HL-DPJ05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+的升級(jí)換代產(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)全開放、可開發(fā)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

二、軟件概述

支持匯編語言和C語言的源程序級(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、資源充分開放的32位微處理器。

四、總線特性

系統(tǒng)開放了總線寬度的動(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)、過流保護(hù)的高性能穩(wěn)壓開關(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)

系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

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)

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)

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

分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

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)

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

子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

求無符號(hào)字節(jié)序列中的值和最小值

求N！

查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

INT 21h輸入輸出程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

顯示A~Z共26個(gè)大寫英文字母

INT 21H功能調(diào)用示例程序?qū)嶒?yàn)

在C語言使用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)

存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

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

I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（8位／16位）

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

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

8251串行通信應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

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)

8237可編程DMA控制器實(shí)驗(yàn)

A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

LCD 128×64圖形液晶實(shí)驗(yàn)

LED 16×16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

繼電器控制實(shí)驗(yàn)

步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

V/F電壓頻率轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

PWM輸出實(shí)驗(yàn)

DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘

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)

系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

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)

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)無符號(hào)數(shù)乘法

雙字節(jié)除法

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

通過查表實(shí)現(xiàn)y=x2

數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)

位操作實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)集成功能模塊實(shí)驗(yàn)

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)

中斷控制實(shí)驗(yàn)

定時(shí)器中斷

外部中斷

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)

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)

片內(nèi)看門狗應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

片內(nèi)EEPROM應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

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

A/D 0809模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

D/A 0832數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

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)

LCD 128×64液晶顯示實(shí)驗(yàn)

LED 16×16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

繼電器控制實(shí)驗(yàn)

步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

溫度測(cè)量

溫度控制

V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

PWM輸出實(shí)驗(yàn)

DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)

紅外遙控實(shí)驗(yàn)

8251串行通信實(shí)驗(yàn)

8253定時(shí)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)

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)。

開放式設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬件具有的開放特性，運(yùn)算器、控制器及微程序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)。開放程度非一般設(shè)備所及。

支持中斷實(shí)驗(yàn)：采用層的器件設(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)過程。專家指出：“中斷”是單片機(jī)、微機(jī)、DSP等學(xué)科中的功能，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、提示存在問題的部件。

適當(dāng)?shù)募啥龋哼_(dá)愛思準(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)模可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，其它部件則采用通過邏輯器件實(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)行更高層次的開發(fā)實(shí)踐。

模型機(jī)結(jié)構(gòu)圖：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）