VS-ITW01A計(jì)算機(jī)組原理微機(jī)原理接口技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置 

一,、單片機(jī)微機(jī)原理與接口技術(shù)部分:
（一）硬件概述
VS-ITW01A計(jì)算機(jī)組原理微機(jī)原理接口技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置,，是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(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。

二,、計(jì)算機(jī)組成原理部分：
（一）系統(tǒng)特點(diǎn)
1,、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),。
2,、開(kāi)放式設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬件具有*的開(kāi)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(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,。
3,、支持中斷實(shí)驗(yàn)：采用底層的器件設(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。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),。
4,、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),。
5,、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。
6,、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,。
7、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(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,。
8,、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,。
9,、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),；
10、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；
11,、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)。
（二）系統(tǒng)組成
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),。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1,、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)
（3）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)
（4）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)
（5）碼制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（6）ASCII碼（數(shù)字符）轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)
（7）十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼
（8）ASCII碼（數(shù)字符）轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)
（9）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼
（10）十進(jìn)制數(shù)的ASCII碼轉(zhuǎn)換為BCD碼
（11）十進(jìn)制BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)
（12）運(yùn)算類編程實(shí)驗(yàn)
（13）二進(jìn)制雙精度加法運(yùn)算
（14）十進(jìn)制的BCD碼減法運(yùn)算
（15）乘法運(yùn)算
（16）分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（17）循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（18）計(jì)算S＝1＋2×3＋3×4＋4×5＋…＋N（N＋1）
（19）求某數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)
（20）排序程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（21）氣泡排序法
（22）學(xué)生成績(jī)名次表
（23）子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（24）求無(wú)符號(hào)字節(jié)序列中的大值和小值
（25）求N,！
（26）查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（27）INT 21h輸入輸出程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（28）顯示A~Z共26個(gè)大寫英文字母
（29）INT 21H功能調(diào)用示例程序?qū)嶒?yàn)
（30）在C語(yǔ)言使用INT 21h功能調(diào)用
（31）PC鍵盤下傳實(shí)驗(yàn)箱七段碼顯示
（32）實(shí)驗(yàn)箱鍵盤上傳PC屏幕顯示
2、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)
（3）8259單級(jí)中斷控制
（4）8259多級(jí)中斷控制
（5）I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（8位／16位）
（6）8255并行口實(shí)驗(yàn)
（7）8255 A/B/C口輸出方波
（8）8255 PA輸入／PB輸出
（9）8255控制交通燈
（10）8253定時(shí)／計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
（11）8251串行通信應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
（12）鍵盤掃描及顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（13）8279鍵盤與顯示設(shè)計(jì)
（14）8255鍵盤與顯示設(shè)計(jì)
（15）8237可編程DMA控制器實(shí)驗(yàn)
（16）A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（17）D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（18）LCD 128×64圖形液晶實(shí)驗(yàn)
（19）LED 16×16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
（20）音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
（21）繼電器控制實(shí)驗(yàn)
（22）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（23）直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
（24）DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)
（25）V/F電壓頻率轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（27）PWM輸出實(shí)驗(yàn)
（28）DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘
（29）紅外遙控實(shí)驗(yàn)
3,、MCS-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（1）單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)
（2）系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)
（3）數(shù)制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（4）BCD整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)
（5）二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制整數(shù)
（6）運(yùn)算程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（7）多字節(jié)加法程序
（8）雙字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法
（9）雙字節(jié)除法
（10）查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（11）采用查表的方法將16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼
（12）通過(guò)查表實(shí)現(xiàn)y=x2
（13）數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)
（14）位操作實(shí)驗(yàn)
（15）單片機(jī)集成功能模塊實(shí)驗(yàn)
（16）數(shù)字量輸入輸出實(shí)驗(yàn)
（17）P1口I/O實(shí)驗(yàn)
（18）P1口流水燈實(shí)驗(yàn)
（19）中斷控制實(shí)驗(yàn)
（20）定時(shí)器中斷
（21）外部中斷
（22）定時(shí)／計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)
（23）定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
（24）計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)
（25）串行通信實(shí)驗(yàn)
（26）自發(fā)自收實(shí)驗(yàn)
（27）雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)
（28）片內(nèi)看門狗應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
（29）片內(nèi)EEPROM應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
4,、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)
（4）8255 A/B/C口輸出方波
（5）8255 PA輸入／PB輸出
（6）8255控制交通燈
（7）A/D 0809模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（8）D/A 0832數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（9）鍵盤與顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（10）8279鍵盤與顯示設(shè)計(jì)
（11）8255鍵盤與顯示設(shè)計(jì)
（12）LCD 128×64液晶顯示實(shí)驗(yàn)
（13）LED 16×16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
（14）音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
（15）繼電器控制實(shí)驗(yàn)
（16）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（17）直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（18）DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)
（19）溫度測(cè)量
（20）溫度控制
（21）V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（22）PWM輸出實(shí)驗(yàn)
（23）DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
（24）紅外遙控實(shí)驗(yàn)
（25）8251串行通信實(shí)驗(yàn)
（26）8253定時(shí)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)
（27）8259中斷控制實(shí)驗(yàn)
5、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（1）手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)
（2）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）
（3）通用寄存器實(shí)驗(yàn)
（4）十六位準(zhǔn)雙向I/O口實(shí)驗(yàn)
（5）地址總線組成實(shí)驗(yàn)
（6）數(shù)據(jù)總線實(shí)驗(yàn)
（7）存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn)
（8）指令總線運(yùn)用實(shí)驗(yàn)
（9）中斷控制實(shí)驗(yàn)
（10）微控制器實(shí)驗(yàn)
（11）時(shí)序部件實(shí)驗(yàn)
6,、典型模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
（1）基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
（2）分段模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
（3）帶移位運(yùn)算的模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
（4）復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
（5）流水模型機(jī)的設(shè)計(jì)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(jì)與實(shí)現(xiàn)
（9）PLA綜合模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6,、通用計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)
（1）MCS-51單片機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
（2）8086微處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
7、外設(shè)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
（1）8255并行口擴(kuò)展（PA控制PB）
（2）8155并行口擴(kuò)展（I/O,、RAM,、定時(shí)器）
（3）8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)（8級(jí)中斷、中斷優(yōu)先級(jí)）
（4）PLD應(yīng)用（設(shè)計(jì)P8212器件）