JGSBWLD-288 計(jì)算機(jī)組原理? 微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置

A、單片機(jī)·微機(jī)原理與接口技術(shù)部分 :

一、硬件概述

Dais-163C系列通用型原理與接口技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是 Dais-2CPU+ 的產(chǎn)品，沿用多核架構(gòu)技術(shù)，全面支持 16 位微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性，為原理與接口技術(shù)的教學(xué)構(gòu)建了一個(gè)全開(kāi)放、可開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

二、軟件概述

支持匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言的源程序級(jí)編程與調(diào)試，支持寄存器、內(nèi)存和外設(shè)接口芯片的非編程讀寫(xiě)操作，支持 X86 程序的 INT 21h 功能調(diào)用，滿足實(shí)模式和保護(hù)模式下微機(jī)原理與接口的實(shí)驗(yàn)需求。

三、開(kāi)放特性

系統(tǒng)采用雙核架構(gòu)，由管理 CPU 支撐系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的運(yùn)作，承擔(dān)與 PC 聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)通信數(shù)據(jù)交換所產(chǎn)生的硬件消耗，呈現(xiàn)給用戶的是一個(gè)完整而又透明、資源充分開(kāi)放的 32 位微處理器。

四、總線特性

系統(tǒng)開(kāi)放了總線寬度的動(dòng)態(tài)選擇機(jī)制，把總線寬度控制“ BS8 ”列入用戶可定義的范圍，為了簡(jiǎn)化電路連接，系統(tǒng)對(duì)該輸入信號(hào)有缺省定義，為“ 16 位內(nèi)存”和“ 8 位 I/O ”，即當(dāng)用戶訪問(wèn) 16 位存儲(chǔ)器、 8 位 I/O 接口時(shí)可忽略對(duì)“ BS8 ”端的定義與連接。同時(shí)將高低字節(jié)允許信號(hào) BHE 、 BLE 列入擴(kuò)展定義的范圍，支持字節(jié)（ 8 位）、字（ 16 位）、雙字（ 32 位）共三類指令的擴(kuò)展尋址，并把 DMA 操作期間的字節(jié)定義融入到 BHE 、 BLE 選通端，使其擴(kuò)展特性與微機(jī)實(shí)際應(yīng)用無(wú)縫結(jié)合。

五、通用特性

系統(tǒng)以多核架構(gòu)技術(shù)為支撐，充分支持 32 位 80386 、 16 位 8086/8088 系列微處理器、 MCS-51 ／ 96 系列單片機(jī)，各 CPU 模塊可按用戶需求進(jìn)行靈活配置。

六、連線方式

系統(tǒng)提供了扁平線、排線和單線相結(jié)合的電路連線方式：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線及 8 芯以上的接口采用扁平連接或排線連接；讀寫(xiě)控制、選通端采用單線連接，進(jìn)一步優(yōu)化了電路的搭接方式，提高了電路的連接效率。

七、安全特性

系統(tǒng)引出的擴(kuò)展總線均由隔離器件驅(qū)動(dòng)，“隔離”設(shè)計(jì)保障了 CPU 核的安全，避免了誤操作、誤連線對(duì) CPU 造成的損傷；“驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)的目的提高了系統(tǒng)擴(kuò)展總線的穩(wěn)定性和可靠性。另外系統(tǒng)內(nèi)置了具有短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)的高性能穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源，進(jìn)一步保障了系統(tǒng)的安全性。

八、虛擬儀器

系統(tǒng)集成了 虛擬示波器、虛擬電壓表 功能，可測(cè)量實(shí)驗(yàn)中實(shí)際產(chǎn)生的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)，通過(guò) PC 軟件顯示波形和電壓值，支持波形 X-Y 縮放，并可將波形保存為 BMP 圖片用于實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

九、微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

微機(jī)原理及其程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1. 系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

2. 數(shù)制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

• 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

• 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)

1. 碼制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

• ASCII碼（數(shù)字符）轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)

• 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼

• ASCII碼（數(shù)字符）轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

• 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼

• 十進(jìn)制數(shù)的 ASCII 碼轉(zhuǎn)換為 BCD 碼

• 十進(jìn)制 BCD 碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

1. 運(yùn)算類編程實(shí)驗(yàn)

• 二進(jìn)制雙精度加法運(yùn)算

• 十進(jìn)制的 BCD 碼減法運(yùn)算

• 乘法運(yùn)算

1. 分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

2. 循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 計(jì)算 S ＝ 1 ＋ 2 × 3 ＋ 3 × 4 ＋ 4 × 5 ＋…＋ N （ N ＋ 1 ）

• 求某數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)

1. 排序程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 氣泡排序法

• 學(xué)生成績(jī)名次表

1. 子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 求無(wú)符號(hào)字節(jié)序列中的最大值和最小值

• 求 N ！

1. 查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

2. INT 21h輸入輸出程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 顯示 A~Z 共 26 個(gè)大寫(xiě)英文字母

• INT 21H功能調(diào)用示例程序?qū)嶒?yàn)

• 在 C 語(yǔ)言使用 INT 21h 功能調(diào)用

• PC鍵盤下傳實(shí)驗(yàn)箱七段碼顯示

• 實(shí)驗(yàn)箱鍵盤上傳 PC 屏幕顯示

微機(jī)接口及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

1. 存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

2. 8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)

• 8259單級(jí)中斷控制

• 8259多級(jí)中斷控制

1. I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（ 8 位／ 16 位）

2. 8255并行口實(shí)驗(yàn)

• 8255 A/B/C口輸出方波

• 8255 PA輸入／ PB 輸出

• 8255控制交通燈

1. 8253定時(shí)／計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

2. 8251串行通信應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

3. 鍵盤掃描及顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 8279鍵盤與顯示設(shè)計(jì)

• 8255鍵盤與顯示設(shè)計(jì)

1. 8237可編程 DMA 控制器實(shí)驗(yàn)

2. A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

3. D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

4. LCD 128× 64 圖形液晶實(shí)驗(yàn)

5. LED 16× 16 點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

6. 音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

7. 繼電器控制實(shí)驗(yàn)

8. 步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

9. 直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

10. DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

11. V/F電壓頻率轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

12. PWM輸出實(shí)驗(yàn)

13. DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘

14. 紅外遙控實(shí)驗(yàn)

十、 MCS-51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)

1. 系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

2. 數(shù)制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

• BCD整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)

• 二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制整數(shù)

1. 運(yùn)算程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 多字節(jié)加法程序

• 雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法

• 雙字節(jié)除法

1. 查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 采用查表的方法將 16 進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼

• 通過(guò)查表實(shí)現(xiàn) y=x 2

1. 數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)

2. 位操作實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)集成功能模塊實(shí)驗(yàn)

1. 數(shù)字量輸入輸出實(shí)驗(yàn)

• P1口 I/O 實(shí)驗(yàn)

• P1口流水燈實(shí)驗(yàn)

1. 中斷控制實(shí)驗(yàn)

• 定時(shí)器中斷

• 外部中斷

1. 定時(shí)／計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)

• 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)

• 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)

1. 串行通信實(shí)驗(yàn)

• 自發(fā)自收實(shí)驗(yàn)

• 雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)

1. 片內(nèi)看門狗應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

2. 片內(nèi) EEPROM 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

1. 存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

2. I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

3. 8255并行口實(shí)驗(yàn)

• 8255 A/B/C口輸出方波

• 8255 PA輸入／ PB 輸出

• 8255控制交通燈

1. A/D 0809模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

2. D/A 0832數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

3. 鍵盤與顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

• 8279鍵盤與顯示設(shè)計(jì)

• 8255鍵盤與顯示設(shè)計(jì)

1. LCD 128× 64 液晶顯示實(shí)驗(yàn)

2. LED 16× 16 點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

3. 音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

4. 繼電器控制實(shí)驗(yàn)

5. 步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

6. 直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

7. DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

• 溫度測(cè)量

• 溫度控制

1. V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

2. PWM輸出實(shí)驗(yàn)

3. DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)

4. 紅外遙控實(shí)驗(yàn)

5. 8251串行通信實(shí)驗(yàn)

6. 8253定時(shí)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)

7. 8259中斷控制實(shí)驗(yàn)

B 、計(jì)算機(jī)組成原理部分：

系統(tǒng)特點(diǎn)

• 結(jié)構(gòu)清晰、實(shí)時(shí)監(jiān)視：各單元部件都以計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)模型布局，各寄存器、部件均有 LED 數(shù)碼管顯示其值，兩個(gè)數(shù)據(jù)流向指示燈，以最直觀、清晰的方式重現(xiàn)計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)，并可構(gòu)造出不同結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度的 8 ／ 16 位原理型計(jì)算機(jī)。

• 開(kāi)放式設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬件具有完全的開(kāi)放特性，運(yùn)算器、控制器及微程序指定的格式及定義允許用戶進(jìn)行修改和重新設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)算器采用了 EDA 技術(shù)設(shè)計(jì)，出廠時(shí)已提供一套能進(jìn)行加、減、與、或、帶進(jìn)位加、帶進(jìn)位減、取反、直通八種運(yùn)算方式的方案，用戶可自行重新設(shè)計(jì)并通過(guò) JTAG 口下載?？刂破魑⒅噶罡袷郊岸x可重新設(shè)計(jì)。 8 位數(shù)據(jù)線、 8 位地址線、控制信號(hào)均已引出， 40 芯鎖進(jìn)插座幫助進(jìn)行 RAM 、 8251 、 8255 、 8259 等接口器件的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)提供的兩種控制器之一的組合邏輯控制器已下載有一套完整的實(shí)驗(yàn)方案，用戶也可使用 EDA 工具重新設(shè)計(jì)。開(kāi)放程度非一般設(shè)備所及。

• 支持中斷實(shí)驗(yàn)：采用最底層的器件設(shè)計(jì)從而讓學(xué)生可以從微程序?qū)用嫔蠈W(xué)習(xí)中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷入口地址的產(chǎn)生、中斷服務(wù)程序及中斷返回（ RETI ）整個(gè)過(guò)程。指出：“中斷”是單片機(jī)、微機(jī)、 DSP 等學(xué)科中不可或缺的功能，故應(yīng)在計(jì)算機(jī)原組成原理這門基礎(chǔ)學(xué)科中對(duì)其進(jìn)行充分的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。

• 兩種控制器方式：系統(tǒng)提供微程序控制器和組合邏輯控制器兩種方式。在微程序控制器中，系統(tǒng)能提供在線編程，實(shí)時(shí)修改程序，顯示程序并調(diào)試進(jìn)行的操作環(huán)境。組合邏輯控制器，已下載有一套完整的實(shí)驗(yàn)方案，用戶也可使用 EDA 工具進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)。

• 強(qiáng)大自檢功能：系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)有力的自檢功能，能自動(dòng)檢測(cè)各部件的工作狀況，并可定位、提示存在問(wèn)題的部件。

• 適當(dāng)?shù)募啥龋哼_(dá)愛(ài)思準(zhǔn)十六位計(jì)算機(jī)組成原理利用“軟件硬化，硬件軟化”技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了適度的分配：運(yùn)算器、組合邏輯控制器利用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?shí)現(xiàn)，其它部件則采用通過(guò)邏輯器件實(shí)現(xiàn)。這就既可讓一般學(xué)生利用現(xiàn)有的邏輯知識(shí)去認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)原理，也可讓熟練的學(xué)生進(jìn)行更高層次的開(kāi)發(fā)實(shí)踐。

• 模型機(jī)結(jié)構(gòu)圖：完全模擬了模型機(jī)結(jié)構(gòu)框圖，能實(shí)時(shí)反應(yīng)程序執(zhí)行過(guò)程中各單元狀態(tài)變化，總線的數(shù)據(jù)流向。點(diǎn)擊各模塊即彈出其電路原理圖。

• 微程序及跟蹤器跟蹤器：可以跟蹤程序的執(zhí)行過(guò)程，包括：助記符號(hào)、狀態(tài)、微地址、微程序、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)輸入、地址輸出、運(yùn)算器、移位控制、 uPC 、 PC 。

• 手動(dòng)方式：不連 PC 機(jī)，通過(guò) CMX08+ 實(shí)驗(yàn)儀的鍵盤輸入程序、微程序，用 LCD 及各部件的 LED 數(shù)碼管，兩個(gè)方向 LED 觀察運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果，手動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

• 聯(lián)機(jī)方式：連 PC 機(jī)，通過(guò) Windows 調(diào)試環(huán)境及圖形方式進(jìn)行更為直觀的實(shí)驗(yàn)。在 Windows 調(diào)試環(huán)境中提供了功能強(qiáng)大的邏輯分析和跟蹤功能，既可以以波形的方式顯示各邏輯關(guān)系，也可在跟蹤器中，觀察到當(dāng)前狀態(tài)的說(shuō)明及提示；

• 模擬方式：不需實(shí)驗(yàn)儀，僅需計(jì)算機(jī)即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

  系統(tǒng)組成

• Dais-CMX08+準(zhǔn)十六位計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、開(kāi)關(guān)電源、軟件三大部分組成。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上有寄存器、運(yùn)算單元、累加器、暫存器、地址寄存器、程序計(jì)數(shù)器、 16 位輸入／輸出單元、存儲(chǔ)器單元、指令寄存器、堆棧、中斷源、微地址寄存器、微程序控制器、組合邏輯控制器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)／指示燈、脈沖源、 24 個(gè)按鍵、字符式 LCD 、 USB 通信口、 RS232 通信口及其實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展區(qū)。

  實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

• 手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)

• 運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)（算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、移位運(yùn)算、進(jìn)位控制與零標(biāo)志）

• 通用寄存器實(shí)驗(yàn)

• 十六位準(zhǔn)雙向 I/O 口實(shí)驗(yàn)

• 地址總線組成實(shí)驗(yàn)

• 數(shù)據(jù)總線實(shí)驗(yàn)

• 存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)

• 指令總線運(yùn)用實(shí)驗(yàn)

• 中斷控制實(shí)驗(yàn)

• 微控制器實(shí)驗(yàn)

• 時(shí)序部件實(shí)驗(yàn)

• 典型模型機(jī)實(shí)驗(yàn)

• 基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 分段模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 帶移位運(yùn)算的模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 流水模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 基于 RISC 處理器構(gòu)成模型機(jī)實(shí)驗(yàn)

• 基于重疊技術(shù)構(gòu)成的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)

• 中斷模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• PLA綜合模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 通用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)

• MCS-51單片機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 8086微處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

• 外設(shè)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

• 8255并行口擴(kuò)展（ PA 控制 PB ）

• 8155并行口擴(kuò)展（ I/O 、 RAM 、定時(shí)器）

• 8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)（ 8 級(jí)中斷、中斷優(yōu)先級(jí)）

• PLD應(yīng)用（設(shè)計(jì) P8212 器件）

 

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