SHKC-WK86新型微機原理接口實驗箱

基于微機原理和接口實驗教學的特點，我們采用基礎功能實驗電路一體化設計，CPU核心模塊和創(chuàng)新拓展型實驗電路用獨立模塊外接擴展方式實現(xiàn)，既兼顧演示驗證性實驗、又考慮到綜合設計和創(chuàng)新研究性實驗的需要。是一款靈活性的新型微機原理和接口實驗教學平臺，適合各層次學生進行微機原理和接口應用方面的實驗。

一、主要特點

1、CPU系統(tǒng)模塊獨立設計，支持2種CPU系統(tǒng)：Intel 486 CPU系統(tǒng)和80386EX。標配Intel 486 CPU系統(tǒng)。有機玻璃面板保護。

2、常用基礎實驗電路采用集成一體化設計，創(chuàng)新擴展模塊通過20芯L_DV總線接入主板。

3、設計有嵌入式雙通道虛擬示波器。

4、 配套微機控制技術輔助教學聯(lián)機軟件，與PC通信有USB和以太網(wǎng)絡兩種方式。

5、匯編語言和C語言支持符號化遠程調試，同時支持本機調試，即PC獨立調試方式。 6、匯編語言和C語言均采用工程文件組織管理。

7、支持保護模式下的編程實驗。

二、詳細硬件組成和結構

1、實驗系統(tǒng)采用CPU核心板和實驗模塊底板分離設計，全部系統(tǒng)總線通過2排50針插座和實驗電路主板隔離設計，確保CPU系統(tǒng)安全可靠，同時CPU系統(tǒng)板上加保護罩。

、Intel 486 CPU核心板組成

（1）CPU基于Intel 486 設計。

（2）系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設計。

（3）系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設計。

（4）用戶程序和數(shù)據(jù)存儲器采用128K SRAM UT621024設計。

（5）兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設計的標準USB通信；②用CH395SL設計的以太網(wǎng)通信。

（6）設計有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。

（7）總線插座提供32位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴展為32位地址總線），數(shù)據(jù)總線支持8/16/32位存儲器與I/O操作。

3、

（1） CPU基于設計。

（2）系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7032S設計。

（3）系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設計。

（4）用戶程序和數(shù)據(jù)存儲器采用128K SRAM UT621024設計。

（5）兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設計的標準USB通信方式；②用CH395SL設計的以太網(wǎng)通信方式。

（6）設計有RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。

（7）總線插座提供16位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴展為32位地址總線），數(shù)據(jù)總線支持8/16位存儲器與I/O操作。

4. 實驗電路主板組成

（1）電源：提供±5V，±12V工作電源。每路均有短路保護自恢復功能。

（2）信號源：1）2路正負單次脈沖輸出。2）8路固定脈沖輸出：1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。3）1路0-5V模擬量輸出。

（3）人機接口

1）4×4鍵盤矩陣。

2）8位LED發(fā)光管模塊。

3）帶指示邏輯電平開關12位。

4）帶譯碼的8只高亮LED七段數(shù)碼顯示器。

5）音頻信號輸入電路，帶麥克風

6）音頻信號輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）

7）繼電器接口控制電路。

8）直流電機及控制驅動電路。

9）三相五線步進電機20BY及驅動電路UN2003。

10）LCD12864中文液晶（兼容LCD1602字符型）顯示電路。

11）8×8雙色點陣顯示及其驅動電路。

（4）接口控制電路和通信實驗電路

1）8路8位A/D 0809轉換電路。

2）1路8位 D/A0832轉換電路。

3）并行I/O接口擴展電路8255。

4）8254/8253定時/計數(shù)器接口電路。

5）8251串行口接口電路。

6）8259十六級中斷控制接口電路。

7）8237A DMA數(shù)據(jù)傳送接口電路。

8）74LS164串并轉換電路。

（5）傳感器

1）光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤，可以測量電機轉速，實現(xiàn)電機閉環(huán)控制。

（6） 配置雙通道虛擬示波器（選配)

1）真正的高速雙通道存儲虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。

2）帶有實時X-Y示波器：自動同步顯示功能。

3）存儲功能：存儲/栽入/分析歷史波型。

4）輸入模擬電壓信號幅值由軟件調整，勿需硬件開關切換。

5）帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器?？梢员４娌ㄐ臀募?，圖片文件，方便插入在教學課件中。

（7）擴展接口

1）擴展全部系統(tǒng)總線和20線L_DV總線插座，用于接入外擴模塊，開展創(chuàng)新實驗。

2）擴展IC16插座1只，擴展IC40插座1只，用于自己設計譯碼器或輔助邏輯電路等。

5、可以外部擴展的創(chuàng)新實驗模塊（選配）

（1）16X16點陣顯示電路。

（2）32位SRAM，由4片8位存儲器6116組成。

（3）32位開關量輸入和輸出電路模塊。

（4）41線LED音頻電平顯示實驗電路。

（5）高精度數(shù)字標尺顯示實驗電路。

（6）USB總線通信實驗電路。

6、實驗線路的連接：全部信號采用排線連接或單根杜邦線連接，操作簡便，連接穩(wěn)定可靠。

7、機箱：堅固型鋁合金框架，厚實的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 480×360×120mm。

三、軟件功能

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2、 PC端集成開發(fā)環(huán)境軟件基于.NET開發(fā)，支持Windows XP/7/10的32位和64位系統(tǒng)。

、 匯編語言和C語言支持符號化遠程調試，同時支持本機調試，即PC獨立調試方式。 4、 匯編語言和C語言均采用工程文件組織管理。

5、 匯編語言支持多段調試；支持寄存器、變量顯示及修改；支持命令行窗口運行DEBUG32調試命令。

6、 匯編語言調試支持INT21H字符和字符串重定向顯示功能（2,9號）、支持INT21H的字符和字符串遠程鍵盤輸入功能（1,10號），支持D/A虛擬儀器顯示功能。

7、匯編語言，內容包括描述符、特權級變換、任務切換，8259A硬件中斷、異常處理、無分頁/分頁存儲管理等。

8、A86集成開發(fā)環(huán)境實模式下的調試軟件界面

9. A86集成開發(fā)環(huán)境調試保護模式匯編程序界面

10.A86集成開發(fā)環(huán)境調試C程序界面

三、可以實現(xiàn)的實驗項目

1.實模式下基礎硬件實驗

（1）I/O地址譯碼程序設計實驗

（2）系統(tǒng)中斷控制器程序設計實驗

（3）系統(tǒng)中斷控制器級聯(lián)程序設計實驗

（4）DMA存儲器---存儲器傳送程序設計實驗

（5）DMA寫操作程序設計實驗

（6）DMA讀操作程序設計實驗

（7）8/16/32位存儲器讀寫程序設計實驗

（8）定時器/計數(shù)器程序設計實驗

（9）定時/計數(shù)器音樂程序設計實驗

（10）18251串行通信程序設計實驗

（11）8255并行通信(方式0)程序設計實驗

（12）8255并行通信(方式1中斷方式)程序設計實驗

（13）8255并行通信(方式1選通方式)程序設計實驗

（14）函數(shù)波形發(fā)生器程序設計實驗

（15）ADC0809模數(shù)轉換(顯示十六進制)程序設計實驗

（16）ADC0809模數(shù)轉換(顯示波形)程序設計實驗

（17）4x4鍵盤顯示程序設計實驗

（18）七段數(shù)碼管顯示程序設計實驗

（19）128x64 LCD液晶顯示程序設計實驗

（20）8x8點陣LED顯示程序設計實驗

（21）搶答器程序設計實驗

（22）步進電機控制程序設計實驗

（23）直流電機PWM程序設計實驗

（24）繼電器控制實驗

（25）交通燈控制器程序設計實驗

（26）電子琴程序設計

以下實驗可以通過外部擴展模塊實現(xiàn)

（28）16X16點陣顯示實驗

（29）USB 總線通信實驗

（30）41線LED音頻電平顯示實驗電路

（31）32位SRAM存儲器讀寫實驗。

（32）32位I/O讀寫實驗。

2. 80x86微機原理(實模式)匯編程序設計實驗

（1）實驗系統(tǒng)認識實驗

（2）顯示程序實驗

（3）數(shù)據(jù)傳送實驗

（4）數(shù)據(jù)碼制轉換程序設計實驗

（5）運算程序設計實驗

（6）分支結構程序設計實驗

（7）循環(huán)結構程序設計實驗

（8）子程序設計實驗

（9）排序程序設計實驗

（10）綜合程序設計實驗

3.保護模式下的實驗項目

（1）實模式與保護模式切換程序設計實驗

（2）分頁存儲管理
（3）描述符及描述符表程序設計實驗

（4）保護模式下任務切換CALL實驗
（5）保護模式下任務切換JMP實驗
（6）實模式保護模式轉換實驗
（7）具有分頁機制的存儲器擴展程序設計實驗

4.微機接口課程設計(綜合)

（1）數(shù)字錄音機程序設計實驗

（2）數(shù)字電子鐘設計實驗

（3）簡易示波器設計實驗

四、實驗系統(tǒng)配置表