微機原理實驗係統

Ⅰ、微機原理實驗係統

一、基本思想和要求：

1、以培養學生創新能力、綜合能力、實踐能力、工程應用能力為目標，保留傳統經典實驗的理念，實驗過程中要讓學生對實驗內容看得見。實驗對象必須是工業中常用的，實驗手段和實驗方法必須是工業和科研中得到應用、成熟、先進的技術，設備必須滿足電氣工程及其自動化、自動化、電子、測控專業課程設計、畢業設計的需求，滿足部分學生完成研究性、設計性實驗。

★2、實驗箱必須使用CPU586或以上的內核，全麵支持80x86實模式和保護模式微機原理及接口技術的實驗教學，滿足最新微機原理及接口技術課程的教學要求；使用常用的PC104總線接口總線組合插接方式構成微機原理與接口技術教學實驗係統；係統需提供全開放的80x86係統擴展總線，支持開放式的微機接口技術各項實驗。

3、實驗箱包括輸入輸出、接口擴展、存儲器、中斷操作、數據采集、數據轉換等技術。用戶可以用彙編、C/C++或其它工具在微機上編程，對實驗對象進行操作。

★4、實驗箱能進行串/並口、高速USB2.0 OTG、Ultra-DMA IDE、10M/100M 以太網上實現工業計算機所需功能。

5、實驗箱必須自帶顯示功能，同時具有外擴VGA接口，支持更大分辨率的顯示器的功能。

6、采用Windows下的彙編和C源語言編程調試環境，係統配備功能強大的Windows環境的彙編和C源語言調試軟件，支持常用的INT21功能調用，具有單步、跳過、斷點、連續、變量跟蹤等調試手段，可高水平的實現實驗程序的動態調試。

7、實驗箱提供支持多種接口模塊連接方式具有構造複雜電路的能力和連接電路的高效率。

8、自檢模塊：需提供係統自檢功能，集成環境軟件能對實驗儀的所有模塊自動檢測，對於有問題的區域，提示有可能有問題的芯片編號、型號等。

9、為避免學生實驗時不正確接線，實驗箱對不常使用芯片有必要保護措施，提供多種接線規格，備用接線。

★10、實驗箱能完成的實驗項目要求：①基本實驗：基本I/O、8255、8253、8251、8250、8259、8279、AD0809、DAC0832、液晶、8/16/32位存貯器實驗；②綜合實驗：直流電機、步進電機、RS232、RS485、紅外通信、繼電器、溫控模塊、紅外、火焰、震動、光照、聲光、氣壓、雨滴、點陣顯示、Zigbee無線通信、鍵盤+8255+8253+DA+電機、位置控製、GPS通信及以上基本芯片組合成的綜合實驗；實驗箱提供標準接口連接，電機能精確調速和測速，溫控模塊能實現閉環測控。要求集成的芯片資源全開放。

★11、可根據用戶需求定製免費提供實驗程序。

二、技術性能：

1、輸入電源：單相三線220V±10%50Hz

2、輸出電源：DC＋5V（5A）、DC＋12V（1A）、DC -12V（1A）各一組

3、外形尺寸：490mm×380mm×140mm

4、漏電保護：漏電動作電流不大於30mA，動作時間不大於0.1秒

三、係統組成：

實驗係統為鋁合金箱式結構，係統由PC104主板、接口電路底板、顯示器三部分組成。

（一）實驗資源主要功能配置要求：

序號

名稱

說  明

1

微機係統板

包含一個PC104嵌入式微機主板構成的微機核心模塊、一套計算機鍵盤和鼠標。核心模塊引出了包括16根數據線、20根地址線、數據字節使能信號、I/O片選和讀/寫信號、存儲器片選和讀/寫信號、中斷請求信號、係統時鍾信號、係統複位信號等，滿足實驗需求。

2

顯示終端

8吋TFT真彩液晶顯示屏，分辨率為800×600

3

底板接口電路

配置要求詳見（二）

★（二）底板接口電路配置要求：

采用2mm厚印製線路板製成，接口模塊具體配置要求：

接口類型

接口名稱

說明

輸入接口

單次脈衝源

2路正負輸出的單次脈衝源

8位邏輯電平輸入

8隻開關

8位獨立式鍵盤

8隻微動按鈕

時鍾發生器

10路分頻輸出時鍾信號源

0～5V電位器調壓輸出

10k多圈電位器

輸出接口

8位邏輯電平顯示

8隻LED

16×16LED點陣顯示

可顯示漢字

128×64點陣液晶顯示

128×64點陣液晶圖文顯示模塊

常用接口芯片

譯碼器接口（含與門、與非門）

74LS138、74LS20、74LS21

擴展輸入接口

74LS244

擴展輸出接口

74LS273

可編程鍵盤顯示接口

8279+4×4矩陣鍵盤+動態掃描數碼管顯示

可編程並行擴展接口

8255

可編程中斷接口

8259

可編程定時/計數器擴展接口

8254

可編程串行口擴展接口

16C550

存儲器接口

SRAM

62256

IC卡接口

西門子SL4441

AD/DA轉換

並行D/A轉換接口

DAC0832

並行A/D轉換接口

ADC0809

12位高速並行AD轉換接口

AD9220，10MHz采樣速率

通信接口

RS-232通信接口

MAX232

USB通信接口

PDIUSBD12

控製對象

繼電器

有常開、常閉端口，可控製強電

直流電機驅動

小型實物電機、驅動電路

步進電機驅動

小型實物電機、驅動電路

有源蜂鳴器+指示燈

用於聲光報警

音頻驅動+揚聲器

LM386功放

 

★（三）控製對象模塊

接口類型

接口名稱

說明

控製對象模塊

火焰傳感器模塊

提供火焰傳感器，輸出電壓信號，實現對火源位置和距離的判斷

熱釋電紅外傳感器

提供紅外感應處理芯片CS9803及熱釋電紅外傳感器，利用人體感應紅外光來控製報警器，可以用於人體感應開關、自動門、自動洗手機等

震動傳感器模塊

提供震動傳感器，實現對震動強度的檢測

光照傳感器模塊

由1750FVI數字照度傳感器與PO188模擬照度傳感器組成，實現光照度測量

聲光傳感器模塊

由駐極話筒MIC、光敏電路、三極管放大電路及555電路組成，實現聲控功能

氣壓傳感器模塊

提供氣壓傳感器，可測量大氣壓強

雨滴傳感器模塊

由觸發器芯片CD4093、迂回檢測電路及三極管組成，實現雨滴大小檢測並輸出TTL電平

位置控製對象模塊

提供一台小型步進電機和一套位置移動機構（滑塊、標尺、皮帶）及位置反饋傳感器，可以通過微處理器運算控製滑塊的位置

64×32點陣顯示

由點陣和驅動芯片組成，實現任意漢字及2048像素範圍內的任意圖形顯示功能

nRF24L01模塊

由nRF24L01模塊組成，實現無線通信

Zigbee無線通信

由Zigbee模塊組成，實現信號無線發射和接收功能

GPS通信模塊

提供GPS模塊，可以獲取GPS模塊信號：時間、經度、緯度、海拔、移動速度等

 

（四）配件

提供與實驗項目相對應的各種配件及完整的教學資料：實驗指導書應包括學生用書和教師用書；教師用書包括所有接口電路的原理圖，實驗流程圖，連線方法及正確的代碼，並提供相應的電子文檔；接口芯片的工作原理及使用手冊要齊全；程序庫正確、完整，便於指導老師開發課程設計題目；使用與維護說明書等。

（五）、售後服務：

1、實驗係統需免費保修6年，終身維修。2、軟件免費更新升級。

（六）、擬購買配置：

    1. 基本實驗套件40套（含全套模塊10套）。

序號

設備名稱

數量

1

586微機原理與接口實驗箱

40套

2

火焰傳感器模塊

10套

3

熱釋電紅外傳感器

10套

4

震動傳感器模塊

10套

5

光照傳感器模塊

10套

6

聲光傳感器模塊

10套

7

氣壓傳感器模塊

10套

8

雨滴傳感器模塊

10套

9

位置控製對象模塊

10套

10

64×32點陣顯示

10套

11

nRF24L01模塊

10套

12

Zigbee無線通信

10套

13

GPS通信模塊

10套

2. 備用損耗：上述第1-13項 按照總數量的10% 配備，作為損耗和維修備品。

 

★（八）、實驗項目：

（一）80X86實模式微機原理及接口技術

1、16位微機原理及其程序設計實驗

（1）係統認識實驗

（2）數製轉換實驗

（3）運算類編程實驗

（4）分支程序設計實驗

（5）循環程序設計實驗

（6）排序程序設計實驗

（7）子程序設計實驗

（8）查表程序設計實驗

（9）輸入、輸出控製實驗

2、32位指令及其程序設計實驗

（1）80X86指令及程序設計

（2）32位指令及尋址實驗

3、80X86微機接口技術及其應用實驗

（1）174LS244擴展輸入實驗

（2）74LS273擴展輸出實驗

（3）靜態存儲器擴展實驗

（4）8259中斷控製實驗

（5）8254定時/計數器應用實驗

（6）8255並行接口實驗

（7）16C550串行接口應用實驗

（8）8279鍵盤顯示接口實驗

（9）動態掃描數碼管顯示實驗

（10）鍵盤掃描及顯示設計實驗

（11）點陣型圖文液晶顯示實驗

（12）16×16LED點陣顯示實驗

（13）並行A/D轉換實驗

（14）並行D/A轉換實驗

（15）IC卡讀寫實驗

（16）語音芯片控製實驗

（17）電子發聲設計實驗

（18）繼電器控製實驗

（19）直流電機測速控製實驗

（20）步進電機控製實驗

（二）80x86保護模式微機原理及接口技術

1、保護模式微機原理及其程序設計實驗

（1）描述符及描述符表實驗

（2）特權級變換實驗

（3）任務切換實驗

（4）中斷/異常處理實驗

2、虛擬存儲管理及存儲器擴展實驗

（1）無分頁機製的存儲器擴展實驗

（2）具有分頁機製的存儲器擴展實驗

（三）模塊對象控製實驗

（1）火焰傳感器模塊實驗

（2）熱釋電紅外傳感器實驗

（3）震動傳感器模塊實驗

（4）光照傳感器模塊實驗

（5）聲光傳感器模塊實驗

（6）氣壓傳感器模塊實驗

（7）雨滴傳感器模塊實驗

（8）64×32點陣顯示實驗

（9）nRF24L01模塊通信實驗

(10)位置控製對象模塊實驗

(11）GPRS/GSM無線通信實驗

(12)Zigbee無線通信實驗