A,、計算機(jī)原理及微機(jī)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺微機(jī)原理與接口技術(shù)部分:
一、硬件概述
該微機(jī)原理與接口技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用Inte 8086/8088微處理器作為系統(tǒng)核心,，全面支持80X86的16位微機(jī)原理與接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),，為16位微處理器在微機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用構(gòu)建了一個全開放、可開發(fā),、易拓展式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,。
二、軟件概述
系統(tǒng)配有MKStudio集成開發(fā)環(huán)境,，支持32/64位的Win XP~Win10操作系統(tǒng),，支持80X86匯編語言和C語言的源程序級編程與調(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,，支持常用的INT 21h功能調(diào)用，支持脫機(jī)模擬調(diào)試,。
三,、總線特性
系統(tǒng)開放了總線寬度的動態(tài)選擇機(jī)制，把總線寬度控制“BS8”列入用戶可定義的范圍,，為了簡化電路連接,，系統(tǒng)對該輸入信號的缺省定義為“16位”，即當(dāng)用戶擴(kuò)展16位存儲器或輸入輸出接口時可忽略對“BS8”的定義與連接。
四,、尋址能力
系統(tǒng)構(gòu)建了全覆蓋的尋址空間,，系統(tǒng)內(nèi)存可融入仼意段的0~1FFFh，可尋址范圍為16個段的0~1FFFh（其中F000為系統(tǒng)BIOS段）,，當(dāng)IP大于等于2000h時,，系統(tǒng)的尋址目標(biāo)指向外部存儲器擴(kuò)展空間。系統(tǒng)對于I/O的擴(kuò)展尋址無制約,，0~FFFFh共64K全空間開放,。
五、擴(kuò)展能力
系統(tǒng)的內(nèi)存和I/O擴(kuò)展以字節(jié)操作為基準(zhǔn),，把高低字節(jié)允許信號BHE,、BE列入擴(kuò)展定義的范圍，支持字與字節(jié)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,、BE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,。
六,、虛擬儀器
系統(tǒng)集成了虛擬示波器、虛擬電壓表功能,，可測量實(shí)驗(yàn)中實(shí)際產(chǎn)生的模擬信號,、數(shù)字信號，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)報告,。
七,、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,。
八,、安全特性
系統(tǒng)引出的擴(kuò)展總線均由隔離器件驅(qū)動，“隔離”設(shè)計保障了16位微處理核的安全,，避免了誤操作,、誤連線對CPU造成的損傷；“驅(qū)動”設(shè)計的目的提高了系統(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。
九,、計算機(jī)原理及微機(jī)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)
1.系統(tǒng)認(rèn)識實(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)
3.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)
4.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
5.分支程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)
6.循環(huán)程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)
計算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)的個數(shù)
7.排序程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)
氣泡排序法
學(xué)生成績名次表
8.子程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)
求無符號字節(jié)序列中的最大值和最小值
求N,！
9.查表程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)
10.INT 21h輸入輸出程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)
顯示A~Z共26個大寫英文字母
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)接口實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.存儲器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
2.8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)
8259單級中斷控制
8259多級中斷控制
3.I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（8位／16位）
4.8255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
5.8253定時／計數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
6.8251串行通信應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
7.鍵盤掃描及顯示設(shè)計實(shí)驗(yàn)
8279鍵盤與顯示設(shè)計
8255鍵盤與顯示設(shè)計
8.8237可編程DMA控制器實(shí)驗(yàn)
9.A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
10.D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
11.CD 128×64圖形液晶實(shí)驗(yàn)
12.ED 16×16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
13.音頻驅(qū)動實(shí)驗(yàn)
14.繼電器控制實(shí)驗(yàn)
15.步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
16.直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
17.DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)
18.V/F電壓頻率轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
19.PWM輸出實(shí)驗(yàn)
20.DS1302實(shí)時時鐘
21.紅外遙控實(shí)驗(yàn)
22.電子琴實(shí)驗(yàn)
23.32位匯編語言程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（軟件模擬運(yùn)行）
1.32位數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)
2.32位碼制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
3.32位存儲器訪問實(shí)驗(yàn)
B、計算機(jī)組成原理部分：
（一）系統(tǒng)概述
該現(xiàn)代計算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是以廣受贊譽(yù)的經(jīng)典產(chǎn)品CMH+為基礎(chǔ)研制的第三代面向教學(xué)實(shí)踐領(lǐng)域的計算機(jī)應(yīng)用類實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),。該系統(tǒng)字長16位,，具有16位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線,，可尋址64KB內(nèi)存空間,，并支持字、字節(jié)操作,。
（二）體系結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)可按通用計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計原理計算機(jī),，把模型機(jī)的構(gòu)造特性與8086/8051相兼容。系統(tǒng)對于“定長指令”僅從指令格式分類的角度舉例驗(yàn)正,，動態(tài)的體系結(jié)構(gòu)擺脫了非標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境下特定和虛構(gòu)的不規(guī)范語言給原理計算機(jī)語言教學(xué)實(shí)踐活動所帶來的困擾,。
（三）指令構(gòu)造
該的指令格式采用“變長指令字”結(jié)構(gòu)，不同指令操作碼不全相同,，操作碼的位數(shù)不固定,，結(jié)構(gòu)靈活，減少指令碼冗余,，提高執(zhí)行效率,，能充分利用指令碼所有位，最多可以設(shè)計256條指令,。在通用匯編器的支撐下,，既可設(shè)計屬于您自己的個性化指令系統(tǒng)，亦可設(shè)計成與16/8位微處理器兼容的標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng),，為模型計算機(jī)的通用化設(shè)計構(gòu)建了一個可操作平臺,。
（四）微控制器
該運(yùn)用“PA”理念，用存儲器邏輯與組合邏輯相結(jié)合的方法構(gòu)造微控制器,，根據(jù)程序需要自動變更當(dāng)前控制邏輯,，對于使用頻率高的簡單指令以及很有用又不復(fù)雜的指令選擇組合邏輯，遇復(fù)雜的,、不規(guī)整需擴(kuò)充的指令選擇存儲器邏輯,，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
（五）后續(xù)微址
微程序控制器中隱含后續(xù)微地址（BAF）,，采用斷定法,，由轉(zhuǎn)移控制段BCF（2位）規(guī)定后續(xù)微地址形成方式，支持順序執(zhí)行（uPC+1），進(jìn)位位轉(zhuǎn)移,，零標(biāo)志轉(zhuǎn)移,，無條件轉(zhuǎn)移，在取指周期以操作碼形成后續(xù)微地址,。
（六）時序?qū)哟?/span>
該擁有一個周期,、節(jié)拍、脈沖組成的三級時序系統(tǒng),。以取指周期為始設(shè)了四個狀態(tài)觸發(fā)器,，在組合邏輯控制中，該觸發(fā)器為1,，控制器進(jìn)入那個機(jī)器周期的微操作,。系統(tǒng)按序定拍，隨機(jī)器周期動態(tài)變更節(jié)拍發(fā)生器,，在非取指周期產(chǎn)生T1→T3→T4三拍制節(jié)拍發(fā)生器,，在取指周期產(chǎn)生T1→T2→T3→T4四拍制發(fā)生器。
（七）軟硬件環(huán)境
實(shí)時部件顯示：各部件單元都以計算機(jī)結(jié)構(gòu)模型布局,，清晰明了,，各部件均有七段數(shù)碼管顯示其十六進(jìn)制內(nèi)容。兩個數(shù)據(jù)流方向指示燈以直觀反映當(dāng)前數(shù)據(jù)的來源與目標(biāo)去向,。即使不借助PC機(jī)也可實(shí)時觀察數(shù)據(jù)流狀態(tài),，判斷其正確性，提供一目了然的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,。
開放式設(shè)計：系統(tǒng)支持三種實(shí)驗(yàn)電路構(gòu)造方式,，即實(shí)驗(yàn)單元電路的硬布線連接方式、單元電路的控位連接方式和實(shí)驗(yàn)電路“軟連線”方式,。對于實(shí)驗(yàn)單元電路的硬布線連接方式,，可采用雙頭實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線從零開始在擴(kuò)展區(qū)域逐一搭起一個實(shí)驗(yàn)電路；對于各單元電路的控位連接,，只需使用雙頭實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線在單元電路控位與控制信號之間對應(yīng)連接，就可構(gòu)造出實(shí)驗(yàn)所需的部件控制電路,；亦可使用可編程邏輯器件在線設(shè)計下載實(shí)驗(yàn)電路,，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)電路的“軟接線”。
邏輯分析：對于教師而言,，不難體會要講清時序關(guān)系是不容易的,，而學(xué)生理解并利用時序關(guān)系則難上加難。而由于現(xiàn)代集成技術(shù)的迅猛發(fā)展,，在實(shí)際工作中需要更多的利用邏輯分析工具進(jìn)行時序分析,。達(dá)愛思計算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具備邏輯分析功能，老師可通過電化教學(xué)設(shè)備向?qū)W生現(xiàn)場展示指令與時序的關(guān)系，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時直觀地觀測到指令與時序的關(guān)系,，有效的提高教學(xué)效果,。
（八）靈活的多操作方式
該以高性能MCU為核心組成系統(tǒng)的操作與控制平臺，自帶鍵盤,、CD顯示,，配備強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境，擁有前后臺雙環(huán)境支持,，跟蹤運(yùn)行軌跡,、受理中斷請求、變更控制模式,、捕捉現(xiàn)場信息,。
（九）主流處理器的多總線結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)采用多總線結(jié)構(gòu)，分別是數(shù)據(jù)總線,、指令總線,、微總線。這種三者分離并行的總線結(jié)構(gòu),，遇取指周期可以并行完成操作數(shù)的存取,，在當(dāng)前指令結(jié)束后的第一個微周期可直接進(jìn)入下一條指令的取指操作，通過微總線形成電路解釋與執(zhí)行的后續(xù)微址,，因此指令總線與微總線的主要仼務(wù)是預(yù)取指與后續(xù)微址的預(yù)處理,。
（十）FPGA開發(fā)支持，提供所有VHD例程
系統(tǒng)可選配Xiinx的XCV200擴(kuò)展板,，具有20萬門大規(guī)模FPGA用于CPU模型的設(shè)計,，16位64K的RAM用于存放用戶程序及數(shù)據(jù)。學(xué)生將設(shè)計好的CPU模型下載到FPGA,，并將需要運(yùn)行的程序下載到RAM,，根據(jù)先易后難的實(shí)踐思路逐步完成16位機(jī)、32位機(jī)的設(shè)計,。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
單元實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)
2)通用寄存器實(shí)驗(yàn)
3)準(zhǔn)雙向I/O口實(shí)驗(yàn)
4)地址總線組成實(shí)驗(yàn)
5)十六位數(shù)據(jù)總線實(shí)驗(yàn)
6)存儲器讀寫實(shí)驗(yàn)
7)指令總線運(yùn)用實(shí)驗(yàn)
8)中斷控制實(shí)驗(yàn)
9)微控制器實(shí)驗(yàn)
10)時序部件實(shí)驗(yàn)
模型機(jī)及硬布線控制器實(shí)驗(yàn)
1)基本模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
2)分段模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
3)帶移位運(yùn)算的模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
4)復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
5)流水模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
6)基于RISC處理器構(gòu)成模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
7)基于重疊技術(shù)構(gòu)成的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
8)中斷模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
9)PA綜合模型機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
通用計算機(jī)實(shí)驗(yàn)
1)MCS-51單片機(jī)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
2)8086微處理器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
C,、實(shí)驗(yàn)桌：鋁木結(jié)構(gòu)，采用特制模具制作的優(yōu)質(zhì)鋁合金做框架,，鋁合金表面經(jīng)氧化處理,，經(jīng)久耐用，美觀大方,，符合現(xiàn)代審美觀,，桌面為防火、防水,、耐磨高密度板,，桌子下部配置儲存柜及電腦主機(jī)柜,。