、分析6116芯片的工作特点。

2、讨论：存储芯片如何扩展、如何和CPU连接、如何实现读写等。

3、写出自己的心得体会。

三.实验内容和原理知识

1、假设CPU 地址16 位，数据线16 条，使用6116 静态RAM 芯片扩展2K×16位的存储器，要求地址范围为4000H～47FFH。CPU 另有MREQ#、RD#、WR#信号，请设计电路，并手动送出地址、数据、控制信号，检查写操作是否正常。

2、修改上述设计，将一次写操作所需的地址、数据、控制信号设计为按时序自动送出，检查是否达到目的。

3、修改上述设计，使用2732 EPROM 芯片扩展4K×16 位的存储器，要求地址范围为8000H～8FFFH。EPROM 预先存入数据。手动送出地址、数据、控制信号，检查读操作是否正常。

四.实验条件

1、微型计算机；

2、Proteus VSM 软件。

五.实验设计与要求

1、首先熟悉存储器读写操作时序和地址、数据、控制总线上信息传送过程；

2、熟悉存储器芯片引脚信号定义；

3、根据容量、位数要求，确定芯片数量；

4、根据地址范围要求，选择合适的译码器芯片；

5、MAR 和MDR 使用74LS373 或374 实现（因其有三态输出功能），并且分别与地址、数据总线位数相符；

6、时序信号使用D 触发器构成的环形计数器实现；

7、EPROM 内部存储数据由教师提供。

六.实验过程

1、根据实验预习阶段的实验设计方案，完成第一项要求的电路设计，电路设计如图1。

图1

2、手动输入地址信号，然后使74LS244 的三态门打开，在MAR寄存器CLK引脚再产生一个正脉冲，地址即锁存。

3、手动输入数据信号，然后使74LS244的三态门打开，在MDR寄存器CLK引脚再产生一个正脉冲，数据即锁存。

4、关闭74LS244输出，使MREQ#有效，然后输出地址、数据信号，使WR#有效，数据即存储到RAM 中。

5、暂停仿真，检查RAM相应单元内容是否为欲写入数据。

6、完成第二项要求的电路可如图2设计。

7、使用手工产生时钟，则可以看到4个阶段的具体情况。

图2

8、使用手工产生时钟，则可以看到4 个阶段的具体情况。

9、完成第三项要求的电路可如图3设计。

图3

10、手动输入地址信号，然后使74LS244 的三态门打开，在MAR 寄存器CLK 引脚再产生一个正脉冲，地址即锁存。关闭74LS244 输出，使MREQ#有效，然后输出地址信号，使RD#有效，EPROM 单元数据即存储到MDR 中。检查MDR 内容是否为EPROM 相应单元数据。

七.实验数据和实验结果记录

1、对于第一项要求，记录操作过程以及显示数据。

2、实现将外部数据存入寄存器U1 的步骤如下。

①初始状态：74LS244 的OE#为1，MDR、MAR 的OE#为1、CLK 为0，MREQ#、RD#、WR#为1。

②MAR 存入地址：在74LS244 的数据输入端设置地址值，再使其OE#为0；置MAR的CLK 为1，再恢复为0；74LS244 的OE#为1。

③MDR 存入数据：在74LS244 的数据输入端设置地址值，再使其OE#为0；置MDR的CLK 为1，再恢复为0；74LS244 的OE#为1。

④发出地址和数据信号：置MREQ#为0，MAR 和MDR 的OE#为0。

⑤发出写信号：置WR#为0。

⑥撤销控制信号：置WR#为1。

⑦撤销地址和数据信号：置MREQ#为1，MAR 和MDR 的OE#为1。

⑧暂停仿真，检查RAM 相应单元内容是否为欲写入数据。

3、对于第二项要求，记录操作过程以及显示数据。

①初始状态：WR_MEM 为1，RD 为1，MAR 和MDR 中预存地址和数据信息。

②手动产生时钟序列，当从T1 开始，到T4 结束后，暂停仿真，检查RAM 相应单元内容是否MDR 数据。

4、对于第二项要求，画出时钟自动运行时的信号时序图。可以根据电路自己分析画出，也可观察逻辑分析仪波形，或者观察仿真软件提供的数字信号分析图。

5、对于第三项要求，记录操作过程以及显示数据。

①初始状态：74LS244 的OE#为1，MDR、MAR 的OE#为1，MAR 的CLK 为0，MREQ#、RD#、WR#为1。

②MAR 存入地址：在74LS244 的数据输入端设置地址值，再使其OE#为0；置MAR的CLK 为1，再恢复为0；74LS244 的OE#为1。

③发出读信号、读出数据：置RD#为0。

④撤销控制信号：置RD#为1。

⑤撤销地址信号：置MREQ#为1，MAR 的OE#为1

⑥检查MDR 内容：置MDR 的OE#为0，其内容出现在数据总线上，检查是否为所读出的ROM 单元数据。

6、针对第二项要求，画出时钟自动运行时的信号时序图。可以根据电路自己分析画出，也可观察逻辑分析仪波形，或者观察仿真软件提供的数字信号分析图。

八.实验结果分析

1、分析6116 SRAM 芯片的写入时序。

2、分析2732 EPROM 芯片的读出时序。

3、若修改存储器芯片CS#引脚与74LS138 译码输出的连接，存储器单元的地址范围会发生什么变化？

4、写出自己的心得体会。

4模电实验四思考题答案(模电B)

实验指导书思考题及答案实验2.6 电压比较器电压比较器、、波形发生电路实验实验预习预习 1）理论计算图2-23电路中，上限门电压U T+= 0.73V ；下限门电压U T—= -0.73V 。答：112OH T RU U R R +=+, 112 OL T RU U R R ?=+，其中U OH =8V ，U OL = - 8V 2）计算 RC 正弦波发生器（图2-24）的输出振荡频率fo= 159Hz 。答：12f RC π=，其中R=10K ，C=0.1μF 。实验总结 1、总结电压比较器的工作原理。答：比较器是一种用来比较输入信号ui 和参考信号U REF 的电路。这时运放处于开环状态，具有很高的开环电压增益，当ui 在参考电压U REF 附近有微小的变化时，运放输出电压将会从一个饱和值跳变到另一个饱和值。 2、将滞回比较器的门限电压理论值和实测值进行比较，并分析误差原因。答：门限电压理论值为112OH T RU U R R += +，112 OL T RU U R R ?=+。稳压二极管稳压值不是正好±8V ，电阻R 1和R 2阻值的误差。 3、思考题：当滞回比较器输入交流信号U im 值小于门限电压U T 时，比较器输出会出现什么情况？答：比较器的输出不会发生跳变，输出为保持为-8V 或者+8V 。表2-20 选定正确的操作方法（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×）项目操作方法运算放大器使用运算放大器使用时须提供直流电源（±12V 和地）（√）运算放大器须检测好坏，方法是开环过零（√）电压比较器仍须要调零（╳）滞回比较器利用滞回比较器将输入的正弦波转换为输出的矩型波，对输入信号幅值大小没有要求（╳）

计算机控制系统设计性实验

计算机控制系统设计性实验报告学生姓名:学号：学院:自动化工程学院班级: 题目:

设计性实验撰写说明正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1 2、2.1、2.1.1……。 1、选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计的指导思想。 2、方案论证(设计理念)：说明设计原理（理念）并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案以及所采用方案的特点。 3、过程论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。 4、结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，得出结论和推论。 5、结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。 6、设计心得体会。课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，用A4纸打印并右侧装订。

《计算机控制系统》设计性实验一、通过设计性实验达到培养学生实际动手能力方法及步骤：对系统设计方法可以从“拿到题目”到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行全方位的启发。让学生掌握对不同的控制系统设计方法和基本思想，从工程角度对待设计题目，尽量做到全面认识理解工程实际与实验室环境的区别，逐步引入工程思想，提高学生设计技巧和解决实际问题的能力。 1、了解和掌握被控制对象的特性； 2、选择合理的传感器（量程、精度等）； 3、计算机控制系统及接口的设计（存储器、键盘、显示）； 4、制定先进的、合理的控制算法； 5、结合控制系统的硬件系统对软件进行设计； 6、画出系统硬件、软件框图； 7、系统调试。二、具体完成成品要求： 1、对传感器、A/D、D/A、中央处理器、显示、键盘、存储器的选型大小等； 2、实现系统硬件原理图用Protel或Proteus、MATLAB软件（框图）仿真设计； 3、达到课题要求的各项功能指标； 4、系统设计文字说明书； 5、按照学号循环向下作以下7个题目。三、系统控制框图：控制系统硬件框图

实验4 译码器及其应用

实验五译码器及其应用一、实验目的 1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法 2、熟悉数码管的使用二、实验设备与器件 1、＋5V直流电源 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、拨码开关组 5、译码显示器 6、 74LS138×2 CC4511 三、实验内容 1、74LS138译码器逻辑功能测试将译码器使能端S1、2S、3S及地址端A2、A1、A0分别接至逻辑电平开关输出口，八个Y???依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按表6－输出端0 7Y 1逐项测试74LS138的逻辑功能。图6－1(a)、(b)分别为其逻辑图及引脚排列。其中 A2、A1、A0为地址输入端，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为使能端。当S1＝1，2S＋3S＝0时，器件正常工作，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。当S1＝0，2S＋3S＝X时，或 S1＝X，2S＋3S＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。图6－1 3－8线译码器 74LS138逻辑图及引脚排列表6－1

2、二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图6－3所示，实现的逻辑函数是 Z ＝ C B A C B A C B A ++＋ABC 图6－2 作数据分配器图6－3 实现逻辑函数

3、码显示译码器及译码显示电路数据拨码开关的使用。将实验装置上的四组拨码开关的输出A i、B i、C i、D i分别接至4组显示译码／驱动器CC4511的对应输入口，LE、BI、LT接至三个逻辑开关的输出插口，接上+5V显示器的电源，然后按功能表6－2输入的要求揿动四个数码的增减键（“＋”与“－”键）和操作与LE、BI、LT对应的三个逻辑开关，观测拨码盘上的四位数与LED数码管显示的对应数字是否一致，及译码显示是否正常。 a、七段发光二极管(LED)数码管 LED数码管是目前最常用的数字显示器，图6－5(a)、(b)为共阴管和共阳管的电路，(c)为两种不同出线形式的引出脚功能图。符号及引脚功能 b、BCD码七段译码驱动器此类译码器型号有74LS47（共阳），74LS48（共阴），CC4511（共阴）等，本实验系采用CC4511 BCD码锁存／七段译码／驱动器。驱动共阴极LED数码管。图6－6为CC4511引脚排列其中图6－6 CC4511引脚排列 A、B、C、D—BCD码输入端 a、b、c、d、e、f、g—译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。 LT—测试输入端，LT＝“0”时，译码输出全为“1”

在“验证牛顿第二定律”实验中为什么要求M--m

在“验证牛顿第二定律”实验中为什么要求M >> m 在“验证牛顿第二定律”实验中，研究加速度与力的关系时得到如图所示的图像，试分析其原因。探究加速度的实验中为什么小车及其中砝码的质量要远大于托盘及其中砝码的质量错误解法：mg-T=ma T=Ma 代入上式 mg-Ma=ma 化简a=〔m/（M+m）〕g 因此要使〔〕中的式子接近于1 分子分母同除以m，所以M不应该远小于m嘛！。【分析】在做a - F关系实验时，用托盘及其中砝码重力mg代替了小车所受的拉力F，如图所示。事实上，托盘及其中砝码的重力mg与小车所受的拉力F是不相等的。这是产生实验系统误差的原因，为此，必须根据牛顿第二定律分析mg和F在产生加速度问题上存在的差别。由图像经过原点知，小车所受的摩擦力已被平衡。设小车实际加速度为a，由牛顿第二定律可得：mg=（m+M）a，即a=mg/（M+m）若视F = mg，设这种情况下小车的加速度为a′，则a′= mg/M。在本实验中，M保持不变，a'与mg（F）成正比，而实际加速度a与mg成非线性关系，且m越大，图像斜率越小。理想情况下，加速度a与实际加速度a差值为△a=mg/M-mg/（M+m）=m2g/[M（M+m）]=g/[M（M/m2+1/m）] 上式可见，m取不同值，△a不同，m越大，△a越大，当M >> m时，a≈a'，△a→0，这就是要求该实验必须满足M >> m的原因所在。本题误差是由于当托盘及其中砝码质量较大时，不能很好满足M >> m造成的。【点评】本实验的误差来源：因原理不完善引起的误差，用托盘及其中砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于托盘及其中砝码的总重力，这个托盘及其中砝码的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大，反之托盘及其中砝码的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小。因此满足托盘及其中砝码的总质量m 远小于小车和砝码的总质量M的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差。此误差可因为M >> m而减小，但不可能消去此误差。

计算机控制系统实验报告

南京理工大学动力工程学院实验报告实验名称最少拍课程名称计算机控制技术及系统专业热能与动力工程姓名学号成绩教师任登凤

计算机控制技术及系统一、实验目的及内容通过对最少拍数字控制器的设计与仿真，让自己对最少拍数字控制器有更好的理解与认识，分清最少拍有纹波与无纹波控制系统的优缺点，熟练掌握最少拍数字控制器的设计方法、步骤，并能灵巧地应用MATLAB 平台对最少拍控制器进行系统仿真。（1）设计数字调节器D(Z)，构成最少拍随动控制系统，并观察系统的输出响应曲线；（2）学习最少拍有纹波系统和无纹波系统，比较两系统的控制品质。二、实验方案最少拍控制器的设计理论 r (t ) c(t ) e*(t) D (z) E (z) u*(t) U (z) H 0(s )C (z) Gc (s ) Φ(z) G(z) R(z) 图1 数字控制系统原理图如图1 的数字离散控制系统中，G C (S)为被控对象，其中 H(S)= (1-e -TS )/S 代表零阶保持器，D(Z)代表被设计的数字控制器，D(Z)的输入输出均为离散信号。设计步骤:根据以上分析 1）求出广义被控对象的脉冲传递函数G (z ) 2）根据输入信号类型以及被控对象G (z )特点确定参数q, d, u, v, j, m, n 3）根据2）求得参数确定)(z e Φ和)(z Φ 4）根据 )(1) ()(1)(z z z G z D Φ-Φ= 求控制器D (z ) 对于给定一阶惯性加积分环节，时间常数为1S ，增益为10，采样周期T 为1S 的对象，其传递函数为：G C (S) =10/S(S+1)。广义传递函数： G(z)=Z [])()(s G s H c ?=Z ?? ?????--)(1s G s e c Ts =10(1-z -1 )Z ??????+)1(12s s =3.68×) 368.01)(1() 717.01(1 111------+z z z z

实验二--译码器及其应用

计算机科学与工程学院数字电路实验报告专业__软件工程_班级20111431 姓名_王金华学号50 / 实验二译码器及其应用\ 一、实验目的 1. 掌握3 -8 线译码器、4 -10线译码器的逻辑功能和使用方法。 2. 掌握用两片3 -8 线译码器连成4 -16 线译码器的方法。 3. 掌握使用74LS138实现逻辑函数和做数据分配器的方法。二、实验仪器和器材 1、数字逻辑电路实验箱。 2、数字逻辑电路实验箱扩展板。 3、数字万用表、双踪示波器。 4、芯片74LS138 （两片）、74LS42、74LS20 各一片。三、实验原理译码是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。译码器在数字系统中有广泛的应用，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等不同的功能可选用不同种类的译码器。下图表示二进制译码器的一般原理图： X0 X1 译码器X n-1Y0 Y1 丫2人 n-1

1 ---------------------------------

S4-3 FLS42的弓:脚排死图 BCD 輪入输出 A ： Ai A L 魚 Y J Yj Yi Y, Yi ￥? Yi V Q L L L L L H H H n 11 H H H 11 L I L L 11 H J [ }1 H In 11 I H IT H H L L L H L El II L n H 11 H H 11 11 ll r L H 11 H 1 H }] L [TT 11 r H H H L LI L L tl 1J ]J n L IJ H 11 11 11 L II L 11 H II H H TI L H 11 II II L ri H H H H H H 11 L H H II L n II 】］ H II 11 I[ TI ]] H L II El H L L L H H H H H 11 H H L H ]J L L 】【【【 11 11 L[ II ]J 11 ]J ]I L 它具有n 个输入端，2n 个输出端和一个使能输入端。在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平。每一个输出所代表的函数对应于 n 个输入变量的最小项。二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器，若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称为多路数据分配器）。 1、3-8线译码器74LS138 它有三个地址输入端A 、 B 、C ,它们共有8种状态的组合，即可译出8个输出信号 Y0~Y7。另外它还有三个使能输入端 E1、E2、E3。它的引脚排列见图4-2，功能表见表 4-1 o 2、4-10线译码器 74LS42 它的引脚排列见图4-3,功能表见表4-2 输入输出 Ej Ei E 2 C 0 A 竹 Y, Y 3 Y 4 Y? Y T X H X X X X H I H H I H H H H I H X H ~y~ X X H H H H H H H H L X X X X X U H II :H U 】1 H ] 11 H L L L L L L H H H u H H H H 1 L L L L EL 1 H 1 L |{ H H H H H H L L L H L H H L H H H H H H L L L ll H 1 H II L U 11 n ]J H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H 1 L H H L H H H H H H L H H L L 11 H H H H 11 H U 11 n L ABC 12 3 E E E 01234567 图4-2 74LS138的引脚排列图 ^4-1 74LSB8?o -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9

模拟电子技术基础实验思考题

低频电子线路实验思考题实验一常用电子仪器的使用（P6） 1.什么是电压有效值？什么是电压峰值？常用交流电压表的电压测量值和示波器的电压直接测量值有什么不同？答：电压峰值是该波形中点到最高或最低之间的电压值；电压有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期内职分的平均值再取平方根。常用交流电压表的电压测量值一般都为有效值，而示波器的电压直接测量都为峰值。 2.用示波器测量交流信号的峰值和频率，如何尽可能提高测量精度？答：幅值的测量：Y轴灵敏度微调旋钮置于校准位置，Y轴灵敏度开关置于合适的位置即整个波形在显示屏的Y轴上尽可能大地显示，但不能超出显示屏指示线外。频率测量：扫描微调旋钮置于校准位置，扫描开关处于合适位置即使整个波形在X轴上所占的格数尽可能接近10格（但不能大于10格）。实验二晶体管主要参数及特性曲线的测试（P11） 1.为什么不能用MF500HA型万用表的R×1Ω和R×10Ω档量程测量工作极限电流小的二极管的正向电阻值？答：根据MF500HA型万用表的内部工作原理，可知R×1Ω和R×10Ω档量程测量工作极限电流小的二极管的正向电阻值的等效电路分别为图1和图2所示，此时流过二极管的最大电流，，当I D1和I D2大于该二极管的工作极限电流时就会使二极管损坏。

图1 图2 2. 用MF500HA型万用表的不同量程测量同一只二极管的正向电阻值，其结果不同，为什么？提示：根据二极管的输入特性曲线和指针式万用表Ω档的等效电路，结合测试原理分析回答。答：R×1Ω：r o=9.4Ω; R×10Ω: r o=100Ω; R×100Ω: r o=1073Ω; R×1kΩ: r o=32kΩ。因为二极管工作特性为正向导通、反向截至，尤其是正向导通的输入特性曲线为一条非线性曲线。用MF500HA型万用表

实验：验证牛顿第二定律习题及详解

实验：验证牛顿第二定律 1．“验证牛顿运动定律”的实验中，以下说法正确的是( ) A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上 B．实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于小盘和砝码的质量 C．实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比 D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力解析：平衡摩擦力时，细线不能系在小车上，纸带必须连好，故A错D对；小车和砝码的总质量应远大于小盘和砝码的总质量，故B对；若横坐标表示小车和车内砝码的总质量，则a－M图象是双曲线，不是直线，故C错．答案： BD 2．(2011年三明模拟)用如图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”实验，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图中的直线Ⅰ，乙同学画出的a－F图象为下图中的直线Ⅱ.直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是( ) A．实验前甲同学没有平衡摩擦力 B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了 C．实验前乙同学没有平衡摩擦力 D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了解析：由直线Ⅰ可知，甲同学在未对小车施加拉力F时小车就有了加速度，说明在平衡摩擦力时，把木板的末端抬得过高了，B正确，A错误；由直线Ⅱ可知，乙同学在对小车施加了一定的拉力时，小车的加速度仍等于零，故实验前乙同学

没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，C正确，D错误．答案：BC 3．在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中，某小组设计了如图所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过定滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止． (1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使__________．在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)小车的质量． (2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为________．解析：(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与水平轨道平行，在实验时，为使砝码和盘的总重力近似等于细线的拉力，作为小车所受的合外力，必须满足砝码和盘的总质量远小于小车的质量． (2)因为两小车同时开始运动，同时停止，运动时间相同，由s＝1 2 at2可知，a 与s成正比．答案：(1)小车与滑轮之间的细线与轨道平行远小于 (2)两车从静止开始匀加速直线运动，且两车运动的时间相同，其加速度与位移成正比 4．如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．

计算机控制技术实验报告

精品文档

精品文档实验一过程通道和数据采集处理为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数按要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对生产过程进行控制的量。所以在微机和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换的连接通道，该通道称为过程通道。它包括模拟量输入通道、模拟量输出通道、数字量输入通道、数字量输出通道。模拟量输入通道：主要功能是将随时间连续变化的模拟输入信号变换成数字信号送入计算机，主要有多路转化器、采样保持器和 A/D 转换器等组成。模拟量输出通道：它将计算机输出的数字信号转换为连续的电压或电流信号，主要有 D/A 转换器和输出保持器组成。数字量输入通道：控制系统中，以电平高低和开关通断等两位状态表示的信号称为数字量，这些数据可以作为设备的状态送往计算机。数字量输出通道：有的执行机构需要开关量控制信号 ( 如步进电机 ) ，计算机可以通过 I/O 接口电路或者继电器的断开和闭合来控制。输入与输出通道本实验教程主要介绍以 A/D 和 D/A 为主的模拟量输入输出通道， A/D 和D/A的芯片非常多，这里主要介绍人们最常用的 ADC0809和 TLC7528。一、实验目的 1．学习 A/D 转换器原理及接口方法，并掌握ADC0809芯片的使用 2．学习 D/A 转换器原理及接口方法，并掌握TLC7528 芯片的使用二、实验内容 1．编写实验程序，将－ 5V ~ +5V 的电压作为 ADC0809的模拟量输入，将转换所得的 8 位数字量保存于变量中。 2．编写实验程序，实现 D/A 转换产生周期性三角波，并用示波器观察波形。三、实验设备 + PC 机一台， TD-ACC实验系统一套， i386EX 系统板一块四、实验原理与步骤 1．A/D 转换实验 ADC0809芯片主要包括多路模拟开关和 A/D 转换器两部分，其主要特点为：单电源供电、工作时钟 CLOCK最高可达到 1200KHz 、8 位分辨率， 8 +个单端模拟输入端， TTL 电平兼容等，可以很方便地和微处理器接口。 TD-ACC教学系统中的 ADC0809芯片，其输出八位数据线以及 CLOCK线已连到控制计算机的数据线及系统应用时钟1MCLK(1MHz) 上。其它控制线根据实验要求可另外连接(A 、B、C、STR、/OE、EOC、IN0～ IN7) 。根据实验内容的第一项要求，可以设计出如图 1.1-1 所示的实验线路图。

模电实验报告答案2

简要说明：本实验所有内容是经过十一年的使用并完善后的定稿；已经出版的较为成熟的内容，希望同学们主要参考本实验内容进行实验。实验一常用电子仪器使用为了正确地观察电子技术实验现象、测量实验数据，实验人员就必须学会常用电子仪器及设备的正确使用方法，掌握基本的电子测试技术，这也是电子技术实验课的重要任务之一。在电子技术实验中，所使用的主要电子仪器有：SS-7804型双踪示波器，EE-1641D函数信号发生器，直流稳压电源，DT890型数字万用表和电子技术实验学习机。学习上述仪器的使用方法是本实验的主要内容，其中示波器的使用较难掌握，是我们学习的重点，要进行反复的操作练习，达到熟练掌握的目的。一、实验目的 1.学习双踪示波器、函数信号发生器、直流稳压电源的正确使用方法。 2.学习数字万用表的使用方法及用数字万用表测量元器件、辩别二极管和三极管的管脚、类型。 3.熟悉实验装置，学会识别装置上各种类型的元件。二、实验内容（一）、示波器的使用

1.示波器的认识示波器是一种测量、观察、记录电压信号的仪器，广泛应用于电子技术等领域。随着电子技术及数字处理技术的发展，示波器测量技术日趋完善。示波器主要可分为模拟示波器和数字存贮示波器两大种类。模拟示波器又可分为：通用示波器、取样示波器、光电存储示波器、电视示波器、特种示波器等。数字存贮示波器也可按功能分类。即便如此，它们各有各的优点。模拟示波器的优点是： ◆可方便的观察未知波形，特别是周期性电压波形； ◆显示速度快； ◆无混叠效应； ◆投资价格较低廉。数字示波器的优点是： ◆捕捉单次信号的能力强； ◆具有很强的存储被测信号的功能。示波器的主要技术指标： ①. 带宽：带宽是衡量示波器垂直系统的幅频特性，它指的是输入信号的幅值不变而频率变化，使其显示波形的幅度下降到3dB时对应的频率值。 ②. 输入信号范围： ③. 输入阻抗： ④. 误差： ⑤. 垂直灵敏度：指垂直输入系统的每格所显示的电压

计算机控制系统实验报告2

江南大学物联网工程学院《计算机控制系统》实验报告实验名称实验二微分与平滑仿真实验实验时间2017.10.31 专业班级姓名学号指导教师陈珺实验成绩

一、实验目的与要求 1、了解微分对采样噪音的灵敏响应。 2、了解平滑算法抑制噪音的作用。 3、进一步学习MATLAB 及其仿真环境SIMULINK 的使用。二、仿真软硬件环境 PC 机，MATLAB R2012b 。三、实验原理如图微分加在正反馈输入端，计算机用D(Z)式进行微分运算。R 为阶跃输入信号，C 为系统输出。由于微分是正反馈，当取合适的微分时间常数时，会使系统响应加快。若微分时间常数过大，则会影响系统稳定性。四、D(Z)设计 1、未平滑时的D(Z) 用一阶差分代替微分运算： )1()()()(1--==Z T T Z X Z Y Z D D 式中T Ｄ为微分时间常数，T 为计算机采样周期。 2、平滑后的D(Z) 微分平滑运算原理如图：取Y ＊(k)为四个点的微分均值，有 )331(6)()()( )33(6 )5 .15.05.05.1(4)( 321321221*-----------+==∴--+=-+-+-+-= Z Z Z T T Z X Z Y Z D X X X X T T X X X X X X X X T T K Y D K K K K D K K K K D x t + ○R

五、SIMULINK仿真结构图七、思考题 1、微分噪音与采样噪音和采样周期T有什么关系?与微分时间常数有什么关系? 2、平滑后系统输出有无改善?是否一定需要平滑?

实验2 译码器及其应用

实验2 译码器及其应用一实验目的 1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法。 2、熟悉数码管使用。二实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。他的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。 1、3线—8线译码器74LS138 图5-6-1 表5-6-1 二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称多路分配器），如图5-6-2所示。

图利用使能端方便地将两个3---8译码器组合成一个4---16译码器，如图5-6-4所示。图5-6-4

2数码显示译码器 A、七段发光二极管（LED）数码管图5-6-5 B、BCD码七段译码驱动器本实验采用CC4511 BCD码锁存/七段译码/驱动器。驱动共阴级LED数码管。如图5-6-6所示。Array A0、A1、A2、A3----BCD 码输入端； Ya\Yb\Yc\Yd\Ye\Yf\Yg--- -译码输出端，输出“1” 有效； LT·---测试输入端； BI·---消隐输入端； LE---锁定端。表5-6-2为CC4511功能表。译码器还有拒伪码功能，当输入码超过1001时，输出全为“0”，数码管熄灭。

下图是CC4511和LED数码管连接图：三实验设备 1、+5V直流电源 2、连续脉冲源 3、逻辑电平开关 4、逻辑电平显示器 5、拨码开关组 6、译码显示器 7、74LS138*2 CC4511 四实验内容 1、数码拨码开关的使用。 2、74LS138译码器逻辑功能测试。 3、用74LS138构成时序脉冲分配器 4、用两片74LS138组合成一个4线—16线译码器，并进行实验。

模电实验四思考题答案(模电A)

实验指导书思考题及答案实验2.4 电压比较器四、实验总结报告分析提示 1、将迟滞比较器的门限电压理论值和实测值进行比较，并分析误差原因。答：门限电压理论值为112OH T RU U R R += +，112OL T RU U R R ?=+。稳压二极管稳压值不是正好±8V ，电阻R1和R2阻值的误差。五、预习要求阅读本实验内容，了解由运算放大器组成电压比较器的工作原理。填写表2-4-1中的内容。理论计算图2-4-2（a ）电路中，上限门电压U T+= 0.73V ；下限门电压U T—= -0.73V 。(112OH T RU U R R += +, 112OL T RU U R R ?=+，U OH =8V ，U OL = - 8V) 实验2.5 波形发生器四、实验总结报告分析提示 1、整理实验数据，将波形周期的实测值和理论值进行比较，并分析误差原因。答：正弦波频率为12f RC π=，主要是10K 电阻和0.1μF 电容不是标称值。方波周期表达式为周期为122ln (12 )F R T R C R =+，可见R F 、C 、R 1和R 2的精度都影响周期。 2、RC 正弦波发生器图2-5-1中，电位器R P 的作用是调节正弦波的频率吗？它的作用是什么？表2-4-1 选定正确的操作方法（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×）项目操作方法运算放大器使用运算放大器使用时须提供直流电源（±12V 和地）（√）运算放大器须检测好坏，方法是开环过零（√）电压比较器仍须要调零（╳）迟滞比较器利用迟滞比较器将输入的正弦波转换为输出的矩型波，对输入信号幅值大小没有要求（╳）

DIS专用实验五牛顿第二定律

实验五牛顿第二定律实验器材朗威DISLab数据采集器、位移传感器、DIＳLａb力学轨道、DIＳLab力学轨道小车、滑轮、砝码、细绳、转接器、支架、计算机。实验装置类似图1-1，但需在轨道一端安装滑轮，并使用吊有砝码的细绳通过滑轮牵引轨道小车（图5－1、图５-2)。图1-1 实验装置图5-1 用细绳牵引小车图5-2 滑轮的使用

实验操作 1．将位移传感器接收器固定在轨道的一端,连接到数据采集器第一通道;将位移传感器发射器固定到小车上。 2．进行摩擦力平衡调整。步骤如下： a ．点击教材专用软件主界面上的实验条目“从ｖ-t 图求加速度”，打开该软件； b.将小车放到斜面上，打开位移传感器发射器电源开关，点击“开始记录”，释放小车; ｃ.调节轨道的倾角,用实验三的方法测量小车的加速度。当加速度接近零时,可以认为小车重力沿斜面的分力已与小车和轨道之间的摩擦力平衡,见图5-3。 3．返回教材专用软件主界面,点击实验条目“牛顿第二定律”，打开该软件。 4．将细绳的一端拴在小车上,另一端通过滑轮拴在放有砝码的小桶上。 5．在窗口下方的表格内输入小车的质量及拉力数值（砝码重量＋小桶重量)。 6．将小车放到轨道上,打开位移传感器发射器电源开关,点击“开始记录”，释放小车，使小车在砝码的拉动下开始运动。待小车停止运动,点击“停止记录”。 7．拖动窗口下方的滚动条，将实验获得的v-ｔ图线置于显示区域中间,点击“选择区域”,选择需要研究的一段v-t 图线。 8．软件窗口下方的表格中自动显示该段ｖ－t 图线对应的加速度（图5-4)。 9．保持小车质量不变，改变拉力，重复步骤５、６，可得到另几组数据（图5-5)。 10．点击“ａ-Ｆ图像”按钮，即得到加速度与拉力关系图线（图５－6)。图5-3 平衡摩擦力图 5-4 研究区域内v-t 图线对应的加速度图5-5 质量不变，改变拉力测得实验数据

《计算机控制系统》实验手册

《计算机控制系统》实验手册上海海事大学电气自动化系施伟锋上海海事大学电气自动化实验中心李妮娜目录 1《计算机控制系统》实验指导(Matlaｂ版) (2) 实验一数字PID参数的整定 (3) 实验二Ｓmith算法的运用..........................................５实验三二阶对象数字控制系统设计..............................７实验四达林控制算法的运用 (9) 2 《计算机控制系统》实验指导(DSP版） (11) 实验一实验系统介绍与CＣS软件使用入门 (11) 实验二数字I/O实验—交通灯实验 (26) 实验三PWM输出实验１——直流电机控制实验 (30) 3 《计算机控制系统》课程设计指导（Ｍatlab版）………3３ 4 《计算机控制系统》课程设计指导（DSＰ版) (35) 5 《计算机控制系统》课程设计报告或小论文格式 (40)

《计算机控制系统》实验指导（Ｍaｔlab 版) 一、实验课程教学目的与任务通过实验设计或计算机仿真设计，使学生了解和掌握数字ＰＩD控制算法的特点、了解系统PID参数整定和数字控制系统的直接设计的基本方法,了解不同的控制算法对被控对象的控制特性，加深对计算机控制系统理论的认识，掌握计算机控制系统的整定技术，对系统整体设计有一个初步的了解。根据各个实验项目,完成实验报告(用实验报告专用纸)。二、实验要求学生在熟悉ＰC机的基础上，熟悉ＭAＴLAＢ软件的操作，熟悉Ｓiｍuli ｎk工具箱的软件编程。通过编程完成系统的设计与仿真实验，逐步学习控制系统的设计,学习控制系统方案的评估与系统指标评估的方法。计算机控制系统主要技术指标和要求: 根据被控对象的特性,从自动控制系统的静态和动态质量指标要求出发对调节器进行系统设计，整体上要求系统必须有良好的稳定性、准确性和快速性。一般要求系统在振荡２~3次左右进入稳定;系统静差小于3％~5%的稳定值（或系统的静态误差足够小）；系统超调量小于３0％~５0%的稳定值;动态过渡过程时间在3~5倍的被控对象时间常数值。系统整定的一般原则: 将比例度置于交大值,使系统稳定运行。根据要求,逐渐减小比例度,使系统的衰减比趋向于４：１或10：1。若要改善系统的静态特性,要使系统的静差为零,加入积分环节,积分时间由大向小进行调节。若要改善系统的动态特性,增加系统的灵敏度,克服被控对象的惯性,可以加入微分环节,微分时间由小到大进行调节。PID控制的三个特性参数在调节时会产生相互的影响，整定时必需综合考虑。系统的整定过程是一个反复进行的过程，需反复进行。

译码器实验报告

译码器实验报告实验三译码器及其应用一、实验目的 1、掌握译码器的测试方法。 2、了解中规模集成译码器的功能，管脚分布，掌握其逻辑功能。 3、掌握用译码器构成组合电路的方法。4、学习译码器的扩展。二、实验仪器 1、数字逻辑电路实验板1块 2、74hc138 3-8线译码器2片 3、74hc20 双4输入与非门1片三、实验原理 1、中规模集成译码器74hc138 74hc138是集成3线－8线译码器，

在数字系统中应用比较广泛。图3－1是其引脚排列。其中a2 、a1 、a0 为地址输入端，0y～7y为译码输出端，s1、2s 、3s 为使能端。74hc138真值表如下：74hc138引脚图为：74hc138工作原理为：当s1=1，s2+s3=0时，电路完成译码功能，输出低电平有效。其中： 2、译码器应用因为74hc138 三-八线译码器的输出包括了三变量数字信号的全部八种组合，每一个输出端表示一个最小项，因此可以利用八条输出线组合构成三变量的任意组合电路。四、实验内容 1、译码器74hc138 逻辑功能测试（1）控制端功能测试测试电路如图：按上表所示条件输入开关状态。观察并记录译码器输出状态。led指示灯亮为0，灯不亮为1。

（2）逻辑功能测试将译码器使能端s1、2s 、3s 及地址端a2、a1、a0 分别接至逻辑电平开关输出口，八个输出端y7 ?????y0依次连接在逻辑电平显示器的八个输入口上，拨动逻辑电平开关，按下表逐项测试74hc138的逻辑功能。 2、用74hc138实现逻辑函数y=ab+bc+ca 如果设a2=a，a1=b，a0=c，则函数y 的逻辑图如上所示。用74hc138和74hc20各一块在实验箱上连接下图线路。并将测试结果下面的记录表中。 3、用两个3线-8线译码器构成4线-16线译码器。利用使能端能方便地将两个3/8译码器组合成一个4/16译码器，如下图所示。五、实验结果记录：2、74hc138实现逻辑函数y=ab+bc+ca，实验结果记录：六、实验注意事项

模拟电子书后习题答案第3章

习题第3章【3-1】如何用指针式万用表判断出一个晶体管是NPN 型还是PNP 型？如何判断出管子的三个电极？锗管和硅管如何通过实验区别？解： 1．预备知识万用表欧姆挡可以等效为由一个电源（电池）、一个电阻和微安表相串联的电路，如图1.4.11所示。 μA 正极红笔 E -+ - e e NPN PNP 图1.4.11 万用表等效图图1.4.12 NPN 和PNP 管等效图 (1) 晶体管可视为两个背靠背连接的二极管，如图1.4.12所示。 (2) 度很低。2(1) （或(2) 红表笔与然后两如图图 1.4.13 测试示意图【3-2】图3.11.1所示电路中，当开关分别掷在1、2、3 位置时，在哪个位置时I B 最大，在哪个位置时I B 最小？为什么? o 图3.11.1 题3-2电路图

[解] 当开关处于位置2 时，相当一个发射结，此时I B 最大。当开关处于位置1时，c 、e 短路，相当于晶体管输入特性曲线中U CE =0V 的那一条，集电极多少有一些收集载流子的作用，基区的复合还比较大，I B 次之。当开关处于位置3 时，因集电结有较大的反偏，能收集较多的载流子，于是基区的复合减少，I B 最小。【3-3】用万用表直流电压挡测得电路中晶体管各极对地电位如图3.11.2所示，试判断晶体管分别处于哪种工作状态(饱和、截止、放大)？ + 6V + 12V -- - 图3.11.2 题3-3电路图解：【3-4】 [解(a)管压降U B I β (b)(c)电路中，BE B 12V 0.023mA 510k U I -=≈Ω ，CE B 12V 5.1k 6.1V U I β=-??Ω=，管压降足以建立集电极结反压，晶体管工作在放大区。【3-5】分别画出图3.11.4所示各电路的直流通路和交流通路。

牛顿第二定律实验

物理必修1第四章牛顿运动定律班级: 姓名: 使用时间第三节探究牛顿第二定律课型：实验课制作人: 审核：高一物理备课组 1?知识与技能 (1)以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系?培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。 (2)认识到实验在物理学中的地位和作用。 2.过程与方法 (1)采用控制变量的方法，通过实验对a、F、m三个物理量间的数量关系进行定量研究；运用列表法处理数据；根据实验数据，归纳、推理实验结论(定量分析)。 (2)经历科学探究过程，认识科学探究的意义，培养学生科学探究的意识和方法。 3?情感态度与价值观 (1 )体验探索牛顿第二定律过程中的艰辛与喜悦，养成科学严谨的治学态度。 (2 )学会与他人合作、交流，具有团队意识和团队精神。 1、实验器材：小车，一端带有定滑轮的平板，钩码，砝码若干，细线，打点计时器，纸带，刻度尺

2、实验原理：以小车为研究对象，小车的运动可以通过研究与小车相连的纸带上的点的运动而得出；小车的拉力由绳子下面悬挂的钩码的重力来确定；采用控制变量法研究三个物理量间的数量关系。 3、加速度、质量、力三者之间的关系，采用的方法是__________________ 4.实验时为什么要平衡摩擦力？ _____________________________________________ 怎样平衡摩擦力？____________________________________________________ 5?如果a-F, a-1/m图象，并不严格地位于某条直线上，或直线并非准确地通过原点，可能的原因是 6、实验中我们采取了近似处理：近似认为小车的拉力大小等于绳子下面悬挂的钩码的重力。这要求钩码的质量远小于小车的质量。【探究一】加速度与力的关系（一）实验步1。用天平测量出小车的质量。 2将打点计时器固定在平板的一端，同时把这一端适当垫高，直到小车在平板上均匀下滑为止。 3调节平板另一端定滑轮的高度，保证细线与平板平行。在细线的一段连接一个钩码，小车和打点计时器连接好纸带。 4打开电源，让小车从顶端自由滑下，得到一条纸带。 5保持小车质量不变，改变钩码质量，进行第四步的相同操作，得到又一条纸带。重复三到五次，然后对所得纸带进行分析。（二）数据分析：设计表格，把同一物体在不同力作用下的加速度填在下面的表格中

1模电实验一思考题答案

实验指导书思考题及答案实验1.1 示波器的使用实验预习阅读本实验内容，了解示波器的工作原理、性能及面板上常用的各主要旋钮、按键的作用和调节方法。试填写表1-3的选项内容。填空：当用示波器观测信号，已知信号频率为1KHz，峰-峰值为1V，则应将Y 轴衰减选择 0.2V /格的档位，扫描时间选择 0.2ms /格的档位。（要求：波形Y 轴显示占5格，X 轴显示一个周期占5格）实验总结 1、说明示波器Y 轴校零的方法，以及作用。答：Y 轴校零，把耦合方式放“GND”，调整输入通道的垂直“POSITION ”旋钮，将零基准线调到合适的位置。 Y 轴校零作用：确定信号零的位置，能看出波形相对于零是高还是低。 2、示波器上的信号测试线（同轴电缆）上黑夹子和红夹子在测试信号时能否互换使用： 1）可以（）； 2）不可以（ √√）。在用示波器观测波形时，一般情况下黑夹子接被测电路何处：表1-3 选定示波器正确的操作方法选定示波器正确的操作方法（（正确的在方框内画√，错误的在方框内画×）显示情况操作方法显示出的波形亮度低调整聚焦调节旋钮（╳）；调整辉度调节旋钮（√）显示出的波形线条粗调整聚焦调节旋钮（√）；调整辉度调节旋钮（╳）显示出的波形不稳定（波形在X 轴方向移动）调整触发电平旋钮（√）；调整水平位移旋钮（╳）显示出的波形幅值太小调整垂直衰减旋钮（√）；调整垂直位移旋钮（╳）显示出的波形X 轴太密调整扫描时间旋钮（√）；调整垂直衰减旋钮（╳）

1）接被测信号“地”（ √√ ）； 2）悬空不接（）； 3）接电路任意地方（）。（（在正确的答案后画√√） 3、用示波器测“CAL”的波形时，说明Y 轴输入耦合方式选“DC” 挡与“AC”挡观测时，波形有什么不同？为什么不同？答：波形样子相同，但垂直方向上有位移。原因： 1、示波器的“CAL”有1V 的直流分量。 2、选“DC”档：波形的交、直流分量都能显示。选“AC”档：输入信号要经过电容滤波，因此只能显示交流分量，无直流分量。 4、示波器使用注意事项。（1）要确定Y 轴零电平的位置，此位置是作图时时间轴的位置。（2）当波形不能停下来，一直在水平方向移动时，先检查触发源与输入信号的通道是不是一致，再细调触发电平“LEVEL ”旋钮。（3）扫描时间旋钮扫描时间旋钮的挡位要和信号的周期信号的周期信号的周期匹配，垂直衰减旋钮垂直衰减旋钮的挡位要和信号的幅度信号的幅度信号的幅度匹配。实验1.2 数字扫频信号发生器的使用实验总结实验总结 1、用示波器观测信号发生器输出的波形时，两仪器测试线的连接方式如下： 1）必须红夹子和红夹子连，黑夹子和黑夹子连。（ √√ ） 2）可任意相连。（）（（在正确的答案后画√√） 2、在输出不同信号时，信号发生器信号发生器信号发生器的幅度是指的幅度是指的幅度是指以以下几种下几种：：（在正确的答案后画√√） 1）正弦交流电压：1）有效值（√√ ）、2）峰值（） 2）方波电压：1）峰-峰值（）、2）峰值（ √√ ）