计算机组成原理,微机接口,单片机实验系统

计算机组成原理实验系统

   计算机实验系统系统组成：系统由实验主板、调试软件、内置开关电源组成。

实验主板：累加器A，暂存器W，寄存器组R0—R3，运算器ALU，直通D/左移L/右移R单元，中断向量IA，堆栈ST，程序计数器PC，地址寄存器MAR，输入IN，输出OUT，存贮器EM，微地址UPC，指令寄存器IR，微程序控制器UM，组合逻辑控制单元，三总线接口，扩展座、二进制开关电平输出/显示，逻辑笔、管理单片机、4×6键盘，字符式LCD，USB等。

系统功能：⑴能充分展示计算机结构模型，每个模块均有实时监视、数据/指令流向。⑵配备CPLD，支持部分模块的重构。⑶支持用户新建指令/微指令的系统设计，根据教学需要，可自定义控制器、微指令、指令系统。⑷控制器拨动选择开关实现微程序或组合逻辑控制的切换。⑸支持手动、脱机、联机多种工作方式。⑹具有存储器读写信号线和输入输出读写信号线、中断信号线、DMA控制信号线等，支持I/O扩展。⑺支持多种指令系统，支持基本模型机、指令流水线、RISC模型机实验。⑻支持多种寻址方式和中断、调用等。⑼具有单步、微单步、运行、暂停等调试手段功能。⑽提供联机调试软件，自带编译器、支持汇编语言源程序调试，图形化动态显示计算机结构模型的数据/指令流向，同时记录显示微程序运行轨迹。(10)支持逻辑分析波形图展示指令与时序的关系，各部件中信号、内总线、外部地址信号、数据信号、控制信号、中断信号、DMA应答信号、至少4路用户选择的信号等实时采集、显示，可保存、回放；(11) 具有系统自动检测功能，能精确显示故障位置和芯片；(12) 支持实验仪或PC机键盘，在线动态修改寄存器、程序/微程序计数器、程序/微程序存贮器的内容。

微机原理与接口实验系统

硬件：（1）16位微机系统扩展： CPU（8088），系统控制芯片，64K监控程序存储器，64K用户程序和数据存储器，64K实验程序存储器，开放式4*6键盘电路（采用PC键盘），开放式6位动态数码管显示电路，配有USB通信方式。（2）32位接口单元：32位开关逻辑电平输入/ 输出显示电路，32位I/O接口电路，32存储器电路，32位PCI 接口驱动电路，32位PCI 接口卡。（3）输入/ 输出：128*64 LCD图文电路（或字符式1602 LCD），8位开关逻辑电平输入/ 输出电路，单脉冲发生器，8MH时钟分频，16*16 LED点阵电路，音频功放，0～5V可调模拟量，PWM电路、射极跟随器，打印口，用户串行接口。（4）常用接口芯片：74LS273、74LS244、8279、0832、0809、8259、8250、8253、8251、8255、8237、RS232等，集成的芯片资源开放；（5）控制对象：喇叭、蜂鸣器、小型直流电机、步进电机、压力传感器、温度传感器、继电器等，提供GPS模块，GPRS模块，F/V、V/F模块，触模屏，USB1.1模块，USB 主控模块，CAN 2.0模块，10M以太网模块，32位SRAM、32位I/O模块，超声波模块，电流传感器模块，温湿度、有害气体、热红外传感器模块；（6）双通道数字存贮虚拟示波器、双通道信号发生器、100MHz数字频率计；具有系统自动检测功能，能精确显示故障位置和芯片。

系统内置高性能直流稳压电源；轻便铝合金实验箱。提供样机；3年免费保修。

软件：(1)系统配置Win2000/xp/win7等操作平台的自主版权集成环境仿真调试软件。(2)提供全部源程序，32位汇编程序能在VC下进行单步调试。

系统功能：（1）系统自动切换： 16位和32位兼容，以8088实验作为基板，能自动识别16/32位系统类型。（2）两种工作方式：一是联PC机运行（USB直联PC，非串口转USB），微机通过USB高速接口将指令发送给实验仪,实验仪产生时序,读写RAM、I\O接口，将结果反馈给微机；二是脱机运行；自带PC键盘、显示电路和监控管理程序，在无PC机的情况下，可以通过内存读写、单步、断点、全速等方法调试实验程序。（3）系统将地址总线、数据总线、控制总线全部引出，主机板留有扩展单元，通过实验系统调试用户板。实验内容：提供不少于20个实验项目，包含硬件电路图、软件源代码、实验指导书等资料。

单片机实验系统 

单片机实验系统由功能底板加扩展板核心板组成，配置MCS-51、MSP430、STM32、CPLD、飞思卡尔单片机核心开发板，配置如下：

1、显示功能模块：

（1）点阵显示模块：由16×16单色点阵LED显示及驱动电路组成；

（2）8位七段动态数码和1位静态数码显示；

（3）8个LED灯和交通灯功能模块；

2、按键功能模块：

（1）4x4 16矩阵按键；采用贴片式轻触按键设计；

（2）4个独立按键；

（3）4个 可进行AD采用按键；

3、传感器功能模块：

（1）板载DTHxx系列温湿度传感器；

（2）DS18B20数字温度传感器；

（3）红外收发模块；

（4）可扩展传感器调理电路，可以对传感器进行模拟和数字输出转换；

4、蜂鸣器功能模块：板载支持有源和无源蜂鸣器；

5、AD/DA功能模块：板载PCF8591芯片，，能够同时进行数模/模数转换，外接拨盘式电位，可进行单声道耳机输出。

6、串并和并串转换模块：

（1）串行信号转并行信号芯片74hc164，通过串口或者模拟串口信号输入，输出8位并口信号，多用于单片机本身端口不够使用的情况。

（2）SN74HC595D是8位并行输入串行输出移位寄存器，板载两片SN74HC595D可在末级得到互斥的串行输出。

7、译码和数据锁存模块：

（1）三八译码芯片SN74HC138D，输出8路信号。

（2）SN74HC573DW可完成对8路信号进行锁存输出。

8、方波产生模块：板载两片SN74HC4040D芯片和8M晶振，可产生4MHz-1Hz的方波输出；

9、电机控制模块：板载ULN2003D电机驱动芯片，可实现步进电机和直流电机驱动；

10、串口转换：板载MAX232串口芯片和CH340G 串口转USB芯片，可以实现两种串口通信功能；

11、8485和CAN通信：板载PCA82C250 RS485芯片，支持全双工485通信和CAN通信；

12、RTC实时时钟电路：板载PCF8563时钟电路，可实现RTC实时时钟功能；

13、供电电路：板载大功率LM2576 DC-DC电源转换电路和AMS1117-3.3电源芯片，为系统提供5V和3.3V电源；同时扩展了3组电源输出；电源采用全桥整流，可实现9V交直流输入；

14、大容量Flash存储模块：板载 W25Q16 16K大容量Flash存储芯片，实现大数量的存储，电路采用3.3V-5V接口，实现不同电压微处理器对Flash芯片的读写；

15、MicroSD卡模块：SD卡模块，电路采用3.3V-5V接口，实现不同电压微处理器对MicroSD卡；可以通过单片机控制读写SD卡；

16、继电器输出模块：1路大功率继电器，市电专用接线端子，预留常开、常闭、公共接点，可以直接连接220V电器设备；

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