实验一 系统认识实验概论
实验1认识自动控制系统
构建一个液位自动控制系统
• 控制要求：确保一个水槽系统安全稳定运行，可以在无人干预的情况 下，自动保证其水位高度衡定在希望值；
• 任务：构建一个能满足上述要求的液位自动控制系统；
•Байду номын сангаас如何组建这个系统，系统中应包括哪些环节，在实际组建过程中采用 哪些具体设备，什么控制方法，系统中的信息（信号）如何传递和联 系？
实验报告要求
• 根据实验结果，进行认真总结和分析，写出实验报告 • 思考题： 1. 描述水箱的外形和内部结构、个数及它们各自的特点。 2. 流体是从哪里来，又流到哪里去，是如何流动的？ 3. 水箱的水位高度及变化受到哪些因素的影响？ 4. 液位的测量原理，液位高度是如何变成电流信号的？ 5. 液位信号在哪与设定值比较，偏差在哪里运算、如何运算？其结果
• 实验要求：认知水槽系统相关的工艺流程图；识别检测点和检测设备、 量程及工作原理；控制执行机构的操作范围及工作原理；控制器（系 统）的原理及信号连接图
实验内容
• 观察A3000的基本组成 • 了解A3000的工艺过程和工艺设备 • 了解A3000中的检测设备与控制装备的类型、工作原理 • 熟悉一个基本过程控制系统的组成情况 • 熟悉A3000监控软件的基本使用 • 熟悉PID控制器开环控制的基本操作 • 进行实验操作，记录实验过程曲线数据，获取数据文档，发送到自己
构建一个自动控制系统
• 被控对象：生产中的具体设备（整体/部分），在这里就是一组水箱 （水槽）
• 被控参数：反映设备运行状况特定的物理参数，大多是非电量参数， 在这里通常是下水箱的水位高度（液位）
• 如何感知水位的高度及变化，如何将感受到的结果变成控制系统能够 识别的信号（如何将非电量的参量变换成标准的电信号4-20mA…）
实验一、自控系统认识实验
实验一、电力拖动(直流)自动控制系统认识试验
一、实验目的：
作电力拖动(直流)自动控制系统认识试验
二、实验内容：
(1) 了解数字化直流电力拖动自控系统组成原理
（2）了解数字化电力拖动自控系统试验台的组成原理、及操作规程
（3）掌握试验台硬件系统直流部分的接线原理
（4）掌握试验台安全规程
三、操作步骤：
（1）掌握硬件系统的接线:按图一，按照图纸上的符号与实际设备对照并找到相对应的位置。
（2）熟悉试验台上的各种开关、按钮的作用，以及相关的操作先后顺序，掌握系统的外部接线的基本原则
（3）严格遵守操作规程和安全规程，必须将人身和设备安全放在首位
A B C A B N
B C
四、实验报告要求：
（1）根据图2简述直流数字化电力拖动系统工作原理及组成原理（2）写出数字化实验台操作流程图并写出安全规程
思考题：
（1）简述数字化自控系统与模拟系统的区别。
实验一系统认识实验
实验一系统认识实验1. 实验目的(1) 熟悉实验箱的构成；(2) 建立对计算机组成及其原理的基本认识；(3) 熟悉联机软件CMPP的使用。
2. 实验设备TDN-CM+ 教学实验系统一套，PC机一台。
3. 实验原理3.1 计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，二者是一个有机的整体，必须协同工作才能发挥计算机的作用。
3.1.1 数字计算机的组成一台典型的数字计算机是由五大部分组成的，即运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。
其基本硬件结构图如图1-1所示。
图1-1 数字计算机的基本硬件结构图运算器：是用来进行算术和逻辑运算的部件。
它由算术逻辑部件(ALU)和若干通用寄存器组成。
它的主要功能是进行加、减、乘、除等算术运算和实现“与”、“或”、“非”等逻辑运算。
存储器：用来存放程序和数据的部件。
它以单元为单位线性编址，按地址读／写其单元。
输入／输出设备：计算机由输入设备接受外部信息，通过输出设备将信息送往外部。
控制器：负责协调上述部件的操作，发出控制命令，是计算机的指挥中心。
它从存储器中取出指令，进行分析，然后发出由该指令规定的一系列微操作命令，通过控制所有其他部件来完成指令规定的功能。
通常，又把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，即CPU。
由图1－1可以看出，在计算机中，基本上有两股信息在流动：一种为数据信息流，即各种原始数据、中间结果、程序等；而另一股为控制信息流，即由控制器发出的一系列微命令序列，用来控制装置的启动或停止，控制运算器按一定的步骤进行各种运算和处理，控制存储器进行读／写，控制输出设备输出结果等。
3.1.2 数字计算机的工作原理虽然计算机技术已经发展了几十年，计算机体系结构也发生了许多演变，但计算机一般还是基于冯·诺依曼原理来工作的。
冯·诺依曼机的主要特点如下：(1) 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件构成；(2) 用二进制码表示指令和数据；(3) 采用存储程序的工作方式。
实验一 系统认知实验-17页精选文档
ⅲ 传感器实验
• 实验记录（报告） 记录磁性传感器的24V端和信号端正接和反接的不同现象 记录漫反射传感器对不同颜色物体的检测距离。
点亮指示灯时与漫反射传感器的距离 远
实验一 系统认知实验
• 概述 • 操作实验
1、气源处理三联件实验 2、气动元件认知实验 3、传感器实验
Ⅰ概述
• 工作流程: 按复位按钮系统复位，机械手、小车回到原
点。按启动按钮系统运行，小车向右运行到工件 检测传感器上方检测有无工件，如果检测到没有 工件小车返回重新上料，如有工件机械手动作吸 取工件，然后检测工件的颜色，将黑白两种不同 的工件放在不同的工件槽中，机械手返回，吸取 下一个工件。上料、运输、工件分选循环进行。
4．机械行程开关 机械行程开关有一对常开和一对常闭触点。在本系统中 用常开触点作为位置的标志，用常闭触点作极限位开关。
ⅲ 传感器实验
• 实验步骤： 漫反射传感器对不同颜色物体的检测距离。
1.关掉控制台电源； 2.将漫反射传感器的24V端与电源正极相连； 3.信号端（输出端）与指示灯的一端相连； 4.将指示灯的另一端与电源的负极相连； 5.检查电路后，打开总电源和传感器电源。
5、先将系统中控制上料气缸的手动调节阀调到最小，然后 将上料气缸的手动调节阀给予适当的开度，按一号电磁 阀上面的手动按钮，观察气缸的动作情况，重复以上动 作直到上料气缸上料较柔和；
6、按照第三步的方法将各气缸调节好。 • 实验纪录：描述整个实验过程，体会手动调节阀控制气
体流量以及用电磁阀控制气体开度的方法。
Ⅰ概述
• 装置的基本装备： ⅰ 机械部分； ⅱ 电气与传感器部分； ⅲ 气动电磁阀单元和真空发生单元； ⅳ 自动化与信息监控部分；
实验一系统认识试验
1.1.1：试验目的
1、学习KEIL C51集成开发环境的操作
2、熟悉TD-51系统板的结构及使用
1.1.2：试验设备
PC机一台，TD-NMC+教学实验系统、或“TD-PIT++教学实验系统+TD-51系统平台”、或“TD-PITE教学实验系统+TD-51系统平台”。
1.1.3：实验内容
编写实验程序，将00H~0FH共16个数写入单片机内部RAM 的30H~3FH空间。
通过本实验，学生需要掌握KEIL C51软件的基本操作，便于后面的学习。
1.1.4：试验步骤
1、创建后缀名为UV2的工程
2、选择芯片型号
3、新建以后缀名为ASM的源程序文件，并输入此次试验程
序
4、将该程序添加到工程里
5、编译连接程序文件
6、调试仿真程序，观察结果
7、通过存储器观察口修改30H单元内容
8、通过快捷方式修改30H单元内容
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0100H
MAIN: M OV R1, #30H
MOV A, #00H
MOV R7, #10H
LOOP1:MOV @R1, A
INC R1
INC A
DJNZ R7, LOOP1
SJMP $
END
作业：建立以自己学号为名称的工程，并编写程序，实现将00H-0FH 16个数写入片内3FH---30H。
实验1 系统认识实验
实验1 系统认识实验一、实验目的1.了解Cortex-M3的GPIO使用及其相关的API函数；2.掌握Cortex-M3读取GPIO引脚状态的方法。
3.掌握Cortex-M3的GPIO引脚输出控制的方法。
二、实验原理、内容及步骤实验原理1、GPIO开关量输入将GPIO连接数字开关量对应的管脚设置在输入状态；然后，写一个循环，不停地去检测输入引脚的状态。
2、GPIO输出驱动继电器（或光电隔离器）将相关的GPIO设置成输出状态，并且要注意配置输出的驱动电流大小；然后，写一个循环，依次输出变化的高低电平，从而控制继电器及光电隔离器的关断与打开。
实验内容：1.编程实现读取GPIO引脚上对应的开关量状态，改变开关量，观察能否成功读回；2.编程实现Cortex-M3的GPIO引脚驱动继电器及光电隔离器，观察继电器的动作以及发光管的亮灭变化；实验步骤：1）在PC机上打开IAR环境，并打开“源程序”文件夹GPIO_INandOUT 的工程文件GPIO_In_Out.ewp，并按图1.1至图1.8完成环境设置，并完善程序，然后编译程序，并生成可执行文件GPIO_In_Out.elf。
2）打开PC机上的Proteus环境，并打开“仿真电路”文件夹中的设计文件“实验1.DSN”。
双击MCU图标，按图1.9所示，指定程序文件GPIO_In_Out.ewp 后，开始仿真。
然后拨动开关，观察输入高低电平时继电器、光耦以及其他GPIO 的状态变化。
图1.1图1.1中，在Workspace窗口中一定要先选中工程名，然后再选择Project->Options。
图1.2因为在Proteus中，提供的Luminary Cortex-M3芯片型号有限，结合实验要实现的功能，此处选择LM3S317。
图1.3图1.4图1.5图1.6图1.7图1.8图1.9三、实验仪器设备及实验注意事项1.实验设备：计算机。
2.实验前必须做好预习，并做出必要的计算和记录用的表格；3.实验开始前先检查仪器设备是否完好；4.实验中如发现异常（如冒烟、异味、冒火等非正常现象），应立即切断电源，并报告指导教师，仔细查找原因，问题解决后，方可继续进行实验；5.实验完毕应先关掉电源，将所用仪器设备恢复原貌，并清理卫生后方可离开。
实验一认知实验
第一章系统概述引言本《实验指导书》适用于DJ系列8086/88微机实验开发系统，本书就DJ-598K实验开发系统的8086部分作详细介绍，其它机型均可参考。
在使用DJ系列单片机、微机实验开发系统之前，请务必先阅读本章内容,以便对实验系统的硬件结构、硬件信息有个全面了解，对后面实验有必不可少的帮助。
1.1 系统主要特点1、598K是集51、96、8088（以下简称88）三大系列CPU于一体的三合一实验系统。
内置5196仿真器和8086实验系统。
该系统以8086实验系统作为基板，自成一体，可单独作为8086微机原理和接口实验使用，也可分别叠插51或96CPU卡，构成51/96单片机实验开发系统，598K系统结构紧凑，资源充分共享，无总线开关切换，自动识别CPU的类型。
2、8086实验系统采用主频为14.7MHZ的8088CPU为CPU，并以最小工作方式构成系统。
3、配有二片61C256静态RAM构成系统的64K基本内存，存放用户程序/数据，地址范围为00000H-0FFFFH，其中00000H-00FFFH监控占用。
配有二片W27C512 EEPROM（64K），EP1存放监控程序，地址范围F0000H－FFFFFH；EP2存放实验程序，为实验系统独立运行时下载实验程序提供方便。
4、自带键盘、显示器，能独立运行，为实验程序调试带来方便。
5、配备Windows/XP仿真调试软件，支持机器码、汇编、C等三种语言的开发和调试。
6、提供标准RS232异步通讯口，以连接IBM-PC机。
7、配有各种微机常用I/O接口芯片，定时/计数接口芯片8253、A/D转换接口芯片0809、D/A转换接口芯片0832、中断控制器8259、键盘显示接口8279、并行I/O接口芯片8255、通讯接口芯片8250、8251、485和DMA控制器8237等。
8、配备键盘、数码显示、发光二极管显示、开关量、LED16×16、LCD12864、温度压力、步进电机、直流电机、扬声器等输入输出设备。
系统认识实验报告心得
系统认识实验报告心得引言在这次系统认识实验中，我通过使用不同的操作系统和学习操作系统的基本功能，对计算机操作系统有了更深入的了解。
在实验过程中，我不仅巩固了之前学到的理论知识，还提高了自己的实践能力。
在本次实验报告中，我将分享我在实验中所获得的收获和心得体会。
实验背景操作系统是计算机系统的核心组成部分，它负责协调和管理计算机硬件和软件资源。
通过本次实验，我们学习了不同类型的操作系统，包括Windows、Linux和MacOS，了解了它们的功能和特点，并掌握了基本的操作和管理方法。
实验过程第一阶段：Windows我首先开始了Windows系统的实验。
在这个阶段，我学习了Windows操作系统的基本功能和操作技巧，包括文件管理、进程管理、网络配置等。
我发现Windows操作系统的界面友好，操作简单易懂。
通过实际操作，我能够快速地创建、复制、移动和删除文件，管理多个应用程序，调整系统设置。
这个阶段的实验帮助我进一步熟悉了Windows系统，并提高了我的操作技能。
第二阶段：Linux接着是Linux系统的实验。
与Windows系统相比，Linux系统更加灵活和强大。
在这个阶段，我学习了Linux系统的基本命令和操作方法，并在终端中进行了实践操作。
我发现Linux系统可以通过命令行界面实现更多的操作，如文件管理、用户管理、软件安装等。
虽然刚开始接触Linux 系统时，我对命令行操作并不熟悉，但通过不断的练习，我逐渐掌握了基本的命令和操作技巧。
这个阶段的实验帮助我了解了Linux系统的优势和特点，并培养了我独立解决问题的能力。
第三阶段：MacOS最后是MacOS系统的实验。
MacOS是苹果公司开发的操作系统，与Windows和Linux有很大的差异。
在这个阶段，我学习了MacOS系统的基本操作和特色功能，如Launchpad、Mission Control、时间机器等。
我发现MacOS系统注重用户体验，提供了简洁、美观的界面和强大的功能。
系统认识实验实验报告
一、实验目的通过本次实验，加深对系统认识的理解，掌握系统分析方法，提高系统思维和问题解决能力。
二、实验内容1. 系统定义系统是由相互联系、相互作用的要素组成的具有一定结构和功能的有机整体。
系统具有以下特征：（1）整体性：系统是一个有机整体，各要素之间相互联系、相互制约。
（2）目的性：系统具有明确的目标，各要素为达成目标而协同工作。
（3）层次性：系统具有不同的层次，各层次之间相互依存、相互影响。
（4）动态性：系统处于不断发展变化之中，各要素之间的关系也随之变化。
2. 系统分析方法（1）系统分析的基本方法系统分析的基本方法包括：①结构分析法：分析系统的组成要素、要素之间的关系以及系统的层次结构。
②功能分析法：分析系统的功能、功能之间的关系以及功能与要素之间的关系。
③行为分析法：分析系统的行为特征、行为变化规律以及行为与要素之间的关系。
④层次分析法：分析系统各层次之间的相互关系，以及各层次在系统中的作用。
（2）系统分析的具体步骤①明确系统目标：确定系统要解决的问题和要达到的目标。
②收集系统信息：收集与系统相关的各种信息，包括数据、资料、文献等。
③建立系统模型：根据系统目标和信息，建立系统的数学模型或概念模型。
④分析系统模型：对系统模型进行定性和定量分析，找出系统存在的问题和改进措施。
⑤优化系统方案：根据分析结果，提出优化系统方案的措施和建议。
⑥实施与评估：将优化方案付诸实践，并对实施效果进行评估。
三、实验过程1. 确定实验对象：以某企业生产系统为研究对象。
2. 收集系统信息：通过查阅文献、访谈相关人员等方式，收集企业生产系统的相关信息。
3. 建立系统模型：根据收集到的信息，建立企业生产系统的数学模型。
4. 分析系统模型：运用结构分析法、功能分析法等方法，对系统模型进行定性和定量分析。
5. 优化系统方案：针对系统存在的问题，提出优化生产系统的措施和建议。
6. 实施与评估：将优化方案付诸实践，并对实施效果进行评估。
微机控制原理 实验一 系统认识实验
实验一系统认识实验1系统介绍1.1 软件启动运行Windows，进入桌面窗口。
鼠标单击“开始”按钮，在“程序”栏中打开“星研集成环境软件”菜单栏，在其中选择“星研（SUPER、STAR系列仿真器）”，开始启动星研集成环境软件。
注意：当您使用低配置机器时，从星研集成环境软件退出后必须等待足够的时间，让系统完全退出（硬盘停止工作）后，方可再次启动星研集成环境软件。
1.2 编译器编译器请用户自备。
设置工作环境您的编译器正确安装后，请设置星研集成环境软件的编译器工作环境。
打开[主菜单»项目»设置工作环境]：例如：您使用的编译器是TASM、TC，安装在C:\xingyan\TASM，C:\xingyan\TC，TASM宏汇编路径：C:\xingyan\TASM；Turbo C路径： C:\xingyan\TC；2 如何使用星研集成环境软件下边几节，介绍如何使用星研集成环境软件：以下将使用汇编语言，将数据段中3000H~30FFH单元的内容传送给实验仪B4区的61C256的2000H~20FF中；B4区的61C256在I/O设备区，使用IOR、IOW读写；再将它传送回数据段的6000H~60FFH中。
2．1 数据传送程序（ASM）星研集成环境软件推荐您使用项目为单位来管理您的程序。
如果您做一个简单的实验，或只希望看一个中间结果，您可以不建立项目文件，系统需要的各种设置，来源于“缺省项目”。
本节不使用项目文件。
本例子旨在通过建立一个具体的程序来介绍星研集成软件的使用方法以及它的强大的调试功能。
使用户很快的上手，体验到我们软件功能的强大和方便。
本实例是将数据段中3000H～30FFH单元的内容传送给实验仪B4区的61C256的2000H～20FFH中；B4区的61C256在I/O设备区，使用IOR、IOW读写；再将它传送回数据段的6000H～60FFH中，程序是用汇编语言来编写。
下面介绍相应的操作步骤：首先运行星研集成软件。
实验一系统认知实验
实验一系统认知实验实验目的：通过本次实验了解西安唐都科教仪器公司推出的这一套高效的、开放性的教学实验系统。
为后续实验课程做前期的准备工作。
实验要求：掌握简单模型计算机的基本结构；了解教学实验系统的功能。
实验内容：一、了解一台简单模型计算机的结构为了更好地理解计算机的各组成部件是如何相互配合进行工作的，试验箱给我们提供了一个最基本的模型计算机。
根据前面小节的知识，我们将算术逻辑运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完整的模型计算机。
其逻辑框图见图1.4-1。
图1.4-1 模型机逻辑框图其中ALU 为运算器、DR1、DR2 为工作暂存器、R0 为通用寄存器、AR 为地址寄存器、PC 为程序计数器、IR 为指令寄存器、TIME 为时序发生器、MEM 为程序存储器、INPUT 为输入设备、OUTPUT 为输出设备、MC 为微程序控制器。
二、了解教学实验系统功能及特点计算机组成原理与系统结构教学实验系统是西安唐都科教仪器公司推出的一套高效的、开放性的教学实验系统，该系统可以通过对多种原理性计算机的设计、实现和调试来高效率地支持“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程的开放式实验教学，为高校各个教学层次的计算机原理教学提供了完善的解决方案。
系统功能特点：1．结构清晰的单元式实验电路，可构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机系统采用部件单元式结构，包括运算器及数据通路、存储器、控制器、信号及时序控制、内总线、外总线、外围接口及输入输出设备、大规模可编程逻辑器件等计算机部件的单元电路，用户可使用排线连接方式或计算机电子自动逻辑设计方式，根据自己所设计的模型计算机结构方案，来构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机，使学生能够对计算机组成结构有清楚的认识和理解。
２．对实验设计具有完全的开放性，增强学生综合设计能力系统所具有的软硬件结构对用户的实验设计具有完全的开放性，其数据线、地址线、控制线都由用户来操作连接，系统中的运算器结构、控制器结构及微程序指令的格式及定义均可由用户根据教学需要来做灵活改变或重新设计。
实验一 认识实验
实验一认识实验实验一认识实验实验一认知实验一、实验目的1.了解实验的基本要求和安全操作规程；2.了解试验台的结构和使用方法；3.认识各种组件，掌握基本组件的使用方法；4.掌握仪表的选择方法和使用方法；5.了解各种变压器和旋转电机的基本结构。
二、实验设备ddsz-1型电机及电气技术实验装置，各种组件，各种变压器、电机三、实验内容1.学习实验基本要求和安全操作规程2.实验装置基本组件的使用（1） Dj11三相组变（2）dj12三相铁芯变压器（3）dj16三相鼠笼式异步电动机（4）dj19单相电容起动异步电动机（5）dj20单相电容运转异步电动机（6）dj22双速异步电动机（7）dj23校正直流测功机（8） Dd03导轨、测速发电机和转速表（9）d31直流数字电压、Ma、电流表（10）D32交流电流表（11）d33交流电压表（12）d34-3单、三相智能功率及功率因数表（13）d42三相可调电阻器（14）d44可调电阻器、电容器（15）d51波形测试及开关板3.电源调试（1）三相交流电源① 在打开电源之前。
检查控制面板下“直流电机电源”的“电枢电源”开关（右下）和“励磁电源”开关（左下）是否必须处于断开位置。
安装在控制面板左端面上的电压调节器旋钮必须处于零位，也就是说，必须逆时针完全旋转。
②检查无误后开启“电源总开关”，“停止”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线接到电源，但还不能输出电压。
此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。
③ 按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，表示三相交流调压电源输出插孔u、V、W、N已接通。
通过适当旋转调压器旋钮，可以从三相四线制带线插孔中获得实验电路所需的不同大小的交流电压。
输出线电压为0~450V（可调），由控制面板上方的三个交流电压表指示。
当电压表下方左侧的“指示切换”开关转到“三相电网电压”时，表示三相电网进线的线电压；当“指示切换”开关转到“三相调压电压”时，它指示三相四线插座u、V、W和n输出端的线路电压。
实验一：系统认识实验
xdata unsigned char Buffer[256] _at_ 0x4000;
void main()
{
unsigned int index;
unsigned char xdata * ptr;
（8）自动单步跟踪/单步——模仿用户连续执行“跟踪”或“单步”命令来运行程序。
（9）在程序的适当位置，设置断点，全速执行程序到断点处，观察程序运行到断点时的运行结果。
有四种方法，可以在程序窗口光标所在的行处设置断点
1）将光标移到程序窗口内,行左边的空白处，光标变成“手指圆”箭头，单击鼠标左键，可以设置/取消断点。
二、实验设备
安装了wave6000的Windows2003系统的计算机
三、实验内容
使用wave6000实现清零（为方便观察，将0改为0x99）
四、实验步骤
步骤1.按要求进行实验系统的联接与启动。
用配套的串行通讯电缆联接实验系统上的“仿真器串口”和计算机串行口。
将实验系统的电源线与220V电源相连（实验结束后应拔下）。打开实验系统电源开关，红色电源指示灯亮。仿真器初始化成功后，数码管会显示8051，表示仿真系统正常。
七、实验习题
1.通过程序调试，分析程序完成什么功能？
答：主要是将一个数值（0x99）放入到一个地址，来覆盖原来的数值。
2.说明若程序处理的数据不是6个，应修改程序的哪部分？
答：首先要在定义处修改，例：Buffer【X】，修改X值，然后在循环处修改，index<X-1，（从0开始算起）。
3.说明若存放数据的单元地址变化，应修改程序哪部分？
电子科技大学中山学院计算机组成原理实验1系统认识实验
实验一系统认识实验1. 实验目的(1) 建立对计算机组成及其原理的基本认识；(2) 熟悉实验箱的构成；(3) 熟悉联机软件CMA的使用。
2. 实验设备TD-CMA 教学实验系统一套，PC机一台。
3. 实验原理3.1 计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，二者是一个有机的整体，必须协同工作才能发挥计算机的作用。
3.1.1 数字计算机的组成一台典型的数字计算机是由五大部分组成的，即运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。
其基本硬件结构图如图1-1所示。
图1-1 数字计算机的基本硬件结构图运算器：是用来进行算术和逻辑运算的部件。
它由算术逻辑部件(ALU)和若干通用寄存器组成。
它的主要功能是进行加、减、乘、除等算术运算和实现“与”、“或”、“非”等逻辑运算。
存储器：用来存放程序和数据的部件。
它以单元为单位线性编址，按地址读／写其单元。
输入／输出设备：计算机由输入设备接受外部信息，通过输出设备将信息送往外部。
控制器：负责协调上述部件的操作，发出控制命令，是计算机的指挥中心。
它从存储器中取出指令，进行分析，然后发出由该指令规定的一系列微操作命令，通过控制所有其他部件来完成指令规定的功能。
通常，又把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，即CPU。
由图1－1可以看出，在计算机中，基本上有两股信息在流动：一种为数据信息流，即各种原始数据、中间结果、程序等；而另一股为控制信息流，即由控制器发出的一系列微命令序列，用来控制装置的启动或停止，控制运算器按一定的步骤进行各种运算和处理，控制存储器进行读／写，控制输出设备输出结果等。
3.1.2 数字计算机的工作原理虽然计算机技术已经发展了几十年，计算机体系结构也发生了许多演变，但计算机一般还是基于冯·诺依曼原理来工作的。
冯·诺依曼机的主要特点如下：(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件构成；(2)用二进制码表示指令和数据；(3)采用存储程序的工作方式。
系统认识实验报告
《计算机组成原理》实验报告一、实验目的1．搭建并操作一个最基本的模型计算机。
2．建立对计算机组成及其原理的基本认识。
二、实验设备1.TDN-CM+教学实验系统一套。
2.排线31条：8芯8条，6芯4条，2芯20条。
3.PC 机一台。
三、实验内容1. 一台简单模型计算机的结构为了更好地理解计算机的各组成部件是如何相互配合进行工作的，我们将设计一个最基本的模型计算机。
根据上一章节的知识，我们将算术逻辑运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完整的模型计算机。
其逻辑框图见下图。
模型机逻辑框图四、实验步骤1. 构造一台模型计算机按模型机逻辑框图所示，将组成一台计算机的基本模块组合起来。
在TDN-CM+实验系统中使用连接导线（排线）将模型计算机的各个部件连接在一起，构成一台完整的模型计算机。
连线图见下图。
系统认识实验接线图注意：a.为保证实验时人员和设施的安全，一定要遵循“先接线，后通电”的原则。
b.本书所列的实验中，所用导线按数量可分为2、4、6、8股四种类型，为便于实验中排查故障，我们在连接导线时对同一类型的导线应尽量采取以同一种颜色作为高位的方法来连接。
例如在连接所有的8股导线时，我们定义红色为高位，这样可避免接反，也为后续的排查节约大量时间。
c.连接图中凡是标有小圆圈的连线都是需要连接导线的，而未标小圆圈的连线是系统已经连接好的。
d.遇到单针对双针的情况时，应注意排线颜色和高低位相对应。
e.连接完成后，请仔细检查，以保证连接的正确性（上述事项所有实验相同，后面不再赘述）。
f.MAIN MEM的W/R端口与EXT BUS的W/R端口相连，再将EXT BUS的扩展W/R端口与OUTPUT DEVICE的W/R端口相连。
g.W/R UNIT的T1～T4使用2条4芯排线与STATE UNIT的T1～T4相连（也可使用4条2芯排线代替）。
h.下边的连线端口在接线时注意排线颜色：ALU UNIT的ALU-B和MICRO-CONTROLLER的ALU-B（单针对单针）REG UNIT的LDR0和MICRO-CONTROLLER的LDRi（单针对双针）REG UNIT的R0-B和MICRO-CONTROLLER的RS-B（单针对单针）MICRO-CONTROLLER的P(1)和LOG UNIT的P(1) （单针对单针）MICRO-CONTROLLER的P(4)和LOG UNIT的P(4) （单针对单针）2. 联机操作前的准备工作使用通讯电缆将TDN-CM+实验系统的串行接口与PC机的串行接口相连接，并将实验系统的电源线接到电源插座中。
实验装置的结构组成和系统认识实验
1.2 实验装置硬件组成
复合加热水箱 复合加热水箱由两层水箱结构组成,内层为加热水箱,配 备有1KW电加热管,尺寸为:直径*高=200*370mm.其 顶盖上还布有一条进水管路和两只温度传感器,分别为 PT100和Cu50热电阻,插入深度垂直居中,水平偏前. 加热水箱中设有进水管路,还有溢流保护口,保护顶盖不 承受较大压力.整个内层加热水箱悬浮于外层有机玻璃水 箱中,加热筒底部由一圈接触面积很小的圆形支架固定在 外层有机玻璃水箱内. 外层冷却水箱同样拥有独立的进水管路和溢流保护出水管 ,可以有效降低内层加热水箱内液体水的温度,其体积较 大,外圆尺寸为:直径*高=35cm*35cm.
1.2 实验装置硬件组成
校验台 主要放置活塞压力计,用来校验压力变送器. 现场工业控制柜
– 单相带漏电保护断路器
本套装置为单相三线220V±10%/50Hz供电,整机容量 <1.5KW,如发生漏电现象,该断路器会自动跳闸,以切 断进线电源.本套实验系统需进行接地,单相三芯插座中 含有地线,可使设备机壳直接与大地相连,接地后漏电压 不大于AC3V.
1.1 实验系统认识实验 本套装置还配备上位机监控系统,利用组态软件 将仪表所有数据采集显示并绘成曲线,通过对过 程参数变化曲线的对比,能更直观有效的分析传 感器变送器的各大性能指标,为方便实验针对每 一时刻参数的具体数值作查询,上位机软件中具 有数据报表功能,可以同时记录所有仪表采集的 变量值,对本套实验装置中所有的参数,本软件 工程都对应开发了相应的自动控制实验项目,另 外还可自行开发实验项目.
第一章 实验装置的结构组成和系统认识实验
1.1 实验系统认识实验
本套系统将现场对象系统和二次仪表操作台结合为一体, 在操作对象系统的同时,可以就地查看显示仪表的相关信 息.实验装置中配备有压力,流量,温度,液位传感器, 除温度输出阻值外,其它三种均有相应的变送器对传感器 输出信号进行变送,以输出电流信号给仪表(或远传)使 用.为实现对上述四大热工参数的自动调节,本套装置中 ,还配备有相应的调节执行器——电动调节阀和调压模块 ,前者可以对压力,流量和液位进行自动调节控制,后者 可实现温度的平滑连续调节.控制柜中常用的工业仪表, 可以同时采集三路现场信号进行对比显示,也可经三路不 同的信号同时显示在一块仪表中,并能对实时变化的参数 进行存储和绘制实时和历史曲线.
系统认知实验实验报告
一、实验名称系统认知实验二、实验目的1. 了解系统的基本概念和组成。
2. 掌握系统分析的方法和步骤。
3. 提高系统设计和优化的能力。
三、实验内容1. 系统的基本概念和组成2. 系统分析的方法和步骤3. 系统设计和优化四、实验步骤1. 系统的基本概念和组成（1）系统定义：系统是由相互作用、相互依赖的多个元素组成的具有特定功能的有机整体。
（2）系统组成：系统由以下几部分组成：a. 元素：系统中的基本单元，具有独立的功能。
b. 输入：系统从外部获取的信息、能量或物质。
c. 输出：系统对输入进行处理后输出的信息、能量或物质。
d. 边界：系统与外部环境相接触的部分，用于区分系统内部和外部。
e. 环境因素：影响系统运行的外部因素。
2. 系统分析的方法和步骤（1）明确系统目标：确定系统需要实现的功能和目标。
（2）确定系统范围：界定系统所涉及的领域和范围。
（3）识别系统元素：分析系统中的各个元素及其相互关系。
（4）建立系统模型：根据系统分析结果，构建系统模型。
（5）系统优化：对系统进行优化，提高系统性能。
3. 系统设计和优化（1）系统设计：根据系统分析结果，设计系统架构、模块划分、接口定义等。
（2）系统优化：对系统进行优化，包括以下方面：a. 优化系统结构，提高系统可扩展性和可维护性。
b. 优化系统性能，提高系统响应速度和稳定性。
c. 优化系统资源利用，降低系统能耗和成本。
五、实验结果与分析1. 系统基本概念和组成通过实验，我们对系统的基本概念和组成有了更深入的了解，掌握了系统分析的方法和步骤。
2. 系统分析的方法和步骤在实验过程中，我们按照系统分析的方法和步骤进行了系统分析，建立了系统模型，并对系统进行了优化。
3. 系统设计和优化根据系统分析结果，我们设计了系统架构，实现了系统模块划分和接口定义。
通过对系统进行优化，提高了系统性能和资源利用效率。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了系统认知的基本方法，提高了系统分析和设计的能力。
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实验一系统认识实验1系统介绍1.1 软件启动运行Windows，进入桌面窗口。
鼠标单击“开始”按钮，在“程序”栏中打开“星研集成环境软件”菜单栏，在其中选择“星研（SUPER、STAR系列仿真器）”，开始启动星研集成环境软件。
注意：当您使用低配置机器时，从星研集成环境软件退出后必须等待足够的时间，让系统完全退出（硬盘停止工作）后，方可再次启动星研集成环境软件。
1.2 编译器MCS51 MCS96、MCS196 80X86Keil A51、C51Franklin A51、C51Intel ASM51、PL/M51 Archimedes A8051、C-51 Intel ASM96、PLM96、C96Tasking ASM196、C196TC、TASM编译器请用户自备。
设置工作环境您的编译器正确安装后，请设置星研集成环境软件的编译器工作环境。
打开[主菜单»项目»设置工作环境]：例如：您使用的编译器是TASM、TC，安装在C:\xingyan\TASM，C:\xingyan\TC，TASM宏汇编路径：C:\xingyan\TASM；Turbo C路径： C:\xingyan\TC；2 如何使用星研集成环境软件下边几节，介绍如何使用星研集成环境软件：以下将使用汇编语言，将数据段中3000H~30FFH单元的内容传送给实验仪B4区的61C256的2000H~20FF中；B4区的61C256在I/O设备区，使用IOR、IOW读写；再将它传送回数据段的6000H~60FFH中。
2．1 数据传送程序（ASM）星研集成环境软件推荐您使用项目为单位来管理您的程序。
如果您做一个简单的实验，或只希望看一个中间结果，您可以不建立项目文件，系统需要的各种设置，来源于“缺省项目”。
本节不使用项目文件。
本例子旨在通过建立一个具体的程序来介绍星研集成软件的使用方法以及它的强大的调试功能。
使用户很快的上手，体验到我们软件功能的强大和方便。
本实例是将数据段中3000H～30FFH单元的内容传送给实验仪B4区的61C256的2000H～20FFH中；B4区的61C256在I/O设备区，使用IOR、IOW读写；再将它传送回数据段的6000H～60FFH中，程序是用汇编语言来编写。
下面介绍相应的操作步骤：首先运行星研集成软件。
启动画面如图：1、设置缺省项目执行[主菜单»辅助»缺省项目]，出现一个对话框：选择“STAR ES8688仿真模块”。
点击进入下一步：“选择语言”您可以根据自己的需要以及程序的类型作相应的选择，本实例选择Borland公司的Turbo C（3.0）、TASM（5.0）(请确定在选择语言之前已经安装好相应的编译软件)。
然后再点击进入下一步：“编译、连接控制项”实验仪提供64K memory空间，memory model请选择tiny，缩写为mt;如果需要源程序级别调试，必须使用-v–y控制项，为了支持多文件编译、连接，必须使用-c控制项。
一般不必改变Turbo C的编译控制项。
如果需要源程序级别调试，必须使用/zi /l控制项。
一般不必改变Tasm的编译控制项。
如果需要源程序级别调试，必须使用/m /l /v控制项。
一般不必改变TLINK的连接控制项。
然后再点击进入下一步：“存贮器出借方式”仿真模块EMU598提供64K仿真RAM，作程序段（CS）、数据段（DS）、附加段（ES）、堆栈段（SS）使用。
2、建立源文件下面我们建立源文件，执行[主菜单» 文件»新建]，（或者点击图标）打开窗口如下：首先选择存放源文件的目录，输入文件名，注意：一定要输入文件名后缀。
对源文件编译、连接、生成代码文件时，系统会根据不同的扩展名启动相应的编译软件。
比如：*.asm 文件，使用TASM来对它编译。
本实例文件名为move.asm。
窗口如下：按“确定”即可。
然后出现文件编辑窗口：输入源程序，本实例的源程序如下：.MODEL TINY ;memory mode : tiny.STACK 100 ;堆栈.CODE ;开始程序段START: MOV AX,@DATAMOV DS,AXMOV ES,AXNOPMOV CX,100HMOV SI,3000HMOV DX,2000HSTART1: MOV AL,[SI]OUT DX,ALINC SIINC DXLOOP START1MOV DI,6000HMOV DX,2000HMOV CX,100HSTART2: IN DX,ALMOV [DI],ALINC DIINC DXLOOP START2SJMP $Move ENDPEND START输入源程序，如下图：这样一个源文件就建立好了。
3.编译、连接文件首先选择一个源文件，然后可以编译、连接文件了。
对文件编译，如果没有错误，再与库文件连接，生成代码文件（DOB、EXE文件）。
编译、连接文件的方法有如下二种：（1）使用[ 主菜单» 项目» 编译、连接 ]或[主菜单» 项目» 重新编译、连接 ]”。
（2）点击图标或来“编译、连接”或“重新编译连接”。
“编译连接”与“重新编译、连接”区别：“重新编译、连接”不管源文件是否修改、编译软件是否变化、编译控制项有无修改，对源文件编译，如果没有错误，再与库文件连接，生成代码文件（DOB、EXE文件）。
编译、连接过程中产生的信息显示在信息窗的“建立”视中。
编译没有错误的信息如下：若有错误则出现如下信息框：有错误、警告信息，用鼠标左键双击错误、警告信息或将光标移到错误、警告信息上，回车，系统自动打开对应的出错文件，并定位于出错行上。
这时用户可以作相应的修改，直到编译、连接文件通过。
4．调试在进入调试状态以前，请正确设置通信口：执行[ 主菜单» 辅助» 通信]，对话框如下：仿真器、实验仪配套的通信线可以与微机USB口相连，即为USB通信线，请选择USB。
对于最下面一行的校验，通常您不必选中它，可以提高传送DOB、HEX、BIN文件时的速度。
在进入调试状态以前，你还必须确定仿真器、实验仪与微机的正确连接，如果使用仿真器，仿真头正确地连接在仿真器上。
电源接通，开关打开。
在软件中选择对应的仿真器、实验仪型号，具体设置如下：执行[ 主菜单» 辅助» 仿真器、实验仪]，对话框如下：根据你所使用的机型作相应选择。
如果编译、连接正确后，可以开始调试程序。
进入调试状态方法有：a)执行[ 主菜单»运行»进入调试状态]b)点击工具条的c)执行[ 主菜单»运行»装载DOB、HEX、BIN文件]进入后的窗口如下：在整个图片中我们可以看到相对应的窗口信息。
在“工作区窗”的“CommonRegister”中我们可以了解通用寄存器的信息。
中间的窗口为源程序窗口，用户可在此设置断点，设置光标的运行处，编辑程序等。
寄存器窗我们可以看到一些常用的寄存器的数值。
存贮窗1、存贮窗2显示相应的程序段（CS）、数据段（DS）、IO设备区的数据，还有变量窗，自动收集变量显示其中。
反汇编窗显示对程序反汇编的信息代码、机器码、对应的源文件。
在信息窗的“装载”视中，显示装载的代码文件，装载的字节数，装载完毕后，显示启始地址，结束地址。
这种船坞化的窗口比通常的窗口显示的内容更多，移动非常方便。
用鼠标左键点住窗口左边或上方的标题条，移动鼠标，将窗口移到您认为合适的位置；将鼠标移到窗口的边上，鼠标的图标变成可变化窗口时的形状，用鼠标左键点住，移动鼠标，变化一个或一组窗口的大小。
在调试过程中，可以根据您的需要，在[主菜单»查看]中打开：寄存器窗、存贮器窗1、2、3、观察窗、变量窗、反汇编窗。
您也可以通过[主菜单»辅助»设置»格式]，设置每一种窗口使用的字体、大小、颜色。
移动窗口到您喜欢的位置、大小。
首先在“种类”中选择一个窗口，然后选择“字体”、“大小”，在“颜色”中选择某一类，在“前景”、“背景”中选择您喜欢的颜色。
对于高级语言，在您的程序前有一段库文件提供的初始化代码，（当前可执行标志）不会出现在您的文件行上，如果您使用C语言，可将光标移到main函数上，按F4功能键，让CPU全速运行到main行上后停下；如果您使用PL/M语言，按F7功能键，让CPU“单步进入”，运行到您的任何一个可执行行后停下。
您可以使用以下命令调试您的程序：设置或清除断点（功能键为F2）在当前光标行上设置或清除一个断点单步进入（功能键F7）单步执行当前行或当前指令，可进入函数或子程序。
连续单步进入（功能键Ctrl + F7）连续执行“单步进入”，用鼠标点击或按任意键后，停止运行。
单步（功能键F8）单步执行当前行或当前指令，将函数或子程序作为一条指令来执行。
如果当前行中含有函数、子程序或发生中断，CPU将执行完整个函数、子程序或中断，停止于当前行或当前指令的下一有代码的行上。
连续单步（功能键Ctrl + F8）连续执行“单步”，用鼠标点击或按任意键后，停止运行。
运行到光标行（功能键F4）从当前地址开始全速运行用户程序，碰到光标行、断点或用鼠标点击，停止运行。
全速断点（功能键F9）从当前地址开始全速运行用户程序，碰到断点或用鼠标点击，停止运行。
全速运行（功能键Ctrl + F10）从当前地址开始全速运行用户程序，此时，按用户系统的复位键，CPU从头开始执行用户程序，用鼠标点击，停止运行。
全速运行时，屏蔽了所有断点，即不会响应任何断点。
停止运行终止微机与仿真器之间通信（功能键ESC）。
注意：欲终止微机与仿真器之间通信，功能键ESC是一个很方便的键，它的效果比点击相应的图标的效果要好。
建议用户多用ESC键。
在系统运行“连续单步”或者“连续单步进入”时ESC键被禁止，这时用户可以按键盘的其他任意键停止其运行。
5．调试的方法及技巧一般来说，用户的程序或多或少的会有一些逻辑错误，我们的仿真器、实验仪和星研集成软件可以帮助用户很快的定位，很快的查出相应的错误。
在调试状态的窗口中我们可以看到很多的窗口，用户只要熟练地应用这些窗口来观察、分析数据就会很快的调试好程序，达到事半功倍的效果。
进入调试界面后，由于我们本次操作需要观察三个数据块：数据段3000H～30FFH，数据段6000H～60FFH，I/O区2000H～20FFH，可以打开二到三个存贮器窗口，具体操作是：[主菜单»查看]然后根据你的需要打开不同的窗口。
调整后的调试界面为：由于我们本次操作主要是观察存贮器窗口，所以我们拉大了这两个存贮器窗口的大小。
每个窗口设置了4个分页项：，我们可以在不同的分页项设置不同的观察数据空间以及地址范围。