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单片机实验报告_拆字程序
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第1章自动控制原理实验.doc 176页
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第1章自动控制原理实验
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自动控制原理实验
概述及设备介绍
自动控制原理作为电气自动化类专业的主干专业课程在教学中占有重要地位，同时该课程具有很强的实践性，其教学实验内容和教学实验设备作为这一课程的重要环节直接影响着教学和实验的效果。因此，在实验前首先对实验平台XMN-2型自动控制原理学习机进行介绍。
XMN-2型自动控制原理学习机是专为《自动控制原理》课程而设计的电子模拟设备，它的整机结构合理，单元电路设置符合控制原理实验要求，参数改变灵活，排题方便。它在积分器和加法器的基础上，配置了其他的一些电子器件，可以组成控制系统的各个环节，如：各种调节器、多阶调节对象等线性环节以及饱和、死区、迟滞等非线性环节，并且它可以与计算机中的CAE-98接口卡连接，完善它的显示功能。
该学习机的主要特点是：1、专为电气自动化类专业设计，整机结构合理，单元电路设置符合控制原理实验要求，参数改变灵活，排题方便。2、选用进口的高精度运算放大器OP07，它具有高增益，输入失调电压、失调电流较一般产品小等特点，由它组成的加法器、积分器的“调零”和“积分漂移”较小。3、操作面板上设置了“复位”键，能方便地消除积分环节电容上的残余电荷，从而提高了本机重复运算的精度和重复工作的快速性。4、自带双向双量程电压表，测量、调整方便。5、具有计算机接口，可方便连接计算机，组成数字/模拟实验系统。
该学习机的主要技术性能：输入电源电压：AC220V±10%、输出电压：±15V、额定输出电流：400mA、电压调整率（△U）：25mV、输出阻抗：≤1Ω。
二、XMN-2型自动控制原理学习机的结构和使用方法
XMN-2型自动控制原理学习机由以下几个部分组成：电源部分、模拟运算单元部分、CAE-98接口部分、幅度调节部分（阶跃信号）、测量显示部分。
（一）电源
学习机对外有专用的插头直接接220伏的交流电压给学习机供电。学习机内部有变压器及集成稳压电路将220伏的交流电转变成学习机可以使用的±15V的直流电压。这样，当接通电源开关，操作面板的左侧相应的插孔即有±15V的电压值，对应的LED指示灯亮。本机的±15V的稳压电压只供本机使用，不能提供其他使用。
（二）模拟运算单元
本机的模拟运算单元有8个运算放大器和1个反向器，这8个运算放大器在反馈回路和输入回路提供了一些外接插孔，可连接配置外接的电阻、电容来组成所需要的各种运算单元并且可以调节运算单元的各种参数，每个运算放大器的接线安排有所不同，其中①②方便实现加法器、惯性环节等，③④方便实现积分器、惯性环节，⑤⑥方便实现其它外接较多的电路，⑦⑧方便实现PID调节器的功能。同时在运算放大器的同相端，除了接了固定的电阻外也安排了一对“外接”插口，供使用者调整补偿电阻，进一步减少漂移而引起的输出误差。
在学习机的面板中间部分，提供了一些无源的电阻、电容和一些二极管等非线性环节，可以供所有的8个运算放大器来使用，也可以用于组成饱和、死区和迟滞回路等非线性回路。这里的无源是相对8个运算放大器里所配置的电阻、电容而言的，因为配置的电阻、电容都是部分接入了电路，所以，这些配置的电阻、电容只能在它所在的运算放大器回路中使用，不能用于其他的运算放大器回路。
在面板OP9的右测，有一个复位的按钮，其作用是给各个运算放大器回路中的电容放电。当每个运算放大器回路进行第二次运算前，按“复位”键，使每个积分器反馈回路中的电容都放电。需要注意的是，若反馈回路中只有电容，则放电很快就可以完成。若反馈回路中，既有电阻又有电容，则放电就较慢，需要按住按钮一段时间，直到运算放大器回路的输出为零，才完成放电。
（三）幅度调节部分（阶跃信号）
该部分有三种功能。第一、调节信号的幅值，我们在实验中，信号源信号常需要在这里进行信号幅值的调节。方法是将电源的正负15v信号源的信号接入该部分的输入，开关K1扳在上面（这样，电位器就可调了），该部分的输出，通过调节电位器就可以得到我们所需要的信号幅值。第二、如果“输入”插口外接超低频信号发生器，则可做控制系统的频率特性实验。第三、本机还备有“输入”插口，可以与外加信号源配合使用。如果系统输入扰动信号为阶跃信号，则需要将“输入”插口接入+15V电源端，拨动K1，可以得到0—15V的正、负阶跃信号。同理，“输入”插口也可以接入-15V电源端。
（四）测量显示部分
在面板的右下方有一个电压表，它的上方有测量选择，这两部分结合使用，可以显示运算放大器的输出。当测量选择中的K3拨向右方时，电压表上所指示的电压值为拨码盘上数码所选定的运算放大器的输出电压值，同时由插口可供示波器观察响应数码的运算放大器的输出波形。当拨码盘为0时，电压表上所指示是幅度调节部分的输出。K3拨向左边时电压表显示的是在外接端连接的电压值。电压表有两个量程，一般情
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软件实验在软件实验部分，通过实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。实验一清零程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。二、实验内容把2000~20FFh的内容清零。三、程序框图四、实验过程（1）实验中定义R0为循环次数，利用定义了初值的数据指针DPTR不断加1指向需要被清零的外部数据存储器单元。（2）再利用MOVX语句，将外部存储器指定内容清零。（3）用CJNE比较语句判断循环是否结束。五、实验结果及分析问题回答：清零前2000H~20FFH中为内存里的随机数，清零后全变为0。六、实验源程序;清零程序ORG 0000HMOV DPTR,#2000HMOV R0,#0FFHORG 0660HMAIN:MOV A,#00HMOVX @DPTR,AINC DPTRDJNZ R0,MAINEND实验二拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。二、实验内容把2000h的内容拆开，高位送2001h低位，低位送2002h低位，2001h、2002h高位清零，一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。三、程序框图四、实验过程（1）定义数据指针DPTR为2000H，将其中内容送入累加器A中，利用高低四位交换语句SWAP可将高四位移至低四位，再用语句ANL与0FH进行与操作取出高四位送入2001H低位（2）再次让数据指针DPTR为2000H，将其中内容送入累加器A中，直接与0FH相与取出低四位送入2002H低位。五、实验结果及分析问题回答：将ANL A,#0FH改为ORL A,#0F0H可以实现将高位置为1。六、实验源程序;拆字程序ORG 0000HMAIN:MOV DPL, #00HMOV DPH, #20HMOVX A, @DPTRSWAP AANL A, #0FHINC DPTRMOVX @DPTR, AMOV DPL,#00HMOVX A, @DPTRANL A, #0FHINC DPTRINC DPTRMOVX @DPTR, A
END实验三拼字程序一、实验目的进一步掌握汇编语言设计和调试方法。二、实验内容把2000h、2001h的低位分别送入2002h高低位，一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一个字节。三、程序框图四、实验过程（1）首先利用数据指针DPTR 取出2000H中的内容给累加器A，交换高低位后再进行与操作取出2000H中的低位，但在A 中是位于高位，将其送入B中。（2）再利用数据指针取出2001H 中的内容送给累加器A，直接进行与操作取出其低位数据。（3）再用或ORL语句将2000H和2001H的高低四位组合在一起送入2002H中，从而实现两个数低四位组合。五、实验结果及分析问题回答：本实验运行程序后2002H内容为0CEH，即2000H单元中低四位“C”作为2002H的高四位，2001H的低四位“E”作为2002H的低四位。六、实验源程序;拼字程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0680HMAIN:MOV DPL, #00HMOV DPH, #20HMOVX A, @DPTRANL A, #0FHSWAP AMOV B, AINC DPTRMOVX A, @DPTRANL A, #0FHORL A, BINC DPTRMOVX @DPTR, AEND实验四数据区传送子程序一、实验目的掌握RAM中的数据操作。二、实验内容把R2、R3源RAM区首址内的R6、R7字节数据传送到R4、R5目的RAM区。三、程序框图四、实验过程实验要求将一段内存中数据移动到另一段内存中，这个程序在开始定义源RAM首址为0000H，目的区首址为0030H，但是在进行搬移的子程序中选择将INC语句置于开始，所以结果是把0001H单元开始20H个字节的内容送到0031H开始的连续数据单元中。（1）先把初始地址分别放入源地址寄存器和目的地址寄存器，因为转移区的长度定义的较小，所以就是只利用了R3作为数据转移循环条件。（2）每进行一次转移地址寄存器向下加一，由于转移区较短所以整个程序的源RAM和目的RAM区的指针加1 的操作只需要对R3、R5进行。五、实验结果及分析问题回答：R4、R5定义的目的地址单元中转移之前为随机数，转移后内容与以R2、R3开始的的源地址单元中20个字节内容相同，即实现了数据的传送。六、实验源程序ORG 0000HAJMP MAINORG 07B0HMAIN: MOV R7, #20HMOV R6, #00HMOV R2, #00HMOV R3, #00HMOV R4, #00HMOV R5, #30HLOOP:
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