计算机组成原理、微机接口技术及应用综合实验平台

计算机组成原理、微机接口技术及应用综合实验平台

一、综合实验平台功能要求

设备紧扣高等院校《计算机组成原理》、《微机原理与接口》等课程教学大纲，实验内容全面，可充分满足高等院校计算机、自动化等专业相关课程的实验教学需要。可为院校的教学实验、课程设计、毕业设计提供良好的实验开发环境。

二、综合实验平台性能参数

2.1计算机组成原理部分

1）特点：

（1）先进的硬件设计，充分展示计算机结构模型，每个模块均有数码管实时监视，模块间线条明快，数据/指令流向一目了然。

（2）完善的硬件配置，实验电路以分立器件为主，同时配备CPLD，支持部分模块的重构。 累加器A，暂存器W，运算器ALU，直通D/左移L/右移R单元，寄存器组R0—R3，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uEM，组合逻辑控制单元，三总线接口，40芯锁紧扩展座、二进制开关电平输出/显示，逻辑笔、管理单片机89S52、4×6键盘，字符式LCD，RS232/USB通讯接口，十六位机扩展接口， 通信选择开关。

（3）开放的软硬件设计，支持用户新建指令/微指令的系统设计。

（4）控制器的有机结合，只需拨动选择开关，就可实现微程序或组合逻辑控制的切换。

（5）提供多种工作方式，支持手动、脱机、联机。

（6）提供三总线接口和锁紧插座，支持I/O扩展。

（7）提供多种指令系统，支持基本模型机、指令流水线、RISC模型机实验。

（8）强大的指令功能，支持多种寻址方式和中断、子程序调用等。

（9）丰富的调试手段，具有单步、微单步、运行、暂停等功能。

（10）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,操作历史记录状态显示，方便用户查找历史记录。

（11）提供30路逻辑分析波形图（示波器）,可让学生在实验时实时地观测到指令与时序的关系，可有效的提高教学效果。

（12）实验仪提供LCD液晶显示，通过实验仪或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。

（13）系统可保存文件和调入文件，并提供PC机下载。

2）实验内容

（1）寄存器读写实验；

（2）运算器八种运算实验；

（3）数据输出/移位实验；

（4）UPC实验；

实验1：UPC加1实验  实验2：UPC打入实验；

（5）PC实验

实验1：PC加1实验  实验2：PC打入实验；

（6）存贮器读写实验；

（7）微程序读写实验；

（8）中断实验；

（9）模型机综合实验（微程控制器）

实验1：数据传送/输入/输出实验   实验2：数据运算实验（加/减法/或）；实验3：移位/取反实验；实验 4：转移实验；

实验 5：调用实验；实验 6：中断实验；

实验 7：指令流水实验；实验 8：RISC模型机；

(10) 组合逻辑控制器实验；

(11) 设计指令/微指令系统；

2.2微机原理与接口部分

1）特点：

（1）微机系统扩展： CPU（8088），系统控制芯片（1032），64K监控程序存储器，64K用户程序和数据存储器（61256x2），64K实验程序存储器，开放式4*6键盘电路，开放式6位动态数码管显示电路，配有串口或USB通信方式，出厂配置为串口。

（2）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。

（3）常用接口芯片：74LS273、74LS244、8279、0832、0809、8259、8250、8253、8251、8255、8237、RS232等；

（4）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；

（5）扩展单元接口：提供总线接口，可自行扩展设计或选配我公司扩展模块。

 （6）二种工作方式：一是联PC机运行，在与上位软件联机的状态下，实现各种调试和行运的操作；二是脱机运行，实验系统自带键盘、显示电路和监控管理程序，在无PC机的情况下，同样可以通过内存读写、单步、断点、全速等方法调试实验程序。

（7）实验开放性：实验电路单元尽可能独立开放,如开放式键盘, 开放式显示器,开放式串口等,为适应多种方式实验提供可能。

（8）二次开发：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。

（9）必备的测量仪器：配有双通道虚拟示波器测量卡。

（10）系统配置Win7/10等操作平台的微机仿真调试软件，支持汇编、C语言编译、调试。

（11）系统内置高性能直流稳压电源。

2）实验内容

软件实验：

（1）二进制多位加法实验；

（2）二进制转换为BCD码实验；

（3）BCD码转换为二进制码；           

（4）十进制数的BCD码相减运算；

（5）内存清零实验；

（6）数码显示实验；

（7）求**数和最小数；

（8）数据块传送实验；

（9）分支程序设计；

硬件实验 ：

（1）A/D转换实验      ；

（2）D/A转换实验（一）；

（3）D/A转换实验（二）；

（4）8255A并行口实验（一）；

（5）8255A并行口实验（二）；

（6）定时器/计数器实验；

（7）8259单级中断控制器实验；

（8）串行口发送实验（双机通讯）；

（9）串行口接收实验（双机通讯）；

（10）小直流电机调速实验；

（11）步进电机控制

（12）继电器控制

（13）存贮器读写实验       ；

（14）电子琴实验

（15）简单I/O口扩展实验 ；

（16）8251可编程通讯接口和PC机通讯；

（17）16*16 LED点阵显示实验 ；

（18）128*64 LCD液晶显示实验；

（19）8237 DMA传送实验；

（20）8250可编程异步通讯接口实验；

（21）8279 键盘显示实验；

（22）温度测量实验；

（23）压力测量实验；

2.3 参考教材：

《计算机组成原理》教材、《微机原理与接口技术》教材、《微机原理与接口技术（第二版）》教材