嵌入式系统设计性实验报告
嵌入式系统设计性实验报告
水温控制系统
院别：控制工程学院
专业：自动
学号：5090633
姓名：邱飒飒
指导老师：孙文义
2012年6月8日
嵌入式系统设计性实验报告
作者：邱飒飒班级：50906 学号：5090633
摘要：在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题.该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台，根据实验任务要求，完成了基于单片机的水温自动控制系统的设计该实验设计基于飞思卡尔MC9S12DG128开发板平台，根据实验任务要求，完成了水温自动控制系统的设计。
关键字：水温控制单片机MC9S12DG128
一、系统设计的功能
1.1 水温控制系统设计任务和要求
该系统为一实验系统，系统设计任务：
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。同时满足以下要求：
（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度保留一位小数。
（4）采用适当的控制方法（如数字PID），当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
（6）从串口输出水温随时间变化的数值。
1.2 水温控制系统部分
水温控制系统是一个过程控制系统，组成框图如下所示，有控制器、执行器、被控对象及其反馈作用的测量变送组成。
图1 控制系统框图
1.3 系统总体功能分析
本系统是一个简单的单回路控制系统，为了实现温度的测量及自动控制，根据任务要求及要求，系统由单片机系统，前向通道，后向通道，及人机通话四个模块构成。总体框图如图2 所示。
图2 水温控制系统总体框图
1.3.1 各功能模块作用分析
(1) 单片机系统是控制系统的核心，MC9S12DG128可以提供系统所需的IO口及内置的功能模块。
A/D转换模块是将外部采集到的模拟量转换为数字量，不需要加另外的AD转换芯片，在本设计实验中采用内部10位AD转换方式测量温度值。
PWM模块通过软件编程可以输出任意占空比的波形，在本设计实验中可以通过输出电压波形控制电阻丝的通断，从而模拟水的加热程度，达到控制水温的目的。
SCI模块使单片机与PC机连接，将采样温度值上传到PC机，从而可以通过PC机实时地看到温度的变化，还可以从PC机下载程序，人机交互方便。
(2)前向通路：用电位器模拟温度变化，然后进行温度值采样，主要包括热电阻的传感器，信号放大电路组成。
pt100是铂热电阻，它的阻值跟温度的变化成正比。PT100的阻值与温度变化关系为：当PT100温度为0℃时它的阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的阻值会随着温度上升而成匀速增长的;
(3) 数据显示:采用了四位共阴极数码管进行显示设定温度值及测量温度值。
(4) 键盘采用4*4扫描键盘用于设定温度值
(5) 继电器、电阻丝电路：通过PWM输出电压波形控制SSR固态继电器的通断，从而控制电阻丝的加热程度。
交流固态继电器（缩写 SSR）是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点通断电子开关,为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端,另外两端为输出受控端,中间采用光电隔离,作为输入输出之间电气隔离(浮空)。在输入端加上直流或脉冲信号,输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态),从而控制较大负载。整个器件无可动部件及触点,可实现相当于常用的机械式电磁继电器一样的功能。
二、硬件设计原理及内容
1 硬件设计原理图
图3 硬件原理图
硬件原理图主要包括：
1.单片机最小系统部分：电源电路，晶振时钟电路，复位电路，串口通信电路，BDM调
试电路
2.键盘设置电路
3.数码管显示电路
4.输入采样电路
5.输出驱动电路
2 各部分电路分析
2.1单片机最小系统部分
2.1.1 单片机电源电路
图4 单片机电源电路
最小系统电源电路中，用两个电容构成滤波电路，可以改善系统的电磁兼容性，降低电源波动对系统的影响，增强电路工作稳定性。
2.1.2 单片机晶振电路
图5 单片机晶振电路
最小系统电路采用的是有源晶振电路。晶振电路采用科尔皮兹振荡器，其中的晶体直接连接于有源器件（通常为双极性晶体管或场效应管）输入端与输出端之间。一般应接一个电容、电感调谐电路，但不是必须的。
2.1.3 单片机复位电路
图6 单片机复位电路
复位电路可以使单片机在响应到各种外部或监测到内部系统故障时可以进行系统复位，同时
可以保证系统上电时进行可靠的初始化，同时也保证对电源的监视。
2.1.4 单片机串口通信电路
图7 串口通信电路
串口电路主要用于连接计算机。本次采用的是9芯接头的串行口，引脚含义如下：
1．接收线信号检测（载波检测DCD） 6. 数据通信设备准备就绪（DSR）
2. 接受数据线（RxD）7. 请求发送（RTS）
3. 发送数据线（TxD）8.清除发送
4 .数据中断准备就绪（DTR）9.振铃指示
5.信号地（SG）
2.1.5 单片机BDM调试电路
图8 BDM调试电路
单片机内置BDM仿真调试电路，外围只需接一个简单的BDM接口实现单片机的仿真调试。
由上图可以看出背景调试电路非常简单，只需两根信号线、电源和地信号即可。
注意：不能将接头插反，否则将导致硬件的损坏。
2.2 键盘设置电路
图9 键盘设置电路
键盘设置电路中，数字0~9用于温度值的设置，并另设两个键用于设定及确认。
2.3数码管显示电路
图10 数码管显示电路
数码管作为单片机系统最为常用的输出器件，在显示时候可以由数字和少量字母组合完成输出功能的系统中应用十分广泛。数码管显示电路用于显示当前温度值。
2.4输入采样电路
图11 输入采样电路
输入采样电路采用热电阻测量实际温度，并转换为电压值输入到单片机的A/D模块。
2.5输出驱动电路
图12 输出采样电路
输出采样电路采用固态继电器来可控制电阻丝的通断。如图所示为稳定的阻性负载，为了防
止输入电压超过额定值，需设置一限流电阻Rx；当负载为非稳定性负载或感性负载时，在输出回路中还应附加一个瞬态抑制电路其中三极管用来驱动继电器。
三、系统软件设计流程
3.1 程序框架结构
一个整体的系统软件设计是由各个在系统里起着不同作用的模块整合在一起，从而实现系统的所要实现的功能。
此系统包括主控制程序，A/D采样数据处理程序，PID算法程序，LED显示及按键处理程序。
结构框架如下图：
程序结构图
3.2系统软件主程序流程图
由于模块化程序的设计，通过调用程序即可实现所需使用的功能，主程序流程图如下图：
图13 主程序流程框图
3.3 A/D采样数据处理
当采样到温度数据时，为了防止在采样过程中外界干扰而造成采样数据的不准确，必须调用温度均值处理程序，然后确定温度系数使采样转换得到的电压信号转换成温度值，并进行十进制转换，用于显示和PID计算。其中均值处理是一个比较重要的环节，是A/D转换前必不可少的工具，流程图如下图所示：
3.4 键盘及LED显示
3.5数据采样中断
下图是数据采样中断服程序的流程图，此中断程序采用的是2Hz中断，定时0.5秒采样一次。
4.2.5 继电器控制
继电器是和单片机HCS12的PWM口相连的，它的开断完全取决于PID计算的结果。当输出小于零说明设定值小于实际输出值，这是就要关闭电炉，同时关闭定时器的计时。如果输出值大于设定值2摄氏度时就可以开电炉对水开始加热。如果设定值与实际输出值差值在2摄氏度以内时，我们就调用中断程序定时加热。
下图控制程序的中断服务程序，用来对继电器定时加热。它利用中断定时器10ms 确定加热时间，当加热时间未到时，继续时间累积，若加热时间到时，就调用关定时器子程序，停止计时。
控制程序中断程序流程图
四、调试过程及数据
在开始做这个设计的时候，先是把系统的每一部分都分成不同模块，每一个模块先单独调试，其具体的方法是在main.c中编写程序使每一个模块成功实现其具体的功能，之后才将各部分组合在一起，最终调试成为一个系统的。系统的模块分为：SCI串行口输入输出模块、LED数码管显示模块、KB键盘输入模块，AD转换输入模块，PWM模块。
模块的调试过程：
1.SCI串行口调试使用方法：
先将SCI的初始化，让接受程序，发送程序编译通过，然后在SCI的调试主程序中通过输入字符，并让其在串口助手中显示，如果串口助手成功显示我们在主函数中输入的字符，则说明SCI串行口模块可以调用，如果显示不成功则需要继续对程序进行修改和编译。
串行口这里我遇到的问题是：
a.开始串口助手中不显示主函数中发的字符
解决办法：实验板的晶振16M,但是单片机MC9S12DG128中未启用锁相环，故单片机的内部总线实际上只有16M/2=8M .所以在串行口波特率要求9600时，需要在程序的串口初始化中将SCI0BDL=0X80改为SCI0BDL=0X34。
b.主函数中调用函数的功能是显示一个字符，但串口中显示一连串的相同的字符
解决办法：调试程序时为全步运行，当选择单步运行时，则只显示一个字符，函数功能正确。
2.LED数码管调试使用方法：
分析数码管的共阴或者共阳，让后将LED编程初始化，然后编译数码管的段选函数，位选函数。在数码管的测试主函数中编程保证数码管能够显示我们输入的静态数字。比如我们在主函数中，让数码管显示“0000”，4位数码能够正常显示0000，则说明数码管模块中的函数可以被调用，否则需要继续对程序进行修改和编译。
3. KB键盘输入模块
在理解了4*4矩阵键盘的编程原理后，自己结合课本成功编译通过键盘程序。并联合之前做的数码管模块和串行口通讯模块，达到了让矩阵键盘按键，数码管显示数字，同时通过串口助手在电脑上显示矩阵键盘按键的数字。
在键盘这里我遇到的问题是：
a、键盘输入的数字，在数码管上不显示
原因及解决办法：检查主函数后发现，键值所对应的数据类型与串口接收函数的形参类型不一致。
4.AD转换输入模块
在编译通过AD转换程序后，联系数码管显示模块，用一个可变电阻（电位器）的检测采样，用单片机的AD转换通道AN06输入采样信号，将其转化为0~100可变数字，用以模拟温度0~100度的变化，并在数码管上显示。
在AD转换这里我遇到的问题是：
AD采样周期的设置有问题，只需更改一下即可。
五．实验结果与心得
实验的最终结果：达到了老师要求的键盘输入数码管及时显示，用电位器模拟温度变化时数码管及时显示0到100的变化，并且数码管的最后一位为小数部分。但是遗憾的是，自己的自动控制算法没有很好的编译，未能通过程序，所以无法达到系统自动控制温度逐渐靠近通过4*4矩阵键盘设置的数值。
实验心得：
通过本次的设计性实验，自己对《嵌入式系统》课程更加了解，同时对单片机最小系统有了更深刻的了解同时自己也在为这次设计中学会了Protel DXP的使用，现在自己能够独立完成一些简单电路的原理图绘制。原理图绘制完毕后，是进程程序编写，这方面由于自身C语言基础不好，所以程序方面比较困难，而且经验不足，在老师和同学的帮助下，程序问题基本得到解决。
在这次设计性实验中，从开始的茫然到后来经过老师的讲解，自己逐渐明白了一个完整的嵌入式系统，不是一气呵成的，而是在仔细分析了所要达到的系统最终功能后，把系统功能分解为一个一个的功能模块，比如这次的水温控制系统的设计中，我们将单片机的最小系统分为一部分，然后将数码管数值显示分为LED数码管模块，然后将系统与电脑的交流部分又分为了SCI串行口通讯模块等等。
总体来说，通过这次设计性实验，我运用到了自己在课堂上学到的多科的理论知识，而且动手能力及程序调试方面都得到了提高。同时我也体会到了理论知识与实践操作之间的差距，自己在某些知识方面还是有很大的欠缺，自己编程的能力有待提高，不能仅仅只停留在看懂程序，要慢慢学会自己编程，是自己的编程能力得到提高。
五、参考资料
电子设计自动化. 马淑华高原P218 Protel DXP使用操作流程计算机控制技术. 顾德英张健马淑华P60 A/D转换器接口设计嵌入式系统——使用HCS12微控制器的设计与应用.王宜怀P119 串行通信子函数嵌入式系统——使用HCS12微控制器的设计与应用.王宜怀P134 键盘处理函数电力电子技术. 金海明郑安平P119 PWM整流电路基本原理嵌入式系统——使用HCS12微控制器的设计与应用.王宜怀P141 LED函数嵌入式系统——使用HCS12微控制器的设计与应用.王宜怀P132 键盘抖动处理
六、附录
实验程序
1串行通信子函数（包含串行通信头文件SCI.h，以及串行口初始化和收发子函数的程序文件SCI.c）。
入口参数：无
出口参数：无
调用函数：SCIInit
功能：
调试时间：2012-6-1
作者：
（1）SCI.h源程序
//串行通信寄存器及标志位定义
#define ReSendStatusR SCI0SR1 //SCI状态寄存器
#define ReTestBit 5 //接收缓冲区满标志位
#define SendTestBit 7 //发送缓冲区空标志位
#define ReSendDataR SCI0DRL //数据寄存器#define EnableSCIReInt SCI0CR2 |=0x20
#define DisableSCIReInt SCI0CR2 &=0xDF
//串行通信相关函数声明
void SCIInit(void); //串行口初始化函数声明
void SCISend1(INT8U o); //串行发送1个字节
void SCISendN(INT8U n,INT8U ch[]); //串行发送n个字节
INT8U SCIRe1(INT8U *p); //串行接收1个字节
INT8U SCIReN(INT8U n,INT8U ch[]); //串行接收n个字节
void interrupt SCI_isr(void);
(2)SCI.c源程序
//[SCI.c]串行通信----------------------------------------------------------
//本文件包含:
// (1)SCIInit:串行口初始化
// (2)SCISend1:串行发送1个字节
// (3)SCISendN:串行发送n字节
// (4)SCIRe1:串行接收1字节
// (5)SCIReN:串行接收n字节
//硬件连接:
// MCU的SCI0模块接口与PC方的串行口相连
//-------------------------------------------------------------------------*
#include
#include
#include
//头文件
#include
//SCIInit:DG128串行口0初始化函数-------------------------------------------*
//功能:
// 开SCI0关SCI1,关串口中断,对串行口进行初始化,默认为允许SCI,正常码输出
// ,8位数据,无校验等,允许发送器允许接收器.查询方式收发,波特率为9600
// (设＝19.6608Mhz)
//参数:无在此处键入公式。
//返回:无
//说明:
// (1)若初始化SCI1,只需SCI0->SCI1
// (2)该初始化函数与芯片有关
//-------------------------------------------------------------------------*
void SCIInit(void) {
INT8U t;
//定义波特率Bt=9600,SCI0BD=/(16*Bt)
SCI0BDL=0x34; //须先给低8位赋值
SCI0BDH=0x00; //再给高8位赋值
SCI0CR1=0x00; //设置允许SCI,正常码输出,8位数据,无校验
t=SCI0DRL; //读数据寄存器(清0)
t=SCI0SR1; //读状态寄存器(清0)
SCI0CR2=0x0C; //允许SCI0接收和发送,查询方式
}
//SCISend1:串行发送1个字节-------------------------------------------------
//功能:串行发送1个字节
//参数:o=要发送的数据
//返回:无
//-------------------------------------------------------------------------
void SCISend1(INT8U o) {
//判断ReStatusR的第SendTestBit位是否为1,是1可以发送
while(1)
if((ReSendStatusR & (1< ReSendDataR=o; break; } } //SCISendN:串行发送N个字节------------------------------------------------- //功能:发送数组中的N个字节数据 //参数:n=待发送的数据字节数,ch=存放待发送数据的数组首地址 //返回:无 //内部调用函数:SCISend1 //------------------------------------------------------------------------- void SCISendN (INT8U n,INT8U ch[]) { INT8U i; for(i=0;i SCISend1(ch[i]); } //SCIRe1:串行收一个字节数据------------------------------------------------ //功能:从串行口接收1个字节的数据 //参数:p=标志指针 //返回:接收到的数据(若接收失败，返回0xff) //说明:参数*p带回接收标志=0收到数据,=1未收到数据 //-------------------------------------------------------------------------* INT8U SCIRe1(INT8U *p) { INT16U k; INT8U i; //ReStatusR第ReTestBit位为1表示可接收数据 for(k=0;k<0xfbbb;k++) if((ReSendStatusR&(1< i=ReSendDataR; *p=0x00; break; } //接收失败 if(k>=0xfbbb) { i=0xFF; *p=0x01; } return i; //返回接收到的数据 } //SCIReN:HC08串行接收N个字节----------------------------------------------- //功能:接收N个字节数据,并存放在ch数组中 //参数:n=待接收的数据字节数,ch=存放待接收数据的数组首地址 //返回:接收标志=0收到数据,=1未收到数据 //内部调用函数:SCIRe1 //------------------------------------------------------------------------- INT8U SCIReN(INT8U n,INT8U ch[]) { INT8U m; INT8U fp; m=0; //接收n个数据 while(m ch[m]=SCIRe1(&fp); if(fp==1) return 1; //只要有1个字节数据没接收到就返回报错 m++; } return 0; } void interrupt SCI_isr(void) { INT8U i; INT8U SerialBuff[1]; DisableInterrupts; i=SCIReN(1,SerialBuff); if(i==0) SCISendN(1,SerialBuff); EnableInterrupts; } 1、数码管显示子程序（包括LED函数定义头文件LED.h和LED函数定义LED.c）入口参数：无 出口参数：无 调用函数：LEDInit 、LEDshow、LEDshow1 调试时间：2012-6-2 作者： （1）LED.h源程序 //[LED.h]LED驱动头文件----------------------------------------------------- //说明:本文件与具体的硬件连线方式和芯片型号有关 //------------------------------------------------------------------------- //LED驱动相关寄存器宏定义 #define LEDdata PORTB //LED数据口#define LEDdata_D DDRB //数据口相应方向寄存器 #define LEDcs PTH //LED位选口#define LEDcs_D DDRH //位选口相应方向寄存器 //外部函数声明 void LEDInit(void); //4连排LED初始化 void LEDShow(INT8U *Buf); //在4连排LED上显示4个十进制数 //内部函数声明 void LEDShow1(INT8U i, INT8U c); //在1个LED上显示数字 （2）LED.c源程序 //[LED.c]LED驱动----------------------------------------------------------- //本文件包含: // (1)LEDInit:4连排LED初始化 // (2)LEDShow:在4连排LED上显示4个十进制数 // (3)LEDShow1:在1个LED上显示数字//硬件连接: // (1)PTB 7-0 分别接LED的数据线h g f e d c b a // (2)PTH 7-4 分别接各LED的位选线(自右到左) //------------------------------------------------------------------------- #include #include #include //头文件 #include "LED.h" //该头文件包含LED 驱动相关寄存器宏定义 //LEDinit:4连排LED初始化--------------------------------------------------- //功能:定义LED控制引脚的数据口和位选口为输出 //参数:无 //返回:无 //------------------------------------------------------------------------- void LEDInit(void) { LEDdata_D = 0xFF; //数据口为输出 LEDcs_D |= 0xF0; //位选口为输出 } //LEDShow: 在4连排LED上显示4个十进制数------------------------------------- //功能:在4连排LED上显示以Buf为首地址的4个数据 //参数:Buf=待显示数据的首地址 //返回:无 //内部调用:LEDshow1 //------------------------------------------------------------------------- void LEDShow(INT8U *Buf) { INT8U i,c; INT16U j; for (i = 0;i <= 3;i++) { c = Buf[i]-'0'; LEDShow1(3-i,c); //延时 for (j = 0;j <= 100;j++); } } //LEDShow1:在1个LED上显示数字--------------------------------------------- //功能:在第i个LED上显示数字c(要查表转码) //参数: // (1)i:要显示的LED位号(从右到左0-3) // (2)c:要显示的数字(0-9) //返回:无 //------------------------------------------------------------------------- //显示码表 const INT8U Dtable[10] = // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66, 0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}; //片选表 const INT8U CStable[4] = // 0 1 2 3 {0x7F,0xBF,0xDF,0xEF}; void LEDShow1(INT8U i, INT8U c) { LEDcs = CStable[i]; if(i==2){ LEDdata=~(Dtable[c]|0x80); } else LEDdata = ~Dtable[c]; } 3、A/D转换模块子函数（包括A/D转换头函数ADC.h和A/D转换子函数ADC.c） 入口参数：无 出口参数：无 调用函数：ADCInit 、ADCcalue、ADCmid、ADCave 功能：A/D转换初始化、启动A/D转换、A/D转换结果输出 调试时间：2012-6-2 作者： （1）ADC.h源程序 //[ADC.h]AD转换------------------------------------------------------------- //AD转换寄存器及标志位定义 #define SCFBit 7 //转换完成标志位#define ATDCTL2 ATD0CTL2 #define ATDCTL3 ATD0CTL3 #define ATDCTL4 ATD0CTL4 #define ATDCTL5 ATD0CTL5 #define ATDSTA T0 ATD0STA T0 #define ATDDR0 ATD0DR0 //串行通信相关函数声明 void ADCInit(void); //A/D转换初始化 INT16U ADCvalue(INT8U channel); //1路10位A/D转换 INT16U ADCmid(INT8U channel); //1路10位A/D转换(中值滤波) INT16U ADCave(INT8U n,INT8U channel); //1路10位A/D转换(均值滤波) （2）ADC.c源程序 //[ADC.c]A/D转换----------------------------------------------------------- //本文件包含: // (1)ADCInit:A/D转换初始化 // (2)ADCvalue:获取1路A/D转换结果// (3)ADCmid:获取中值滤波后的A/D转换结果 // (4)ADCave:获取均值滤波后的A/D转换结果 //硬件连接: // PAD1 接模拟量输入端 //------------------------------------------------------------------------- #include #include #include //头文件 #include "ADC.h" //A/D转换头文件 //ADCInit:A/D转换初始化--------------------------------------------------- //功能:初始化AD转换 //参数:无 //返回:无 //------------------------------------------------------------------------- void ADCInit(void) { //ATDCTL2.ADPU = 1为打开转换电源开关 //ATDCTL2.AFFC = 1为A/D转换CCF 自动清0位 ATDCTL2 = 0xC0; //ATDCTL3.S1C = 1表示序列长度为1 //ATDCTL3.FIFO = 0为非FIFO模式 //ATDCTL3.FRZ0～FRZ1 = 11表示冻结模式进入BDM A TDCTL3 = 0x0B; //ATDCTL4.PRS4～PRS0 = 00111表示总线频率16分频 A TDCTL4 = 0x07; //ATDCTL4.SRES8 = 0表示10位转换精度 A TDCTL4 &= 0x7F; } //ADCvalue:1路10位A/D转换函数---------------------------------------------- //功能:获取通道channel的10位A/D转换结果 //参数:channel=通道号(0~15) //返回:该通道的A/D转换结果(0~1023) //------------------------------------------------------------------------- INT16U ADCvalue(INT8U channel) { INT16U temp; //暂存A/D转换的结果 //ATDCTL5.DJM = 0,结果寄存器数据采用左调整 //ATDCTL5.SCAN = 1,连续转换序列 //https://www.wendangku.net/doc/553889517.html,～CA = channel,启动通道转换 ATDCTL5 = (0x20 | channel); //取A/D转换结果 while (1) //判断ATDSTAT0的第7位是否为1 if ((ATDSTAT0&(1<< SCFBit)) != 0) { temp = A TDDR0; //从A/D数据寄存器0中读10位数据 temp = (temp >> 6); //对数据调整，使低十位有效 break; } return temp; } //ADCmid:1路A/D转换函数(中值滤波)------------------------------------------ //功能:获取通道channel中值滤波后的A/D转换结果 //参数:channel=通道号(0~15) //返回:该通道中值滤波后的A/D转换结果(0~1023) //内部调用函数:ADCvalue //------------------------------------------------------------------------- INT16U ADCmid(INT8U channel) { INT16U i,j,k,tmp; //1.取三次A/D转换结果 i = ADCvalue(channel); j = ADCvalue(channel); k = ADCvalue(channel); //2.从三次A/D转换结果中取中值 if (i > j) { tmp = i; i = j; j = tmp; } if (k >= j) { tmp = j; } else { if (k >= i) tmp = k; else tmp = i; } return tmp; } //ATDave:1路A/D转换函数(均值滤波)------------------------------------------ //功能:对通道channel的A/D转换结果求n次平均值 //参数:n=均值滤波次数(0~255),channel=通道号(0~15) //返回:该通道均值滤波后的A/D转换结果 //内部调用函数:ADCmid 药理实验报告 一、实验目的 1. 研究不同剂量的戊巴比妥对小白鼠作用的效果的不同。 2. 研究不同的给药途径的对小白鼠作用效果的不同。 二、实验原理 1. 药物剂量的大小决定血药浓度的高低，血药浓度又决定药理效应，因此药物剂量决定药理用强弱。 2. 给药途径不同，吸收速度有差别，药物反应的潜伏期和程度亦有差别，一般是腹腔大于皮下大于灌胃的药效。 实验一剂量对药物作用的影响 三、实验材料 Mice 18-22g，2只/组鼠称、苦味酸、1mL注射器、生理盐水、戊巴比妥 0.2%、0.4%、0.8%戊巴比妥钠溶液四、实验步骤 1、每组取性别相同，体重相近的小鼠2只，承重、编号； 2、分别i.p0.2%、0.4%、0.8%戊巴比妥钠溶液0.1mL/10g； 3、给药后仔细观察小鼠活动情况，并记录在表1； 4、实验结束后，对全班实验结果进行统计分析，得出结论并分析实验结果。五、实验结果及分析 2、表2 剂量对药物作用的影响 p 以上实验结果说明，不同剂量的戊巴比妥对小白鼠作用的效果不同。 3、本组实验结果与全班实验结果对比——潜伏期 六、思考 1、了解药物剂量与作用的关系及其临床意义。 答：剂量－效应关系药理效应与剂量在一定范围内成比例关系。由于药理效应与血药浓度的关系较为密切，所以在药理学研究中常用浓度－效应关系。 在剂量－效应关系中，纵坐标：表示效应的强弱；横坐标：表示药物浓度对称曲线。量效曲线说明量效关系存在以下四个规律： 1、药物必须达到一定的剂量才能产生效应。 2、在一定范围内剂量增加，效应增加。 3、效应的增加不是无限的。 4、量效曲线的对称点在50%处，对剂量的变化反应最为灵敏。 量反应是指药理效应强弱是连续增减的量变。例如：血压的升降，平滑肌的舒缩等，用具体数量或最大反应的百分率表示。 质反应是指药理效应只能用全或无，阳性或阴性表示。例如：死亡与生存、抽搐与不抽搐等，必需用多个动物或多个实验标本以阳性率表示。从量效曲线可以看到下列几个特定的位点： 最小有效浓度即刚能引起效应的阈浓度 半数有效量是能引起50%阳性反应或50%最大效应的浓度 如：ED50：半数有效剂量 EC50：半数有效浓度 TC50：半数中毒浓度 TD50：半数中毒剂量 LC50：半数致死浓度 LD50：半数致死剂量 最大效能继续增加浓度或剂量而效应量不再继续上升，即药物产 速度知觉 实验报告 指导老师： 班级： 姓名：学号：时间： 一、引言 速度知觉反应了每个人对速度感觉的差异，速度知觉也是各项劳动实践中和各项体育运 动中不可缺少的技术指标。驾驶员超车要估计前面车子的速度，要估计对面来车的速度，要 估计前面横越车子、行人的速度足球运动员在赛场上要对足球滚动的速度，其他运动员跑动 速度要做出敏捷快速的判断，所以准确掌握速度判断能力是很有用的。本实验是用平均误差 法来分析实验数据，从而得出不同状态下，被试者的速度知觉是否有不同。 平均差误法（method of average error）又称调整法，再造法，均等法，是最古老且 最基本的传统心理物理法之一。它最适用于测量绝对阈限和等值，也可用于测量差别阈限。 平均差误法的比较（变异）刺激大都是由被试操作或调整而产生的连续量的变化。接近 阈限时，被试可反复调整，直到其满意为止。被试调整到在感觉上相等的两个刺激值，其物 理强度之差的绝对值的平均数就是所求的阈限值。由于被试参与操作，也容易产生动作误差。 例如，从小于标准刺激调整到与标准刺激相等，和从大于标准刺激调整到与标准刺激相等， 其结果就可能不同。其计算公式如下： ae=∑∣x-s∣/n 式中，｜x－s｜：每次测得的绝对误差 x：被试估计时间 s：标准时间 n：实验次数 用这个方法测得的阈限值比用其它两种方法测得的要小一些，因为其差别阈限处于上下 限之间的主观相等地带之内，而绝对阈限则50%次感觉到的强度之下。由于平均差误法获得 数据的标准和计算的方法与其他方法不同，它所测得的结果可以说只是一个阈限的近似值。 因此，用此法测得的阈限不能直接与用其他方法测得的阈限进行比较。 二、实验目的 运用平均误差法分析得出在不同状态下人的速度知觉。 三、实验方法 3.1 被试 1名被试，年龄21岁左右。 3.2 仪器 名称：ep509速度知觉测试仪器 组成：仪器的正面是由知觉箱、被试反应键和活动挡板组成。 仪器的背面是由控制操作面板、反应键插座和电源插座组成。控制操作面板上有许多开 关和按钮：计时器、位置选择开关（远和近）、速度选择开关（快和慢）、启动按钮、复位按 钮、电源开关和实验/演示切换开关。 3.3 操作 1.将电源线连接到220v交流电上。 2.将反映键的插头接到知觉箱的插座上。 3.打开电 源。 4.速度选择开关有快、慢两档供主试选择（慢：4s 5.位置选择开关有近远两档，挡板与开关选择同步移动，供主试选择。 6.主试按启动按 钮，灯光自右向左移动。 7.被试按下反应键后，计时器显示结果。 8、主试按复位键为下次 操作做准备。 3.4 测试方法 1.演示 2.被试坐在仪器正前方，眼睛平视右面的光点，注意前面光电的变化。 3.主试按下仪器 操作面左下方按键，使仪器工作在演示状态下。 数据库系统概论实验报告 一、实验题目 小型CMS博客系统的设计与实现 二、实验要求 利用学习的数据库设计的方法和步骤，为选择的应用设计数据库、必要的索引、视图、编写应用程序。 三、总的设计思想，及环境语言、工具等 1、建立系统的目的，系统总体概况的介绍 进行博客系统开发的主要目的是为了提高自己的实践能力、学会自主开发独立程序，学会将所学知识应用于实践中，并在实践中不断学习。在大学里本人所学的知识大多数是从课本上得到的，而这次是要通过动手来实践，实习对本人来说是一次很好的锻炼。 本人所要实现的是一个小型CMS博客系统，用户在注册后可以实现在后台操作数据库更改网站标题、版本号、管理博客、管理日志分类等，在前台可以查看已公开的博客等。本次课程设计初步目标是实现博客的基本功能，在这个基础上对功能进行扩充。 2、选用的语言 利用WINDOWS XP结合DREAMWEAVER和access搭建ASP的环境平台，语言采用强大的vbscript。采用了IIS5.1。 3、需求分析的方法和结果 通过对现行博客系统的基本功能进行调查，明确了CMS博客系统由查看博客、发表博客、回复博客、管理员通过后台管理登录管理日志分类、修改删除博客、发表新文章、设置主页信息等等。用户对系统的描述如下。 a)用户基本功能 1）匿名用户可以查看用户公开的博客，并且可以通过注册申请成为正式用户。 b)管理员基本功能 1）发表新文章。 2）管理文章、如添加删除等。 3）管理分类，如添加、删除、重命名。 4）设置主页上显示的博客条数或者版本号。 数据流图 数据库逻辑模型 将图书馆管理系统的E-R图转换为关系数据库的数据模型，其关系模式为： 博客用户（用户，密码，邮箱），其中用户为主码； 版本信息（版本ID，URL，主页底部信息，副标题），其中版本ID为主码； 日志分类信息（编号，分类名称，基本表述（在鼠标放到分类上后显示的小标签）） 将CMS系统的数据库名定为“SimpleCMS” 数据库模式的规范化 各表的函数依赖集： F博客用户={用户→密码}； F类别={分类ID→名称，分类ID→基本描述}； F版本信息={编号→网站名，编号→网址，编号→底部信息，编号→副标题信息}； 上述关系模式中不存在对非码依赖的表达式，所有的非主属性对码完全并直接依赖，由此证明，博客数据库中各表均服从BCNF,其规范化程度较高，数据库设计合理。 4、E-R图 重庆交通大学信息科学与工程学院 综合性设计性实验报告 专业：通信工程专业11级 学号：0204 姓名：何国焕 实验所属课程：宽带无线接入技术 实验室(中心)：软件与通信实验中心 指导教师：吴仕勋 一、题目 OFDM系统的CFO估计技术 二、仿真要求 要求一：OFDM系统的数据传输 ①传输的数据随机产生； ②调制方式采用16QAM； 要求二：要求对BER的性能仿真 设计仿真方案，比较两个CFO的性能（基于CP与基于训练符号Moose），并画出不同SNR下的两种估计技术的均方差（MSE）性能。 三、仿真方案详细设计 1、首先OFDM技术的基本思想和现状了解。认真学习OFDM技术的基本原理，包括OFDM系统的FFT实现、OFDM系统模型、OFDM信号的调制与解调、OFDM信号的正交性原理，根据PPT及网上查阅资料加以学习。其次，了 解OFDM的系统性能，包括OFDM系统的同步技术及训练序列等。 2、同步技术：接收机正常工作以前，OFDM系统至少要完成两类同步任务： ①时域同步，要求OFDM系统确定符号边界，并且提取出最佳的采样时钟，从而减小载波干扰(ICI)和码间干扰(ISI)造成的影响。 ②频域同步，要求系统估计和校正接收信号的载波偏移。在OFDM系统中，N个符号的并行传输会使符号的延续时间更长，因此它对时间的偏差不敏感。对于无线通信来说，无线信道存在时变性，在传输中存在的频率偏移会使OFDM 系统子载波之间的正交性遭到破坏。 3、载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。OFDM系统的输出信号是多个相互覆盖的子信道的叠加，它们之间的正交性有严格的要求。无线信道时变性的一种具体体现就是多普勒频移引起的CFO，从频域上看，信号失真会随发送信道的多普勒扩展的增加而加剧。因此对于要求子载波严格同步的OFDM 系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更加严重，如果不采取措施对这种信道间干扰（ICI）加以克服，系统的性能很难得到改善。 OFDM系统发射端的基本原理图OFDM信号频谱 4、训练序列和导频及信道估计技术 接收端使用差分检测时不需要信道估计，但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考，差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量，但却损失了信噪 速度知觉实验报告 篇一：速度知觉实验报告- 速度知觉实验报告 研部：贾月娥 实验目的：学习速度知觉的测量方法，测定速度知觉的准确性。 1.引言 1.1 简介： 速度知觉是运动知觉的一种，与时间知觉也有一定关系。能否正确估计物体的运动速度，在人的实践活动中有重要意义。速度知觉的准确性可以作为职业测评的一个指标。 本实验以亮点实际运动到某处所用时间与被试估计时间之差来评定速度知觉准确性。2.实验对象与方法 1.2 方法与程序：本实验有两种运动速度（40点/秒和100点/秒），三种运动类型（水平、垂直和平面运动）。为克服方向带来的误差，每种运动类型又有两种相反方向（左右、上下和里外），这样就组合成12种任务，每种任务测两次，共24次。各类测定随机呈现。老师指导被试阅读指示语，说明反应方法（认为时间到了即按反应键），然后开始测定。每次测定之后都有反馈，被试可以对照调整自己以后的估计。时间估计精确到毫秒级。 1.3 结果与讨论：结果分数中列出了平均估计误差（相 对误差），由所有24次估计的误差的绝对值平均而来，代表被试的平均估计准确性，越小表示估计越准确。并列出了各种运动方向和速度下的平均估计误差。 详细结果分六列：第一列为运动速度；第二列为运动方向；第三列为实际运动时间；第四列为估计运动时间；第五列为估计绝对误差（正表示估计太迟，误差为负表示估计太早），三四五列均以毫秒为单位；第六列为估计相对误差，即：（估计时间－实际时间）/实际时间。 请统计检验运动速度、运动类型以及练习对速度知觉准确性的影响。 2.研究方法 2.1被试 XX级沈阳体育学院研究生部运动训练7班学生、女、23岁,。 2.2器材 计算机及PsyTech心理实验系统，选择速度知觉实验用按键器进行操作。 2.3步骤 1)被试进入实验室选择一台电脑坐下，打开实验操作系统，选择实验； 2)在组长的指导下打开速度知觉实验，认真阅读实验指导语，并点击开始进行实验； 华北电力大学 实验报告 | | 实验名称数据库实验 课程名称数据库 | | 专业班级：学生姓名： 学号：成绩： 指导教师：实验日期：2015/7/9 《数据库原理课程设计》课程设计 任务书 一、目的与要求 1.本实验是为计算机各专业的学生在学习数据库原理后，为培养更好的解决问题和实际动手能力 而设置的实践环节。通过这个环节，使学生具备应用数据库原理对数据库系统进行设计的能力。 为后继课程和毕业设计打下良好基础。 2.通过该实验，培养学生在建立数据库系统过程中使用关系数据理论的能力。 3.通过对一个数据库系统的设计，培养学生对数据库需求分析、数据库方案设计、系统编码、界 面设计和软件调试等各方面的能力。是一门考查学生数据库原理、面向对象设计方法、软件工程和信息系统分析与设计等课程的综合实验。 二、主要内容 针对一个具有实际应用场景的中小型系统（见题目附录）进行数据库设计，重点分析系统涉及的实体、实体之间的联系，实现增加、删除、更新、查询数据记录等基本操作。大致分为如下步骤： 1. 理解系统的数据库需求，分析实体及实体间联系，画出E-R图： 1）分析确定实体的属性和码，完成对该实体的实体完整性、用户自定义完整性的定义。 2）设计实体之间的联系，包括联系类型和联系的属性。最后画出完整的E-R图。 2．根据设计好的E-R图及关系数据库理论知识设计数据库模式： 1）把E-R图转换为逻辑模式； 2）规范化设计。使用关系范式理论证明所设计的关系至少属于3NF并写出证明过程；如果不属于3NF则进行模式分解，直到该关系满足3NF为止，要求写出分解过程。 3）设计关系模式间的参照完整性，要求实现级联删除和级联更新。 4）用SQL语言完成数据库内模式的设计。 3．数据库权限的设计： 1）根据系统分析，完成授权操作； 2）了解学习收回权限的操作。 4．完成用户界面的设计，对重要数据进行加密。 大学物理设计性实验报告 实验项目名称：万用表设计与组装实验仪 姓名：李双阳学号：131409138 专业：数学与应用数学班级：1314091 指导教师：＿王朝勇王新练 上课时间：2010 年12 月 6 日 一、实验设计方案 实验名称：万能表的设计与组装试验仪 实验时间：2010年12月6日 小组合作： 是 小组成员：孙超群 1. 实验目的：掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。 2. 掌握数字万用表的校准和使用。 3. 掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接；学会设计制作、使用多量程数字万用表 2、实验地点及仪器、设备和材料： 万用表设计与组装实验仪、标准数字万用表。 3、实验思路（实验原理、数据处理方法及实验步骤等）： 1． 直流电压测量电路 在数字电压表头前面加一级分压电路（分压电阻），可以扩展直流电压测量的量程。 数字万用表的直流电压档分压电路如图一所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到准确的分压效果。 例如：其中200 V 档的分压比为： 001.010*********==+++++M K R R R R R R R 其余各档的分压比分别为： 档位 200mV 2V 20V 200V 2000V 分压比 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 图一 实用分压器电路 实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的，如先确定 M R R R R R R 1054321=++++=总 再计算200V 档的电阻：K R R R 10001.021==+总，依次可计算出3R 、4R 、5R 等各档的分压电阻值。换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位调整小数点的位置，使用者可方便地直读出测量结果。 尽管上述最高量程档的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V 或750V 。 速度知觉实验报告 研部：贾月娥 实验目的：学习速度知觉的测量方法，测定速度知觉的准确性。 1.引言 1.1 简介： 速度知觉是运动知觉的一种，与时间知觉也有一定关系。能否正确估计物体的运动速度，在人的实践活动中有重要意义。速度知觉的准确性可以作为职业测评的一个指标。 本实验以亮点实际运动到某处所用时间与被试估计时间之差来评定速度知觉准确性。2.实验对象与方法 1.2 方法与程序：本实验有两种运动速度（40点/秒和100点/秒），三种运动类型（水平、垂直和平面运动）。为克服方向带来的误差，每种运动类型又有两种相反方向（左右、上下和里外），这样就组合成12种任务，每种任务测两次，共24次。各类测定随机呈现。 老师指导被试阅读指示语，说明反应方法（认为时间到了即按反应键），然后开始测定。每次测定之后都有反馈，被试可以对照调整自己以后的估计。时间估计精确到毫秒级。 1.3 结果与讨论：结果分数中列出了平均估计误差（相对误差），由所有24次估计的误差的绝对值平均而来，代表被试的平均估计准确性，越小表示估计越准确。并列出了各种运动方向和速度下的平均估计误差。 详细结果分六列：第一列为运动速度；第二列为运动方向；第三列为实际运动时间；第四列为估计运动时间；第五列为估计绝对误差（正表示估计太迟，误差为负表示估计太早），三四五列均以毫秒为单位；第六列为估计相对误差，即：（估计时间－实际时间）/实际时间。 请统计检验运动速度、运动类型以及练习对速度知觉准确性的影响。 2.研究方法 2.1被试 2015级沈阳体育学院研究生部运动训练7班学生、女、23岁,。 2.2器材 计算机及PsyTech心理实验系统，选择速度知觉实验用按键器进行操作。 2.3步骤 1)被试进入实验室选择一台电脑坐下，打开实验操作系统，选择实验； 2)在组长的指导下打开速度知觉实验，认真阅读实验指导语，并点击开始进行实验； 3)屏幕上将出现运动的小点，被试用按键器对运动的小点进行速度估计。 2.4 数据处理 系统软件对数据进行处理分析。对这组数据进行一系列描述性分析、假设检验、方差分析以及相关分析，得出个人结果、小组结果、总体结果及小组结果与总体结果的差异。 2.4 变量情况 计算机与信息工程学院设计性实验报告 一、 实验目的 1．掌握线性时不变系统的两种描述形式—传递函数描述法、零极点增益描述法。 2．掌握两种描述形式之间的转换。 3．掌握连续和离散系统频率响应的求解 二、 实验仪器或设备 装MATLAB 软件的计算机一台。 三、 实验内容 1. 生成20个点的单位脉冲信号、单位阶跃信号，并记录下函数命令和波形。 2. 生成占空比为30％的矩形波。 3. 将连续系统 4)(s )21)(s (s 3) 1)(s -(s 0.5H(s)++++=转化为传递函数模型的描述形式。 4. 将离散系统 4-3-2-1--2 -10.5z 0.9z -1.3z 1.6z -12z 5z 3H(z)++++=转化为传递函数和零极点增益模型的的描述形式。 四、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1. 生成20个点的单位脉冲信号、单位阶跃信号，并记录下函数命令和波 形。 程序： clear,clc,close %清除变量空间变量，清除命令窗口命令,关闭图形窗口 t=-10:9; %取20个点 ft1=(t==0); %单位脉冲信号函数 ft2=(t>=0); %单位阶跃信号函数 subplot(1,2,1),stem(t,ft1,'m-o') %图像窗口1行2列的第1个子图绘制单位脉冲信号图形 title('20个点的单位脉冲信号'); %设置标题为“20个点的单位脉冲信号” subplot(1,2,2),stem(t,ft2) %图像窗口1行2列的第2个子图绘制单位阶跃信号图形 title('20个点的单位阶跃信号'); %设置标题为“20个点的单位阶跃信号” 2. 生成占空比为30％的矩形波。 程序： clear,clc,close %清除变量空间变量，清除命令窗口命令 x=0:0.001:0.6; %设置变量x的值范围 y=square(2*pi*10*x,30); %用square函数得到占空比为30％的矩形波 plot(x,y,'m'); %绘制矩形波的图像 药理学 实 验 指 导 邵阳医专药理学教研室 前言 药理学既是理论科学，又是实践科学。药理学实验课是药理学教学的一个重要组成部分。它的目的一方面是验证理论，巩固并加强对理论知识的理解；另一方面是学习和掌握药效学与药代动力学实验的基本操作方法和技能，培养学生对科学工作严肃的态度，严密的方法、严格的要求及科学的思维方式，学习实验设计及实验数据统计处理的有关知识，初步具备客观地对药理学实验现象进行观察、比较分析、综合和解决实际问题的能力。从而更深入、准确地理解和掌握药理学基本知识，指导临床合理用药；并为研究开发新药、发现药物新用途，为其他生命科学的研究探索奠定初步基础。 一、药理实验注意事项 实验前①仔细阅读实验指导，了解实验的目的、要求、方法和操作步骤，领会其设计原理；②结合实验内容，复习有关药理学和生理学、生化学等方面的理论知识，达到充分理解；③估计实验中可能出现的情况和发生的问题。 实验时①严格按照实验指导上的步骤进行操作，准确计算给药量，防止出现差错造成实验失败；②认真、细致地观察实验过程中出现的现象，随时记录药物反应的出现时间、表现以及最后结果，联系理论内容进行思考；③实验过程中要注意节约药品及实验材料，避免造成浪费。 实验后①认真整理实验结果，经过分析思考，写出报告，按时交给指导教师；②整理实验器材，洗净擦干，妥为安放。将实验后的动物按要求放到指定地点，课后认真做好实验室的清洁卫生工作。 二、实验报告的书写： 每次实验后应写好实验报告，交给实验教师批阅。实验报告要求结构完整、条理分明、文字简练、书写工整，措辞应注意科学性和逻辑性。 实验报告一搬包括下列几项内容： ①实验题目与日期 ②实验目的实验的意义所在，要做什么，用什么方法，达到什么目的 ③实验材料包括动物、实验药品、主要使用仪器、也包括手术器材、玻璃器材等的数量，及实验条件。 ④实验方法步骤要清晰、使别人能看懂、能重复。如果实验方法临时有变更，或者由于操作技术方面的原因影响观察结果时，应做简要说明。 ⑤实验结果可用文字，也可表格或图示多种方法表示，是实验报告中重要的部分，需保证其绝对的真实性。应随时将实验中观察到的现象在记录本上记录，实验告一段落后立即进行整理。不可单凭记忆或将原始记录搁置很久之后再做整理，这样易致实验结果遗漏或错误。实验报告上一般只列经过归纳、整理的结果。但原始记录应保存备查。 ⑥分析讨论应针对实验中所观察到的现象与结果，联系课堂讲授的理论知识，进行分析和讨论。要根据实验内容详细讨论实验结果说明了什么，是否达到实验目的要求和观察到设计的现象；各项指标说明了哪些问题；实验成功或失败的原因，应吸取的经验教训。 速度知觉实验报告 （浙江大学心理与行为科学系，311010 ） 摘要：速度知觉是运动知觉的一种，是能否正确估计物体的运动速度的能力。实验中通过让被试对碰撞时间进行估计，通过测量估计误差从而测量被试速度知觉准确性。碰撞时 间( TTC, Time to collision 或Time to Contact)是指运动物体到达某一特定点所需要的 时间。对TTC的估计与速度，运动方向，视觉变量等多种因素有关，本实验旨在利用 遮挡法，通过对被试估计误差的测量，研究物体运动的速度和方向类型对速度知觉的影 响，结果发现物体运动速度和方向类型对时间的估计都有着显著的影响。同时对速度知 觉以及实验本身设计改善进行了讨论。 关键词：速度知觉碰撞时间（TTC）运动速度运动方向类型 1 引言 知觉在认知心理学中被看作是感觉信息的组织和解释,也即获得连续阶段的信息加工过程,它依赖于过去的知识和经验。速度知觉是运动知觉的一种，是能否正确估计物体的运动速度的能力。实验中通过让被试对碰撞时间进行估计，通过测量对碰撞时间的估计误差来测量被试速度知觉准确性。 碰撞时间( TTC, Time to collision 或Time to Contact)是指运动物体到达某一特定点所需要的时间。例如司机估计从当前位置运动到障碍物的碰撞时间，从而在合适的时间进行刹车作业，避免碰撞的产生。 对TTC的估计要考虑到运动物体当时的速度、距离以及运行轨迹。人对TTC的估计因素大致分为以下几类：（一）视觉变量（相对扩张率倒数τ）：Lee 在1976年提出, 对运动物体的TTC知觉是由视觉变量决定的, 即: 物体光学影像相对扩张率( relative rate of optical expansion) 的倒数τ决定了人们对其TTC 的判断。1983年Mclead 和Ross 与驾驶相关的TTC 实验研究结果也支持了直接知觉法, 表明TTC直接由光阵(optic array) 决定。尽管很多此类实验支持了τ在完成TTC任务中的作用, 越来越多的研究结果表明TTC 判断还受限制于场景、阈限因素和认知操作, 而且是以多种信息源为基础的。在物体的辐射运动( radial motion) 中, τ变量是主要的时间线索。 （二）物理信息（运动速度，距离等）: 在物体的横向运动(transverse motion)中, 由于物体视觉影像扩张率不变, 视觉变化近似于线性, 观察者使用不同的信息源进行TTC判断。物体进行横向运动时, 不存在视觉扩张信息, 仅存在视觉边界的收缩信息。因此, 影响其TTC估计的因素除了视觉信息之外, 还有物理信息。刘瑞光和黄希庭(1999) 在研究中使用正方形图形作为运动对象, 采用遮挡范式, 考察了物体大小、运动速度、运动距离和加速度等因素对TTC 估计的影响。结果表明, TTC 知觉线索是视觉信息和物理信息( 速度、距离) 的统合。而郭秀艳等(2000) 使用知觉测试仪在遮挡范式下考察了运动速度和距离对碰撞时间估计的影响, 也发现速度的提高会导致TTC估计的准确性提高。 （三）概念信息（运动物体的概念特征）：Kiefer等（2006）以及黄端等（2008）使用不同类别的交通工具（汽车和三轮车）的图片为运动物体, 针对职业驾驶员被试开展了遮挡范式下的TTC估计实验，发现驾驶员对不同概念物体的TTC 估计存在显著差异——对两种不同交通工具( 小轿车和三轮车) 图片的TTC估计存在显著差异，即便是当这两个物体具有相同视觉边界收缩信息和运动速度时, TTC 估计的差异仍然存在——表明除了视觉信息和物理信息以外, 概念信息也对驾驶员的TTC 知觉产生了一定影响。 药理学设计性实验 实验一、石菖蒲的镇静作用 【目的】 1应用小动物自主活动学习镇静药物的实验方法。 2、应用小动物自主活动仪，研究地西泮、石菖蒲对小鼠自发活动的影响。 【原理】小动物自主活动仪的原理：在活动箱内，将一束或几束光线照射到对侧光电感应器上，动物在箱内每活动一次，感应电流发生改变，经过放大装置，使电脉冲驱使继电器启动, 通过记录器记录动物活动次数。 地西泮是镇静催眠的代表药。石菖蒲具有宁心安神作用，其挥发油对中枢有广泛的抑制作用。本实验以小鼠自发活动次数为指标，观察药物的镇静作用。 【动物】小鼠6只，实验前禁食12h o 【药品】0.05%地西泮溶液，石菖蒲水煎液，生理盐水 【主要器材】动物自主活动仪1台，电子称1台，1ml注射器2支，烧杯2杯。 【方法】将6只动物随机分为甲乙丙组，甲组灌胃生理盐水，乙组灌胃石菖蒲水煎液(连续 两天)，丙组灌胃地西泮1次，0.2ml/10。给药后1小时各组动物放入小动物自主仪，先适应2分钟，再记录5分钟内小鼠自主活动次数。 【结果】地西泮、石菖蒲对小鼠自主活动的影响。(结果见表1) 表1地西泮、石菖蒲对小鼠自主活动的影响 参考文献： [1] 胡锦官，顾健，王志旺?石菖蒲及其有效成分对神经系统作用的药理研究[J].中药药药理 与临床.1999.15 (30: 19 [2] 刘新民.石菖蒲的研究现状J].中医药研究.1992. (4): 57 [3] 吴启端，吴清和，石菖蒲的药理学研究进展[J].2006,17 (6) :477-480 实验二、石菖蒲对记忆障碍小鼠模型的改善作用 【目的】 1、学习小鼠跳台原理和操作，正确运用跳台实验仪器对小鼠进行学习记忆能力行为学测试。 2、观察石菖蒲对小鼠记忆获得障碍的疗效作用。 【原理】鼠跳台实验装置由DT-200小鼠跳台测试箱和DT-200小鼠跳台测试仪组成。测试箱由6个小房间构成，一次可同时试验6只动物，每个小房间有一橡皮台，箱底是可通电的 铜栅，在训练期通电小鼠跳下平台在箱底不断被电击，这个过程中小鼠获得记忆，24 h后测 试时观察小鼠第一次跳下平台的时间和 5 min内跳下平台的次数，比较各组老鼠记忆保持的 能力。 戊巴比妥钠能造成小鼠学习记忆障碍。石菖蒲具有开窍醒神，宁心安神的作用，能够促进学习记忆。本实验以小鼠跳下潜伏期及5min内错误次数作为指标，观察药物对小鼠学习 速度知觉实验报告 指导老师： 班级： 姓名： 学号： 时间： 一、引言 速度知觉反应了每个人对速度感觉的差异，速度知觉也是各项劳动实践中和各项体育运动中不可缺少的技术指标。驾驶员超车要估计前面车子的速度，要估计对面来车的速度，要估计前面横越车子、行人的速度足球运动员在赛场上要对足球滚动的速度，其他运动员跑动速度要做出敏捷快速的判断，所以准确掌握速度判断能力是很有用的。本实验是用平均误差法来分析实验数据，从而得出不同状态下，被试者的速度知觉是否有不同。 平均差误法（method of average error）又称调整法，再造法，均等法，是最古老且最基本的传统心理物理法之一。它最适用于测量绝对阈限和等值，也可用于测量差别阈限。 平均差误法的比较（变异）刺激大都是由被试操作或调整而产生的连续量的变化。接近阈限时，被试可反复调整，直到其满意为止。被试调整到在感觉上相等的两个刺激值，其物理强度之差的绝对值的平均数就是所求的阈限值。由于被试参与操作，也容易产生动作误差。例如，从小于标准刺激调整到与标准刺激相等，和从大于标准刺激调整到与标准刺激相等，其结果就可能不同。 其计算公式如下： AE=∑∣X-S∣/N 式中，｜x－s｜：每次测得的绝对误差 X：被试估计时间 S：标准时间 N：实验次数 用这个方法测得的阈限值比用其它两种方法测得的要小一些，因为其差别阈限处于上下限之间的主观相等地带之内，而绝对阈限则50%次感觉到的强度之下。由于平均差误法获得数据的标准和计算的方法与其他方法不同，它所测得的结果可以说只是一个阈限的近似值。因此，用此法测得的阈限不能直接与用其他方法测得的阈限进行比较。 二、实验目的 运用平均误差法分析得出在不同状态下人的速度知觉。 三、实验方法 3.1 被试 1名被试，年龄21岁左右。 3.2 仪器 名称：EP509速度知觉测试仪器 长春大学计算机学院科学与技术专业 数据库原理实验报告 实验名称：实验一数据库模式设计及建立 班级：姓名：学号： 实验地点：日期： 一、实验目的： 1．了解SQL SERVER 2005/2008系统或KingBase ES V7.0的使用； 2．基本掌握SQL的数据定义。 二、实验内容、要求和环境： 【实验要求】 注：将完成的实验报告重命名为：班级+学号+姓名+（实验一），（如：041540538张三（实验一）），提交到SPOC学堂。 1.实验课要携带教材、学习辅导、老师下发的实验报告文档等。 2.课前要对实验内容和步骤部分进行预习。 3.将本次实验所建的数据库做好备份，以备以后实验使用。 【实验环境】 1.SQL SERVER 2005/20085； 1.KingBase ES V7.0 ，人大金仓。 【实验内容和步骤】 1．熟悉SQL SERVER 2005/2008系统。 (1)启动“SQL Server Managemet Studio”，新建数据库和关系（表） ①鼠标单击“开始/所有程序/Microsoft SQL server 2008/SQL Server Managemet Studio”启动“SQL Server Managemet Studio”，SQL Server Managemet Studio（SSMS）是一个集成环境，用于访问、配置、控制、管理和开发SQL Server 的所有组件，SSMS将大量图形工具与丰富的脚本编辑器相结合，使各种技术水平的开发人员和管理员都可以访问SQL Server； ②在“SQL Server Managemet Studio”中左窗口“对象资源管理器”中，单击“SQLEXPRESS”的左侧“+”，弹出下拉菜单； ③在上一步的下拉菜单中，鼠标右键单击“数据库”，在弹出的菜单中选择“新建数据库”，在弹出的对话框中，输入数据库名，同时可以进行存储位置的设置； ④在数据库文件夹下，出现新建的数据库文件夹； ⑤点击所建数据库文件名左侧的“+”，弹出下拉菜单； ⑥在上一步弹出的下拉菜单中，鼠标右键单击“表”，弹出下拉菜单，单击“新建表”即可在此数据库文件夹中建立关系（表）了。 (2)在“对象资源管理器”的上方有一个“新建查询”图标，单击“新建查询”，可使用SQL 语言进行对关系的操作 ①单击“新建查询”后，在“对象资源管理器”窗口上部出现一个工具栏，右侧弹出一个窗 心理实验报告 实验课程：实验心理学实验名称：速度知觉实验日期：12年10月10日 指导老师：刘洋学生姓名：陈润琪班级：心理11-3 学号：110724311 1、摘要： 本实验以亮点实际运动到某处所用时间与被试估计时间之差来评定速度知觉准确性。此次被试为北京林业大学应用心理学系11级72名学生，有效数据59个，其中男性16名、女性43名。实验发现，男女在水平—慢上的误差上有显著差异，不同的运动类型对速度知觉有显著的影响，平面运动类型与水平及垂直三种运动类型对速度知觉有显著的影响。时间知觉与速度知觉相关性不大。男女在上有明显差异。 2、关键词： 速度知觉速度估计方差分析 3、前言： 速度知觉是运动知觉的一种，与时间知觉也有一定关系。能否正确估计物体的运动速度，在人的实践活动中有重要意义。速度知觉的准确性可以作为职业测评的一个指标。 速度知觉：人对运动速度的感知就是速度知觉。速度知觉是运动知觉的一种，与时间知觉也有一定关系。 运动知觉：运动知觉是人对物体在空间位移和移动速度的知觉。 4、方法： 4.1研究对象 北京林业大学心理系11级学生，学生人数72，有效数据人数59，其中男生数据16个、女生数据43个。 4.2具体方法 4.2.1自变量、因变量、控制变量 自变量：运动速度、运动类型、 因变量：各种误差值 控制变量：性别 4.2.2步骤 1、主试指导被试阅读指示语，说明反应方法（认为时间到了即按反应键） 2、被试开始测定。每次测定之后都有反馈，被试可以对照调整自己以后的估计。时间估计精确到毫秒级。 3、进行24次测试后，实验结束。 4.2.3试验材料 在psysley系统进行。本实验有两种运动速度（40点/秒和100点/秒），三种运动类型（水平、垂直和平面运动）。为克服方向带来的误差，每种运动类型又有两种相反方向（左右、上下和里外），这样就组合成12种任务，每种任务测两次，共24次。各类测定随机呈现。准备时间(毫秒)=1000 间隔时间(毫秒)=1000 5、结果： 5.1个人数据 5.1.1结果分数 测验耗时：245秒 设计性实验报告 实验名称：苯妥英钠的制备与分析 姓名：闫洁 班级： 学号：39 日期：2015.11.2 设计性实验报告 一、实验目的 1．学习安息香缩合反应的原理和应用维生素B1及氰化钠为催化剂进行反应的实验方法。 2．学习有害气体的排出方法。 3.学习二苯羟乙酸重排反应机理。 4.掌握用硝酸氧化的实验方法。 二、实验方案一 1、实验原理 1.安息香缩合反应（安息香的制备） 2.氧化反应（二苯乙二酮的制备） 3.二苯羟乙酸重排及缩合反应（苯妥英的制备） 4.成盐反应（苯妥英钠的制备） 2、实验仪器与药品 仪器：烧杯（500 ml 250 ml ）量筒、锥形瓶、三颈瓶、抽滤瓶、球形冷凝管、干燥管、水浴锅、布氏漏斗、温度计、玻璃棒、抽滤器、 药品：苯甲醛、盐酸硫胺、氢氧化钠、无水乙醇、硝酸、浓盐酸 CHO VitB 1or NaCN O H HNO 3 O O O O H O O 1.H 2NCO NH 2/NaO H 2.HCl N H O O H 5C 6H 5C 6N H N H N O O Na H 5C 6H 5C 6 N H O OH H 5C 6 H 5C 6N O H 2NaOH 4、实验装置图 5、实验步骤 （一）安息香的制备（盐酸硫胺催化） 1.原料规格及用量配比 名称规格用量摩尔数摩尔比 苯甲醛CP d 1.050 bp179.9℃20 ml0.2 盐酸硫胺原料药 3.5 g 氢氧化钠CP10 ml 2. 操作 在100 ml三口瓶中加入3.5 g盐酸硫胺(Vit.B1)和8 ml水，溶解后加入95％乙醇30 ml。搅拌下滴加2 mol/L NaOH溶液10 m1。再取新蒸苯甲醛20 ml，加入上述反应瓶中。水浴加热至70℃左右反应1.5 h。冷却，抽滤，用少量冷水洗涤。干燥后得粗品。测定熔点，计算收率。mp 136—l37℃ 注：也可采用室温放置的方法制备安息香，即将上述原料依次加入到100 ml三角瓶中，室温放置有结晶析出，抽滤，用冷水洗涤。于燥后得粗品。测定熔点，计算收率。 (二)二苯乙二酮（联苯甲酰）的制备 1.主要原料规格及用量比 名称规格用量摩尔数摩尔比 安息香自制8.5 g0.04 1 硝酸(65%-68%) CP d 1.40 bp122℃25 ml0.379.25 2.操作 取8.5 g粗制的安息香和25 ml硝酸(65％-68％)置于100 ml圆底烧瓶中，安装冷凝器和气体连续吸收装置，低压加热并搅拌，逐渐升高温度，直至二氧化氮逸去(约1.5—2 h)。反应完毕，在搅拌下趁热将反应液倒入盛有150 ml冷水的烧杯中，充分搅拌，直至油状物呈黄色固体全部析出。抽滤，结晶用水充分洗涤至中性，干燥，得粗品。用四氯化碳重结晶(1:2),也可用乙醇重结晶(1:25)，mp．94—96℃。 （三）苯妥英的制备 药理学设计性实验 药理学实验设计 1( 实验项目名称:奥美拉唑对抗利血平引起的胃溃疡作用 2.国外研究现状:胃溃疡是临床常见病，为研究其发病和治疗机制，国内外业已建立起多种胃溃疡小鼠动物模型，有的模型在中医药研究中亦被广泛引用。但研究中存在的突出。奥美拉唑对小鼠水浸应激性溃疡的形成具有很强的抑制作用，表现为溃疡数和溃疡发生率下降，且呈量效关系。 国外临床研究表明，奥美拉唑钠对胃溃疡的疗效明显优于H+受体拮抗剂，表现为起效快，症状消失迅速，用H+受体拮抗剂无效的患者改用本药可得到满意的疗效。 3.实验原理 :利血平是肾上腺素能神经元阻断性抗高血压药。用药后交感神经系统的功能受到遏制，副交感神经系统的功能相对占优势，结果出现利血平的副作用，引发溃疡，因此在本实验中引用利血平制作小白鼠的胃溃疡模型。 奥美拉唑选择性性地作用于胃粘膜壁细胞，抑制处于胃壁细胞顶端膜构成的分泌性微管和胞浆内的管状泡上的H+-K+-ATP酶的活性，从而有效地抑制胃酸的分泌，起效迅速，适用于胃及十二指肠溃疡，返流性食管炎和胃泌素瘤。由于H+、K+-ATP酶是壁细胞泌酸的最后一个过程，故本品抑酸能力强大，有强而持久的抑制基础胃酸及食物、五肽胃酸泌素所致的胃酸分泌的作用。它不仅能非竞争性抑制促胃液素、组胺、胆碱及食物、刺激迷走神经等引起的胃酸分泌，而且能抑制不受胆碱或H2受体阻断剂影响的部分基础胃酸分泌，对H2受体拮抗剂不能抑制的由二丁基环腺苷酸(DcAMP)刺激引起的胃酸分泌也有强而持久的抑制作用。显效快，可逆，且无H2受体拮抗剂诱发精神方面的副作用。本品对胃蛋白酶分泌也有抑制作用，对胃黏膜血流量改变不明显，也不影响体温、胃腔温度、动脉血压、静脉血 大学物理实验设计性实 验 --电位差计测金属丝电 阻率 姓名：马野 班级：土木0944 学号： 0905411418 指导教师：曹艳玲 实验地点：大学物理实验教学中心 【实验目的】 1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计； 2掌握电位差的工作原理—补偿原理。 3能用电位差计校准电表和电阻率的测定。 4学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。 【实验原理】 利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的 电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电阻率。 补偿原理 在图1的电路中，设E 0是电动势可调的标准电源，Ex 是待测电池的电动势（或待测电压Ux ），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G ，用来检测回路中有无电流通过。设E 0的内阻为r 0；Ex 的内阻为 rx 。根据欧姆定律，回路的总电流为： 电位差原理 如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等，由(1)式可知，此时I =0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。此时称电路的电位达到补偿。在电位补 R R r r E E I g x x +++-= 00 图1 补偿原理 x 偿的情况下，若已知E 0的大小，就可确定Ex 的大小。这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。 显然，用补偿法测定Ex ，必须要求E 0可调，而且E 0的最大值E 0max ＞Ex ，此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。在电位差计中，E 0是用一个稳定性好的电池（E ）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。 图2中，由电源E 、限流电阻R 1以及均匀电阻丝RAD 构成的回路叫做工作回路。由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻RAD 上产生均匀的电压降。改变B 、C 之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E 0相似的作用。为了能够准确读出该电压的读数，使用一个标准电池进行校准。换接开关K 倒向“1”端，接入标准电池E S ，由E S 、限流电阻R 2、检流计G 和RBC 构成的回路称为校准回路。把B 、C 固定在适当的位置（如图中的位置），设RBC =R S ，调节R 1（即调节I 0），总可以使校准回路的电流为零，即R S 上的电压降与E S 之间的电位差为零，达到补偿。 图2 电位差计原理图 x 综合设计性物理实验指导书黑龙江大学普通物理实验室 目录绪论 实验1 几何光学设计性实验 实验2 LED特性测量 实验3 超声多普勒效应的研究和应用 实验4 热辐射与红外扫描成像实验 实验5 多方案测量食盐密度 实验6 多种方法测量液体表面张力系数 实验7 用Multisim软件仿真电路 实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除 实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身内阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率 实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验 实验13 非接触法测量液体电导率 绪论 一．综合设计性实验的学习过程 完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程： 1．选题及拟定实验方案 实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。 2．实施实验方案、完成实验 学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。 3．分析实验结果、总结实验报告 实验结束需要分析总结的内容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。实验结束后的总结非常重要，是对整个实验的一个重新认识过程，在这个过程中可以锻炼学生分析问题、归纳和总结问题的能力，同时也提高了文字表达能力。 在完成综合性、设计性实验的整个过程中处处渗透着学生是学习的主体，学生是积极主动地探究问题，这是一种利于提高学生解决问题的能力，提高学生的综合素质的教学过程。 在综合设计性实验教学过程中学生与教师是在平等的基础上进行探讨、讨论问题，不要产生对教师的依赖。有些问题对教师是已知的，但对学生是未知的，这时教师应积极诱导学生找到解决问题的方法、鼓励学生克服困难，并在引导的过程中帮助学生建立科学的思维方式和研究问题的方法。有些问题对教师也是一个未知的问题，这时教师应与学生共同思考共同解决问题。 二．实验报告书写要求 实验报告应包括：1实验目的；2实验仪器及用具；3实验原理；4实验步骤；5测量原始数据；6数据处理过程及实验结果；7分析、总结实验结果，讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法，总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。 三．实验成绩评定办法 教师根据学生查阅文献、实验方案设计、实际操作、实验记录、实验报告总结等方面综合评定学生的成绩。 （1）查询资料、拟定实验方案：占成绩的20%。在这方面主要考察学生独立查找资料，并根据实验原理设计一个合理、可行的实验方案。 （2）实施实验方案、完成实验内容：占成绩的30%。考察学生独立动手能力，综合运用知识解决实际问题的能力。 （3）分析结果、总结报告：占成绩的20%。主要考察学生对数据处理方面的知识运用情况，分析问题的能力，语言表达能力。 （4）科学探究、创新意识方面：占成绩的20%。考察学生是否具有创新意识，善于发现问题并能解决问题。 （5）实验态度、合作精神：占成绩的10%。考察学生是否积极主动地做实验，是否具有科学、药理实验报告
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信息科学与工程学院综合性设计性实验报告
速度知觉实验报告
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速度知觉实验报告-
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苯妥英钠设计性实验报告
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大学物理设计性实验设计性实验报告
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- C程序设计综合性实验报告模版11030325
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