东南大学极点配置实验

东南大学自动化学院

实验报告

课程名称：自动控制基础

第9 次实验

实验名称：控制系统极点的任意配置

院（系）：自动化学院专业：自动化

姓名：高卓越学号：

实验室：机械动力楼419 实验时间：2016 年4 月29 日评定成绩：审阅教师：

目录

一、实验目的和要求 (2)

二、实验原理 (2)

三、实验设备与器材配置 (3)

四、预习思考题 (3)

五、实验步骤 (4)

六、实验结果 (5)

七、实验总结 (8)

一、 实验目的和要求

1）掌握用状态反馈的设计方法实现控制系统极点的任意配置； 2）用电路模拟的方法，研究参数的变化对系统性。

二、 实验原理

用全状态反馈实现二阶系统极点的任意配置，并用电路模拟的方法予以实现；理论证明，通过状态反馈的系统，其动态性能一定会优于只有输出反馈的系统。

设系统受控系统的动态方程为：bu Ax x

+= cx y =

下图为其状态变量图。

图6-1 状态变量图

令Kx r u -=，其中]...[21

n k k k K =，r 为系统的给定量，x 为1?n 系统状态

变量，u 为11?控制量。则引入状态反馈后系统的状态方程变为bu x bK A x

+-=)( 。 相应的特征多项式为：)](det[bK A SI --，调节状态反馈阵K 的元素

]...[21n k k k ，就能实现闭环系统极点的任意配置。图6-2为引入状态反馈后系统的方

框图。

图6-2 引入状态变量后系统的方框图

实验时，二阶系统方框图如6-3所示。

图6-3 二阶系统的方框图

引入状态反馈后系统的方框图如图6-4所示。 根据状态反馈后的性能指标：20.0≤p δ，

试确定状态反馈系数K1和K2

图6-4 引入状态反馈后的二阶系统方框图

三、 实验设备与器材配置

THBDC-1实验平台 THBDC-1虚拟示波器

四、 预习思考题

i.

判断系统的能控性。

答：系统开环传递函数为：)

15.0(1.01

)(+=

s s s G ，故系统状态方程为：

??

???

+==)

(15.01

)()(1.01)(221

S R S S X S X S S X 即 ???

?

???===??

110)(2212x y x x t r x

则??????-=20100A ,??????=20B ,[]01=C ,所以242200=?

?

?

???-=c rankQ ，系统完全能控。 ii.

计算输出反馈时的超调量和过渡时间

答：，而ξ

ωn s t 4

~3=

，取

则

，

iii.

计算满足性能指标时的状态反馈系数

答: []1222

1

20)22(22210det k s k s k s k s BK A SI +++=++-=

+-

主导极点：

所以期望的特征多项式为：

两者进行比对得：，解得

iv.试说明状态反馈和状态观测之间的联系

答：状态反馈是系统的状态变量通过比例环节传送到输入端去的反馈方式。状态变量能够全面地反映系统的内部特性，因此状态反馈比传统的输出反馈能更有效地改善系统的性能。

考虑线性定常系统

当将系统的控制u取为状态x的线性函数

时，称这种控制形式为状态反馈。其中，v为参考输入；K称为状态反馈增益矩阵；R为前馈增益矩阵。

考虑的状态反馈，是现代控制理论在经典控制理论上面的一大进步。但是并不是所有的状态都可被直接量测并用于反馈的，这就需要对不可直接量测的状态进行估计，对不可量测的状态进行估计的过程通常称为状态观测，观测状态变量的装置被称为状态观测器。

v.说明引入状态反馈后，控制系统的精度发生什么变化？

答：引入状态反馈后，改变了系统的极点，系统的稳态增益变小，所以要在输入端加前馈增益R。

五、实验步骤

1、引入状态反馈前

根据图6-3二阶系统的方框图，设计并组建该系统相应的模拟电路，如图6-9所示。

图6-9 引入状态反馈前的二阶系统模拟电路图

在系统输入端加单位阶跃信号，用上位机软件观测c(t)输出点并记录相应的实验曲线，测量其超调量和过渡时间。

2、引入状态反馈后

根据图6-4引入状态反馈后的二阶系统的方框图，设计并组建该系统相应的模拟电路，如图6-10所示。

图6-10 状态反馈后的二阶系统模拟电路图

在系统输入端加单位阶跃信号，用上位机软件观测c(t)输出点并记录相应的实验曲线，测量其超调量和过渡时间，然后分析其性能指标。

调节可调电位器Rx1或Rx2值的大小，然后观测系统输出的曲线有什么变化，并分析其性能指标。

六、实验结果

1、引入状态反馈前

从图中可以看出，系统给定阶跃为3.041V,超调为：

过渡时间为：3.3252s。

2、引入状态反馈后

从上图可以看出，此时输出阶跃响应稳态误差很大，有2.831V，这是因为在加入状态反馈之后没有加入前馈控制器进行信号放大。系统的超调量是

比原系统的超调量小了很多。系统的调节时间为0.2561s，比不加入状态反馈调节时间按小了很多，震荡次数也少了，动态特性得到提高，满足系统的指标。

3、调节可调电位器Rx1或Rx2值的大小，然后观测系统输出的曲线有什么变化，并分析其性能指标。

（1）增大50KΩ电阻：

经测量得系统超调量为：0.1983

%100%18.19%1.09

δ=?=，当5%?=时，调节时间为：0.6532s t s =。

（2）减小40K Ω电阻

测得系统超调量为：0.2124

%100%19.49%1.09

δ=

?=，当5%?=时，调节时间为：0.6053s t s =。

从实验结果可以看出，当改变可调电位器Rx1或Rx2值的大小时，系统超调量变大，调节时间变大，说明系统动态性能变差。进一步说明当2140,50X X R K R K =Ω=Ω

时，为

系统状态反馈的最优解。

利用Simulink 仿真分析，建立模型：

分别调节电位器Rx1或Rx2值的大小，观察系统性能的变化。

当K1的值不变，将K2的值，即电位器Rx2的值增大时，仿真曲线如下：

超调量减小，动态性能比原反馈增益系统好。

当K1的值不变，将K2的值，即电位器Rx2的值减小时，仿真曲线如下：

超调量变大，动态性能不如原反馈增益系统。

当K2的值不变，将K1的值，即电位器Rx1的值增大时，仿真曲线如下：

稳态值比理论的稳态值小，存在稳态误差。

当K2的值不变，将K1的值，即电位器Rx1的值减小时，仿真曲线如下：

稳态值比理论的稳态值大，存在稳态误差。

七、实验总结

对于同一个系统，离散系统稳定时K的取值范围比连续系统的要小，受采样周期的影响，当超过某一个值后系统将不稳定。因此即使是一个稳定的连续系统，采样后也可能导致系统振荡。当采样周期小到一定程度时系统将不再稳定，因此在实际应用中要注意采样周期的选取，频率要满足香农采样定理，保证系统的稳定性和输出波形的不失真度。不仅如此，积分项前面的系数也对其稳定性有一定的影响，积分系数太大也会导致系统不稳定。

综上，是否有采样开关与系统稳定性有很大关系，使系统的稳定分析变得复杂。

51单片机课后习题答案孙育才东南大学

第一章： 1.目前微型计算机正沿着哪两个分支迅速发展？为什么会形成单片机这一分支？ 答：（1）目前微型计算机正沿着通用计算机系统和嵌入式系统这两个分支迅速发展。 （2）为了满足更广泛的实时应用的需要，从微型计算机家族中形成单片机这一分支。2.什么是单片微型计算机？它与典型微型计算机在结构上有和区别？ 答：（1）见书P1。（在一块单晶芯片内集成了……，简称单片机。） （2）与典型微型计算机在结构上的区别是：单片机采用哈佛结构，存储器ROM和RAM 是严格区分、相互独立的，程序和数据存储器独立编址，而典型微机采用冯.诺依曼结构，程序和数据存储器统一编址。 3.单片机具有哪些突出优点？ 答：单片机的突出优点：体积小、重量轻、单一电源、功耗低、功能强、价格低廉、运算速度快、抗干扰能力强、可靠性高。 4.MCS-51系列各档单片机各有什么特点？同一档次的8051、8751、8031又有何区别？ 答：（1）不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器、定时器、中断源和I/O接口的配置有所不同。 （2）8051：片内含有掩膜ROM型程序存储器；只能由生产厂家代为用户固化；批量大、永久保存、不修改时用。 8751：片内含EPROM型程序存储器；用户可固化，可用紫外线光照射擦除；但价格高。 8031：片内无程序存储器，可在片外扩展；方便灵活，价格便宜。 5.何谓工业级产品？单片机有几级产品？如何合理选择？ 答：（1）工作环境介于民用级和军用级之间的产品。 （2）单片机芯片分有三级产品：民用级、工业用级和军品级。 （3）选用单片机时应注意与构成系统的其他元器件相匹配，并满足相关技术要求。 第二章： 1.MCS-51系列单片机从制造工艺、功能结构上分为哪几种类型和产品？ 答：见书P10。（倒数第三段部分） 2.MCS-51系列单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：见书P10-11。 3.为了更好地适应“面向控制”的应用特点，MCS-51单片机的CPU作了哪些独特的改进？答：为了更好地适应“面向控制”的应用特点，MCS-51单片机的CPU具有一般微机ALU所不具备的位处理功能。 4.MCS-51系列单片机的时钟周期、机器周期、指令周期是如何分配的？当主频为12MHz时，一个机器周期为几微秒？执行一条最长的指令需要几微秒？ 答：（1）1个时钟周期=2个振荡周期。 1个机器周期=12个振荡周期。 一条指令所需的全部时间称为指令周期。MCS-51单片机的指令周期一般需要1、2、4个机器周期。 （2）主频为12MHz时，一个机器周期为1微秒 （3）执行一条最长的指令需要4微秒。 5.何谓程序状态字？各位的定义又是什么？

东南大学实验模拟运算放大电路(二)

.东南大学电工电子实验中心 实验报告 课程名称：电子电路实践 第二次实验 实验名称： 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别：无 同组人员: 实验时间： 评定成绩：审阅老师：团雷鸣

实验报告 实验目的： 1、了解运放在信号积分和电流、电压转换方面的应用电路及参数的影响。 2、掌握积分电路和电流、电压转换电路的设计、调试方法。 3、了解精密半波整流电路及精密全波整流电路的电路组成、工作原理及参数估 算 4、学会设计、调试精密全波整流电路，观测输出、输入电压波形及电压传输特 性。 实验原理： 1、积分电路：运用下图所示电路，可构成运放积分电路，R2为分流电阻，用于稳定直流增益，以避免直流失调电压在积分周期内的积累导致运放饱和，一般取R2=10R1.输出电压与输入电压呈积分关系。 2、同相型电压/电流转换电路：利用如下图所示电路，可以构成电压/电流转换电路。由“虚短”“虚断”原理知，I L=Vi/R1，该电路属于电流串联负反馈电路，电路的输入电阻极高，其闭环跨导增益1/R1即为电路的转换系数。电路可实现线性的电压/电流转换。 3、精密整流电路：利用二极管的单向导电性，可以组成半波及全波整流电路。但由于二极管存在正向导通压降、死去压降、非线性伏安特性及其温度漂移，故当用于对弱信号进行整流时，必将引起明显的误差，甚至无法正常整流。如果将二极管与运放结合起来，将二极管至于运放的负反馈回路中，则可将上述二极管的非线性及其温漂等影响降低至可以忽略的程度，从而实现对弱小信号的精密整流或线性整流。

实验内容： 1、积分电路 用741设计一个满足下列要求的基本积分电路：输入V ip-p=1V、f=10kHz的方波。设计R、C值，测量积分输出电压波形；改变f值观察v0波形变化，并找出当f接近什么值的时候，电路近似一个反响比例运算电路。 2、同相输入比例运算电路 用741组成一个同向型电压/电流转换电路，并完成表中所列数据的测量。 3精密半波整流电路： （1）、依照10-1连接电路，原件参数：R1=R2=10K?，同时在电位器和±15V 电源之间接入510?限流电阻。 （2）、Vi输入一个频率为100Hz的正弦交流信号，有效值分别为5V、1V、10mV，用示波器观察输入输出信号波形，对结果进行分析比较。 （3）、用示波器的X-Y显示方式测试该电路的电压传输特新，调节Vi幅度，找出输出的最大值V omax。 4、精密全波整流电路 （1）、图10-2的精密全波整流电路如下图。R=10K?，电源电压±10V，二极管为1N4148。 （2）、搭接电路，重复半波整流电路（2）（3）的内容。

现代控制理论实验报告

实验报告 ( 2016-2017年度第二学期) 名称：《现代控制理论基础》 题目：状态空间模型分析 院系：控制科学与工程学院 班级： ___ 学号： __ 学生姓名： ______ 指导教师： _______ 成绩： 日期： 2017年 4月 15日

线控实验报告 一、实验目的： l.加强对现代控制理论相关知识的理解； 2.掌握用 matlab 进行系统李雅普诺夫稳定性分析、能控能观性分析； 二、实验内容 1 第一题：已知某系统的传递函数为G (s) S23S2 求解下列问题： （1）用 matlab 表示系统传递函数 num=[1]; den=[1 3 2]; sys=tf(num,den); sys1=zpk([],[-1 -2],1); 结果： sys = 1 ------------- s^2 + 3 s + 2 sys1 = 1 ----------- (s+1) (s+2) （2）求该系统状态空间表达式： [A1,B1,C1,D1]=tf2ss(num,den); A = -3-2 10 B = 1 C = 0 1

第二题：已知某系统的状态空间表达式为： 321 A ,B,C 01：10 求解下列问题： （1）求该系统的传递函数矩阵： （2）该系统的能观性和能空性： （3）求该系统的对角标准型： （4）求该系统能控标准型： （5）求该系统能观标准型： （6）求该系统的单位阶跃状态响应以及零输入响应：解题过程： 程序： A=[-3 -2;1 0];B=[1 0]';C=[0 1];D=0; [num,den]=ss2tf(A,B,C,D); co=ctrb(A,B); t1=rank(co); ob=obsv(A,C); t2=rank(ob); [At,Bt,Ct,Dt,T]=canon(A,B,C,D, 'modal' ); [Ac,Bc,Cc,Dc,Tc]=canon(A,B,C,D, 'companion' ); Ao=Ac'; Bo=Cc'; Co=Bc'; 结果： （1） num = 0 01 den = 1 32 （2）能控判别矩阵为： co = 1-3 0 1 能控判别矩阵的秩为： t1 = 2 故系统能控。 （3）能观判别矩阵为： ob = 0 1

自动控制原理实验

自动控制原理实验 实验报告 实验三闭环电压控制系统研究 学号姓名 时间2014年10月21日 评定成绩审阅教师

实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、预习与回答： （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。 （2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。 但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。 因此，闭环的电压值更接近2V。 （3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。

MCU(微控制器)综合课程设计第三次实验

东南大学自动化学院 实验报告 课程名称： MCU（微控制器）综合课程设计 第三次实验 实验名称：定时中断实验、键盘输入与显示综合实验 院（系）：自动化专业：自动化 姓名：学号：08009000 实验室：电工电子MCU 实验组别： 同组人员：实验时间：2012年 5 月2 日评定成绩：审阅教师：

目录 一、实验目的和要求（如合作完成，需注明分工） (3) 二、实验原理 (3) 三、实验方案与实验步骤 (4) 四、实验设备与器材配置 (7) 五、实验记录（自行设计记录方式） (7) 六、实验总结（包括实验数据处理、实验结果分析讨论等） (9) 七、思考题或讨论题（若干） (9) 八、附上源代码（注意实验只能采用汇编语言实现） (10)

一、实验目的和要求（如合作完成，需注明分工） 1. 掌握定时器的使用 2. 掌握中断的使用，并能够使用定时器进行定时中断 3. 掌握中断程序编写的方法和注意点 4. 掌握键盘扫描的实现、编程 5. 在上次实验基础上，实现数码管的显示 6. 掌握CPLD控制LED灯的方法 7. 能够使用汇编语言实现复杂的逻辑功能 8. 学习模块化编程 分工： 定时中断实验（包括扩展部分）：****编写代码，共同调试 键盘输入与显示综合实验：****编写代码，共同调试 二、实验原理 1. 定时中断实验 利用单片机定时器中断，控制单片机P0.0口输出一50Hz的方波。结果可采用示波器显示。提高要求（选做可加分）：实现50Hz的PWM波的输出，可以采用某个拨码开关选择不同的PWM占空比（例如某个拨码状态为0时表示占空比为40%，状态为1时表示占空比为80%），拨码开关地址为0F500H，位于LED灯下排。 2. 键盘输入与显示综合实验 利用4*4键盘输入，在通过CPLD译码与CPU总线相连的8位LED上显示键码值（实验箱上有两排LED，这里指的是下面一排，无需连线），并在8位数码管上显示输入的数字。电路如图3-1所示。键盘矩阵输入电路采用行列扫描法实现。将行线接输出口，列线接到输入口，采用列扫描法，先将某一行输出为低电平，其它行输出为高电平，用输入口来查询列线上的电平，逐次读入列值，如果行线上的值为0时，列线上的值也为0，则表明有按键按下。否则，接着读入下一列，直到找到该行有按下的键为止。如该行没有找到有按键按下，就按此方法逐行找下去，直到扫描完全部的行和列。 4*4键盘示意图 与CPU总线相连的8位LED地址为0F600H，数码管段控地址为0F300H，位控地址为0F400H。4*4键盘地址为0F700H，其中行线对应该地址的低4位数据，只可以写不可以读；

东南大学电路实验实验报告

电路实验 实验报告 第二次实验 实验名称：弱电实验 院系：信息科学与工程学院专业：信息工程姓名：学号：

实验时间：年月日 实验一：PocketLab的使用、电子元器件特性测试和基尔霍夫定理 一、仿真实验 1.电容伏安特性 实验电路： 图1-1 电容伏安特性实验电路 波形图：

图1-2 电容电压电流波形图 思考题： 请根据测试波形，读取电容上电压，电流摆幅，验证电容的伏安特性表达式。 解：()()mV wt wt U C cos 164cos 164-=+=π， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=??? ? ? -=π，us T 500=； ()mA wt R U I I R R C sin 213.0== =∴，ππ40002==T w ； 而()mA wt dt du C C sin 206.0= dt du C I C C ≈?且误差较小，即可验证电容的伏安特性表达式。 2.电感伏安特性 实验电路： 图1-3 电感伏安特性实验电路 波形图：

图1-4 电感电压电流波形图 思考题： 1.比较图1-2和1-4，理解电感、电容上电压电流之间的相位关系。对于电感而言，电压相位 超前 （超前or 滞后）电流相位；对于电容而言，电压相位 滞后 （超前or 滞后）电流相位。 2.请根据测试波形，读取电感上电压、电流摆幅，验证电感的伏安特性表达式。 解：()mV wt U L cos 8.2=， ()mV wt wt U R sin 10002cos 1000=??? ? ? -=π，us T 500=； ()mA wt R U I I R R L sin 213.0===∴，ππ 40002==T w ； 而()mV wt dt di L L cos 7.2= dt di L U L L ≈?且误差较小，即可验证电感的伏安特性表达式。 二、硬件实验 1.恒压源特性验证 表1-1 不同电阻负载时电压源输出电压 电阻()Ωk 0.1 1 10 100 1000 电源电压（V ） 4.92 4.98 4.99 4.99 4.99 2.电容的伏安特性测量

电机实验报告东南大学自动化

东南大学 电机实验报告 姓名：学号： 专业：自动化 组员： 时间：2014年6月

实验一、二电器控制（一、二） 一、实验目的 1、了解接触器、按扭等元件的功能特点，掌握其工作原理及接线方法； 2、学会使用接触器、按钮组合控制风扇开关。 二、实验原理 1. 接触器型号划分 在电工学上。接触器是一种用来接通或断开带负载的交直流主电路或大容量控制电路的自动化切换器，主要控制对象是电动机，此外也用于其他电力负载，如电热器，电焊机，照明设备，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用/。接触器控制容量大。适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统 中的重要元件之一。通用接触器可大致分以下两类。 （1）交流接触器。主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等组成。常用的是CJ10、CJ12、CJ12B等系列。 （2）直流接触器。一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电，直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的。 但现在接触器的型号都重新划分了。都是AC系列的了。 AC-1类接触器是用来控制无感或微感电路的。 AC--2类接触器是用来控制绕线式异步电动机的启动和分断的。 AC-3和AC--4接触器可用于频繁控制异步电动机的启动和分断。 2. 交流接触器（CJX1-12） 实验室所用的是交流接触器（CJX1-12）如下图所示

铭牌如下 工作原理 当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。 使用接法 1、一般三相接触器一共有8个点，三路输入，三路输出，还有是控制点两个。输出和输入是对应的，很容易能看出来。如果要加自锁的话，则还需要从输出点的一个端子将线接到控制点上面。 2、首先应该知道交流接触器的原理。他是用外界电源来加在线圈上，产生电磁场。加电吸合，断电后接触点就断开。知道原理后，外加电源的接点，也就是线圈的两个接点，一般在接触器的下部，并且各在一边。其他的几路输入和输出一般在上部。还要注意外加电源的电压是多少（220V或380V），一般都标得有。并且注意接触点是常闭还是常开。

倒立摆状态空间极点配置控制实验实验报告

《现代控制理论》实验报告 状态空间极点配置控制实验 一、实验原理 经典控制理论的研究对象主要是单输入单输出的系统，控制器设计时一般需要有关被控对象的较精确模型，现代控制理论主要是依据现代数学工具，将经典控制理论的概念扩展到多输入多输出系统。极点配置法通过设计状态反馈控制器将多变量系统的闭环系统极点配置在期望的位置上，从而使系统满足瞬态和稳态性能指标。 １．状态空间分析 对于控制系统X = AX + Bu 选择控制信号为：u = ?KX 式中：X 为状态向量（ n 维）u 控制向量（纯量） A n × n维常数矩阵 B n ×1维常数矩阵 求解上式，得到 x(t) = (A ? BK)x(t) 方程的解为： x(t) = e( A?BK )t x(0) 状态反馈闭环控制原理图如下所示： 从图中可以看出，如果系统状态完全可控，K 选择适当，对于任意的初始状态，当t趋于无穷时，都可以使x(t)趋于0。 ２．极点配置的设计步骤 1) 检验系统的可控性条件。 2) 从矩阵 A 的特征多项式 来确定 a1, a2,……,an的值。 3) 确定使状态方程变为可控标准型的变换矩阵 T：T = MW 其中 M 为可控性矩阵， 4) 利用所期望的特征值，写出期望的多项式 5) 需要的状态反馈增益矩阵 K 由以下方程确定： 二、实验内容 针对直线型一级倒立摆系统应用极点配置法设计控制器，进行极点配置并用Matlab进行仿真实验。 三、实验步骤及结果 1.根据直线一级倒立摆的状态空间模型，以小车加速度作为输 入的系统状态方程为： 可以取1 l 。则得到系统的状态方程为： 于是有：

直线一级倒立摆的极点配置转化为： 对于如上所述的系统，设计控制器，要求系统具有较短的调整时间（约 3 秒）和合适的阻尼（阻尼比? = 0.5）。 2.采用四种不同的方法计算反馈矩阵 K。 方法一：按极点配置步骤进行计算。 1) 检验系统可控性，由系统可控性分析可以得到，系统的状态完全可控性矩阵的秩等于系统的状态维数(4)，系统的输出完全可控性矩阵的秩等于系统输出向量y 的维数(2)，所以系统可控。 倒立摆极点配置原理图 2) 计算特征值 根据要求，并留有一定的裕量（设调整时间为 2 秒），我们选取期望的闭环极点s =μi (i = 1,2,3,4) ，其中： 其中，μ 3,μ 4 使一对具有的主导闭环极点，μ 1 ,μ 2 位于 主导闭环极点的左边，因此其影响较小，因此期望的特征方程为： 因此可以得到： 由系统的特征方程： 因此有 系统的反馈增益矩阵为： 3) 确定使状态方程变为可控标准型的变换矩阵 T：T = MW 式中： M = 0 1.0000 0 0 1.0000 0 0 0 0 0.7500 0 5.5125 0.7500 0 5.5125 0 W = 0 -7.3500 -0.0000 1.0000 -7.3500 -0.0000 1.0000 0 -0.0000 1.0000 0 0 1.0000 0 0 0 于是可以得到： T = -7.3500 -0.0000 1.0000 0 0 -7.3500 -0.0000 1.0000 0 -0.0000 0.7500 0 -0.0000 0 -0.0000 0.7500 T’= -7.3500 0 0 -0.0000 -0.0000 -7.3500 -0.0000 0 1.0000 -0.0000 0.7500 -0.0000 0 1.0000 0 0.7500

单片机实验报告2_lbs_v2.0

东南大学仪器科学与工程学院学院 实验报告 课程名：单片机应用系统设计 实验名称：单片机课程设计实验报告（二） 院（系）：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器

目录 一、硬件实验四显示器/键盘实验 (3) 二、硬件实验五串行口实验 (16) 三、硬件实验六计数器/定时器实验 (32) 四、硬件实验八 8255扩展 (39)

硬件实验四显示器/键盘实验 I、八段数码管显示实验 一、目的 1、了解数码管动态显示的原理； 2、了解用总线方式控制数码管显示。 二、内容 利用实验箱提供的显示电路，动态显示一行数据。 三、实验步骤 1、硬件连接 2、实验说明 注意：当用总线方式驱动八段显示管时，请将八段的驱动方式选择开关拨到“内驱”位置；当用I/O方式驱动八段显示管时，请将开关拨到“外驱”位置。

本实验箱提供了6位8段LED显示电路，只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制，显示方式为动态显示。 8位段码，6位位码分别由两片74HC374输出，其中位码再经MC1413或ULN2003反相驱动。 本实验箱中，8位段码输出地址为0X004H，位码输出地址为0X002H。此处X是KEY/LED CS决定，参见地址译码。 做键盘和LED实验时，需将KEY/LED CS接到相应的地址译码上，以便用相应的地址来访问。例如KEY/LED CS接到CS0上，则段码地址为08004H，位码地址为08002H。 七段数码管的字形代码表如下表： 3. 分析并执行程序，观察并记录结果 四、提高要求 修改程序，显示1,2,3,4,5,6或A，B，C，D，E，F。

现代控制理论课程设计(大作业)

现代控制理论课 程设计报告 题目打印机皮带驱动系统能控能观和稳定性分析 项目成员史旭东童振梁沈晓楠 专业班级自动化112 指导教师何小其 分院信息分院 完成日期 2014-5-28

目录 1. 课程设计目的 (3) 2.课程设计题目描述和要求 (3) 3.课程设计报告内容 (4) 3.1 原理图 (4) 3.2 系统参数取值情况 (4) 3.3 打印机皮带驱动系统的状态空间方程 (5) 4. 系统分析 (7) 4.1 能控性分析 (7) 4.2 能观性分析 (8) 4.3 稳定性分析 (8) 5. 总结 (10)

项目组成员具体分工 打印机皮带驱动系统能控能观和稳定性 分析 课程设计的内容如下： 1.课程设计目的 综合运用自控现代理论分析皮带驱动系统的能控性、能观性以及稳定性，融会贯通并扩展有关方面的知识。加强大家对专业理论知识的理解和实际运用。培养学生熟练运用有关的仿真软件及分析，解决实际问题的能力，学会使用标准、手册、查阅有关技术资料。加强了大家的自学能力，为大家以后做毕业设计做很好的铺垫。 2.课程设计题目描述和要求 (1)环节项目名称：能控能观判据及稳定性判据 (2)环节目的： ①利用MATLAB分析线性定常系统的可控性和客观性。 ②利用MATLAB进行线性定常系统的李雅普诺夫稳定性判据。 (3)环节形式：课后上机仿真 (4)环节考核方式： 根据提交的仿真结果及分析报告确定成绩。 (5)环节内容、方法： ①给定系统状态空间方程，对系统进行可控性、可观性分析。 ②已知系统状态空间方程，判断其稳定性，并绘制出时间响应曲线验

证上述判断。 3.课程设计报告内容 3.1 原理图 在计算机外围设备中，常用的低价位喷墨式或针式打印机都配有皮带驱动器。它用于驱动打印头沿打印页面横向移动。图1给出了一个装有直流电机的皮带驱动式打印机的例子。其光传感器用来测定打印头的位置，皮带张力的变化用于调节皮带的实际弹性状态。 图1 打印机皮带驱动系统 3.2 系统参数取值情况 表1打印装置的参数

自动控制实验报告1

东南大学自动控制实验室 实验报告 课程名称：自动控制原理 实验名称：闭环电压控制系统研究 院（系）：仪器科学与工程专业：测控技术与仪器姓名：学号： 实验室：常州楼五楼实验组别：/ 同组人员：实验时间：2018/10/17 评定成绩：审阅教师： 实验三闭环电压控制系统研究

一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。 （2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制可以带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。通过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。 （3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也可以认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 四、实验线路图： 五、实验步骤：

基于极点配置的控制器设计与仿真

计算机控制理论与设计作业 题目：基于极点配置方法的直流调速系统的控制器设计

摘要 本文目的是用极点配置方法对连续的被控对象设计控制器。基本思路是对连续系统进行数学建模，将连续模型进行离散化，针对离散的被控对象，用极点配置的方法分别在用状态方程和传递函数两种描述方法下设计前馈和反馈控制器，并用MATLAB仿真。文中具体以直流调速系统作为研究对象，对直流调速系统的组成和结构进行了分析，把各个部分进行数学建模，求出其传递函数，组成系统结构框图，利用自控原理的知识对结构图化简，求出被控对象的传递函数和状态方程，进一步得将其离散化。第一种是通过极点配置设计方法的原理，用状态方程设计被控对象的控制律，因为直流调速系统存在噪声，实际状态不可测，故选择了全阶的观测器，又因为采样时间小于计算延时，所以选择了预报观测器。利用所学知识对此闭环系统设计前馈和反馈控制器[1]。第二种利用传统的离散传递函数，从代数多项式的角度进行复合控制器的设计，在保证系统稳定的情况下，分析系统的可实现性，稳定性，静态指标，动态指标，抗干扰等方面性能研究前馈反馈相结合控制器设计。重点是保证被控对象的不稳定的零极点不能被抵消。最后利用MATLAB的Simulink进行仿真，观察系统的输出的y和u和收敛性，并加入扰动看其抗干扰性能，得出结论。 经研究分析，对于直流调速系统，基于极点配置设计的前馈反馈相结合的控制器，具有良好的稳定性能和抗干扰性能。运行结果符合实际情况。 关键词：极点配置；状态方程；直流调速系统；代数多项式；Matlab；

1绪论 1.1论文的背景及意义 在工业生产和日常生活中，自动控制系统分为确定性系统和不确定性系统两类，确定性系统是指系统的结构和参数是确定的，确定的输入下，输出也确定的一类系统。确定性系统相对于不确定性系统而言的。在确定的系统中所用的变量都可用确切的函数关系来描述，系统的运动特性可以完全确定。以确定性系统为研究对象的控制理论称为确定性控制理论。本文以直流调速系统为研究对象，利用极点配置的设计方法，包括利用状态空间模型和传递函数模型分别描述线性系统，采用闭环极点为指标的控制器设计的理论和方法，设计出前馈和反馈控制器，组建闭环控制系统，用Matlab进行仿真可以逼真地还原出实际系统。 1.2 论文的主要内容 本文直流电机的调速系统的模型作为研究对象，利用线性系统极点配置的设计方法，设计前馈反馈控制器。论文研究的主要内容: (1)阅读学习国内外期刊文献，研究了极点配置的基本原理和Matlab的实现方法。 (2)系统的说明直流电机的系统结构和工作原理并分析，建立直流调速系统的数学模型，将其进行离散化，并讨论其传递函数与状态方程之间的关系。 (3)分析极点配置控制器的设计原理，利用状态方程设计控制器。 （4）将被控对象的传递函数离散化，利用传递函数模型设计控制器。 (4)在MATLAB中建立闭环直流调速系统的模型，根据闭环极点配置的设计步骤编写程序，用Simulink搭建仿真系统，对闭环直流调速系统的输出进行仿真分析。 (5)对仿真结果分析。将仿真结果与实际直流调速系统的阶跃响应的各项参数相比较，得出结论。

自动检测技术实验一

东南大学自动化学院 实验报告课程名称：检测技术 第1 次实验

实验名称：实验一、三、五、八、九 院（系）：自动化专业：自动化 ：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2013 年11月16日 评定成绩：审阅教师： 实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo1= EKε/4。 二、实验器材及连线 主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。

图2-1 应变式传感器安装示意图 图2-2 应变传感器实验模板、接线示意图图2-3 单臂电桥工作原理图 三、实验步骤 1、根据图2-3 工作原理图、图2-2 接线示意图安装接线。 2、放大器输出调零 将实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2 圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。 3、电桥调零

拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原。调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使电压表显示为零。 4、应变片单臂电桥实验 在应变传感器的托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或500 g）砝码加完。实验结果填入表2-1，画出实验曲线。 表2-1 重量(g) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 电压(mv) 15.2 30.5 45.9 61.5 77.0 92.4 108.0 132.8 148.3 163.9 拟合方程为：0.834 4.1933 U W =?- 重量20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

东南大学MCU课程设计报告

东南大学自动化学院 《MCU技术及课程设计》 课程设计报告 姓名：学号： 专业：自动化实验室：金智楼组别：同组人员： 设计时间：2017年 08月28日—— 2017年09月06日评定成绩：审阅教师：

目录 一. 课程设计的目的与要 (3) 二. 原理设计 (3) 三. 方案论证 (8) 四．方案实现与测试 (8) 五．分析与总结 (9)

一．课程设计的目的与要求 本次设计使用MSP430F6638实现一基于单片机的电子密码锁的设计，其主要具有如下功能： 1.密码通过键盘输入，若密码正确，则绿灯亮，表示密码锁打开，若密码错误，红灯亮，表示密码锁关闭。 2.按AC键可以清除已输入的密码，重新输入。 二. 原理设计 1.数码管显示 (1) TM1638 控制芯片 TM1638 是带键盘扫描接口的 LED驱动控制专用电路，内部集成有 MCU 数 字接口、数据锁存器、 LED 高压驱动、键盘扫描等电路。主要应用于冰箱、空 调、家庭影院等产品的高段位显示屏驱动。 TM1638 原理图如5-1所示，其中 SEG_DIO， SEG_CLK， SEG_STB 与 MSP430 芯片中 P3.5， P3.4， P3.2 三个 IO 口相连，仅占用 3 个端口即可完成数据的 输入输出，大大节约单片机的 IO 口和开发板的空间，降低了布线的难度。 TM1638 与 MSP 430 实验箱连接示意图如图 4-1 所示，实验开发板 LED 数码管对 应关系见图 5-2。

(2) TM1638 接收数据 串行数据传输格式：读取和接收 1 个 BIT 都在时钟的上升沿操作。 数据接收（写数据）时序如图 5-4 所示。

东南大学计算方法与实习上机实验一

东南大学计算方法与实习实验报告 学院：电子科学与工程学院 学号：06A12528 姓名：陈毓锋 指导老师：李元庆

实习题1 4、设S N=Σ (1)编制按从大到小的顺序计算S N的程序； (2)编制按从小到大的顺序计算S N的程序； (3)按两种顺序分别计算S1000，S10000，S30000，并指出有效位数。 解析：从大到小时，将S N分解成S N-1=S N-,在计算时根据想要得到的值取合适的最大的值作为首项；同理从小到大时，将S N=S N-1+ ，则取S2=1/3。则所得式子即为该算法的通项公式。 (1)从大到小算法的C++程序如下： /*从大到小的算法*/ #include #include #include using namespace std; const int max=34000; //根据第(3)问的问题，我选择了最大数为34000作为初值 void main(){ int num; char jus; double cor,sub; A: cout<<"请输入你想计算的值"<<'\t'; cin>>num; double smax=1.0/2.0*(3.0/2.0-1.0/max-1.0/(max+1)),temps; double S[max]; // cout<<"s["<num;){ temps=smax; S[n]=temps; n--; smax=smax-1.0/((n+1)*(n+1)-1.0); } cor=1.0/2.0*(3.0/2.0-1.0/num-1.0/(num+1.0)); //利用已知精确值公式计算精确值sub=fabs(cor-smax); //double型取误差的绝对值 cout<<"用递推公式算出来的s["<>jus; if ((int)jus==89||(int)jus==121) goto A; }

东南大学自控实验报告实验三闭环电压控制系统研究

东南大学自控实验报告实验三闭环电压控制系统研究

东南大学 《自动控制原理》 实验报告 实验名称：实验三闭环电压控制系统研究 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室： 416 实验组别： 同组人员：实验时间：年 11月 24日评定成绩：审阅教师：

实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）经过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）经过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表示、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。因此，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就能够“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式能够做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。 （2）自动控制的根本是闭环，尽管有的系统不能直接感受到它的

闭环形式，如步进电机控制，专家系统等，从大局看，还是闭环。闭环控制能够带来想象不到的好处，本实验就是用开环和闭环在负载扰动下的实验数据，说明闭环控制效果。自动控制系统性能的优劣，其原因之一就是取决调节器的结构和算法的设计（本课程主要用串联调节、状态反馈），本实验为了简洁，采用单闭环、比例调节器K。经过实验证明：不同的K，对系性能产生不同的影响，以说明正确设计调节器算法的重要性。 （3）为了使实验有代表性，本实验采用三阶（高阶）系统。这样，当调节器K值过大时，控制系统会产生典型的现象——振荡。本实验也能够认为是一个真实的电压控制系统。 三、实验设备： THBDC-1实验平台 四、实验线路图： 五、实验步骤： （1）如图接线，建议使用运算放大器U8、U10、U9、U11、U13。

东南大学数学实验报告(1)

高等数学数学实验报告实验人员：院(系) 土木工程学院学号05A11210 姓名李贺__ 实验地点：计算机中心机房 实验一空间曲线与曲面的绘制 一、实验题目：(实验习题1-2) 利用参数方程作图，做出由下列曲面所围成的立体图形： 2 2 2 2 ⑴ Z 1 X y，x y X 及xOy平面； ⑵ z xy,x y 1 0 及z 0. 二、实验目的和意义 1、利用数学软件Mathematica绘制三维图形来观察空间曲线和空间曲面图形的特点，以加 强几何的直观性。 2、学会用Mathematica绘制空间立体图形。 三、程序设计 空间曲面的绘制 x x(u, V) y y(u,v),u [u min , max ],V [V min , V max ] 作参数方程z z(u,v)所确定的曲面图形的Mathematica命令

为: ParametricPlot3D[{x[u,v],y[u,v],z[u,v]},{u,umi n,umax}. {v,vmi n,vmax}, 选项] ⑵ t2 = ParametricPlotJD [{u f 1 v}, [u^ ?0?§尸1}^ (v, 0F 1}, HxegLabel {"x" 11 y" J1 z" }. PlotPolnts t 5B, Dlspla^unction -> Identity」： t3 = ParametricPlotSD[{u f 0}* (u, -U.J5』1}^ {v z-0.5, 1} f AxesLabel {"x" 11y" 11 z" PlotPoints 50, Display1 unction — Identity]: Slinw[tl z t2, t3 f DisplayFunction -> SDlsplajfunction] 四、程序运行结果 ⑴ (2) 五、结果的讨论和分析 1、通过参数方程的方法做出的图形，可以比较完整的显示出空间中的曲面和立体图形。 2、可以通过mathematica软件作出多重积分的积分区域，使积分能够较直观的被观察。

自动检测技术实验一

自动检测技术实验一-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

东南大学自动化学院 实验报告课程名称：检测技术 第 1 次实验 实验名称：实验一、三、五、八、九 院（系）：自动化专业：自动化 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2013 年 11 月 16 日评定成绩：审阅教师：

实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R 为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo1= EKε/4。 二、实验器材及连线 主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。 图2-1 应变式传感器安装示意图

图2-2 应变传感器实验模板、接线示意图图2-3 单臂电桥工作原理图 三、实验步骤 1、根据图2-3 工作原理图、图2-2 接线示意图安装接线。 2、放大器输出调零 将实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接(Vi ＝0)；调节放大器的增益电位器RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转2 圈)；将主机箱电压表的量程切换开关打到2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。 3、电桥调零 拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原。调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使电压表显示为零。 4、应变片单臂电桥实验

89C51单片机课程设计之秒表设计实验报告.

这里可以加学校LOGAL 单片机课程设计报告 院系：12级物信系 班别：光信息科学与技术7班 课程名称：秒表设计 姓名：龚俊才欧一景 学号：1210407033 1210407041 指导老师：张涛 2011.12.23

目录 1课程设计的目的和任务 1.1 单片机秒表课程设计的概述 1.2课程设计思路及描述 1.3 课程设计任务和要求 2硬件与软件的设计流程 2.1系统硬件方案设计 2.2软件方案设计 3 程序编写流程及课程设计效果3.1源程序及注释 3.2原理图分析 3.3课程设计效果 4 心得体会 5 相关查阅资料

1. 课程设计的目的和任务 1.1单片机秒表课程设计的概述 一、课程设计题目 秒表系统设计——用STC89C52RC设计一个4位LED数码显示“秒表”，显示时间为 00.00~99.99秒，每10毫秒自动加一，每1000毫秒自动加一秒。 二、增加功能 增加一个“复位”按键（即清零），一个“暂停”和“开始”按键。 三、课程设计的难点 单片机电子秒表需要解决三个主要问题，一是有关单片机定时器的使用；二是如何实现LED 的动态扫描显示；三是如何对键盘输入进行编程。 四、课程设计内容提要 本课程利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，结合集成电路芯片8051、LED数码管以及课程箱上的按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，数码管能够正确地显示时间。其中本课程设计有两个开关按键：其中key1按键按下去时开始计时，即秒表开始键(同时也用作暂停键)，key2按键按下去时数码管清零，复位为“00.00”. 五、课程设计的意义 1)通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步 的了解。 2)掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3)通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 4)该课程通过单片机的定时器/计数器定时和计数原理，设计简单的计时器系统，拥有正确的 计时、暂停、清零，并同时可以用数码管显示，在现实生活中应用广泛，具有现实意义 六、课程设计仪器 a) 集成电路芯片8051，七段数码管，89C51单片机开发板 b) MCS-51系列单片机微机仿真课程系统中的软件（Keil uvision2）。