TW-X32新型微機原理與接口教學係統實驗箱

基於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核心模塊和創新拓展型實驗電路用獨立模塊外接擴展方式實現，既兼顧演示驗證性實驗、又考慮到綜合設計和創新研究性實驗的需要。是一款靈活性極強的新型微機原理和接口實驗教學平台，適合各層次學生進行微機原理和接口應用方麵的實驗。

一、主要特點

1、CPU係統模塊獨立設計，支持2種CPU係統：Intel 486 CPU係統和80386EXCPU係統。標配Intel 486 CPU係統。有機玻璃麵板保護。

2、常用基礎實驗電路采用集成一體化設計，創新擴展模塊通過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、 配套微機控製技術輔助教學聯機軟件，與PC通信有USB和以太網絡兩種方式。

5、彙編語言和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、彙編語言和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、實驗係統采用CPU核心板和實驗模塊底板分離設計，全部係統總線通過2排50針插座和實驗電路主板隔離設計，確保CPU係統安全可靠，同時CPU係統板上加保護罩。

2、Intel 486 CPU核心板組成

2.1 CPU基於Intel 486 設計。

2.2 係統主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設計。

2.3 係統監控采用256K Flash Memory W29C020設計。

2.4 用戶程序和數據存儲器采用128K SRAM UT621024設計。

2.5 兩種與PC係統通信方式：①用CH395設計的標準USB通信；②用CH395SL設計的以太網通信。

2.6 設計有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發器SP232EEN及其DB9接口。

2.7 總線插座提供32位數據總線、20位地址總線（可擴展為32位地址總線），數據總線支持8/16/32位存儲器與I/O操作。

3、80386EX核心板組成(選配）

3.1 CPU基於80386EX設計。

3.2 係統主控芯片采用CPLD器件EPM7032S設計。

3.3 係統監控采用256K Flash Memory W29C020設計。

3.4 用戶程序和數據存儲器采用128K SRAM UT621024設計。

3.5 兩種與PC係統通信方式：①用CH395設計的標準USB通信方式；②用CH395SL設計的以太網通信方式。

3.6 設計有RS232收發器SP232EEN及其DB9接口。

3.7 總線插座提供16位數據總線、20位地址總線（可擴展為32位地址總線），數

據總線支持8/16位存儲器與I/O操作。

4. 實驗電路主板組成

4.1電源：提供±5V，±12V工作電源。每路均有短路保護自恢複功能。

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

4.3人機接口

1）4×4鍵盤矩陣。

2）8位LED發光管模塊。

3）帶指示邏輯電平開關12位。

4）帶譯碼的8隻高亮LED七段數碼顯示器。

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）繼電器接口控製電路。

8）直流電機及控製驅動電路。

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。

4.4 接口控製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）並行I/O接口擴展電路8255。

4）8254/8253定時/計數器接口電路。

5）8251串行口接口電路。

6）8259十六級中斷控製接口電路。

7）8237A DMA數據傳送接口電路。

8）74LS164串並轉換電路。

4.5傳感器

1）光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤，可以測量電機轉速，實現電機閉環控製。

4.6 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/分析曆史波型。

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。可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學課件中。

4.7 擴展接口

1）擴展全部係統總線和20線L_DV總線插座，用於接入外擴模塊，開展創新實驗。

2）擴展IC16插座1隻，擴展IC40插座1隻，用於自己設計譯碼器或輔助邏輯電路等。

5、可以外部擴展的創新實驗模塊（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，連接穩定可靠。

7、機箱：外形參考尺寸：480×360×148mm，鋁木合金材料，綠色環保。

三、軟件功能

1、與PC通信可選USB和以太網絡兩種方式。

2、 PC端集成開發環境軟件基於.NET開發，支持Windows XP/7/10的32位和64位係統。

3、 彙編語言和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、 彙編語言和C語言均采用工程文件組織管理。

5、 彙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、 彙編語言調試支持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、彙編語言支持32位保護模式編程實驗，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集成開發環境實模式下的調試軟件界麵

9. A86集成開發環境調試保護模式彙編程序界麵

10.A86集成開發環境調試C程序界麵

三、可以實現的實驗項目

3.1實模式下基礎硬件實驗

1、I/O地址譯碼程序設計實驗

2、係統中斷控製器程序設計實驗

3、係統中斷控製器級聯程序設計實驗

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/計數器程序設計實驗

9、定時/計數器音樂程序設計實驗

10、8251串行通信程序設計實驗

11、8255並行通信(方式0)程序設計實驗

12、8255並行通信(方式1中斷方式)程序設計實驗

13、8255並行通信(方式1選通方式)程序設計實驗

14、函數波形發生器程序設計實驗

15、ADC0809模數轉換(顯示十六進製)程序設計實驗

16、ADC0809模數轉換(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、步進電機控製程序設計實驗

23、直流電機PWM程序設計實驗

24、繼電器控製實驗

25、交通燈控製器程序設計實驗

26、電子琴程序設計

以下實驗可以通過外部擴展模塊實現

27、16X16點陣顯示實驗

28、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。

3.2 80x86微機原理(實模式)彙編程序設計實驗

1、實驗係統認識實驗

2、顯示程序實驗

3、數據傳送實驗

4、數據碼製轉換程序設計實驗

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

3.3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、分頁存儲管理實驗
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、具有分頁機製的存儲器擴展程序設計實驗

3.4 微機接口課程設計(綜合)

1、數字錄音機程序設計實驗

2、數字電子鍾設計實驗

3、簡易示波器設計實驗

四、實驗係統配置表

TW-X32微機原理和接口產品與國內同類產品功能對比

微機接口實驗係統參數

一、總體要求

1、由鋁木合金箱體、穩壓電源、CPU係統模塊、實驗電路主板、創新擴展總線和創新實驗電路模塊組成。

★2、支持CPU係統A80486DXCPU係統。

★3、常用實驗電路采用集成一體化設計，創新擴展模塊通過L_DV總線接入主板。

★4、設計有嵌入式雙通道虛擬示波器。

5、配套微機控製技術輔助教學聯機調試軟件。

二、詳細硬件組成和結構

★1、實驗係統采用CPU核心板和實驗模塊底板分離設計，全部係統總線通過2排50針插座和實驗電路主板隔離設計，確保CPU係統安全可靠，同時CPU係統板上加保護罩。

★2、A80486DX核心板組成

2.1 CPU基於A80486DX設計。

★2.2 係統主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設計。

★2.3 係統監控采用256K Flash Memory W29C020設計。

★2.4 用戶程序和數據存儲器采用128K SRAM UT621024設計。

★2.5 兩種與PC係統通信方式：①用CH395設計的標準USB通信；②用CH395SL設計的以太網通信。

★2.6 設計有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發器SP232EEN及其DB9接口。

★2.7 總線插座提供32位數據總線、20位地址總線（可擴展為32位地址總線），數據總線支持8/16/32位存儲器與I/O操作。

3. 實驗電路主板組成

3.1電源：提供±5V，±12V工作電源。每路均有短路保護自恢複功能。

4.2常用信號源：2路正負單脈衝輸出；8路固定脈衝輸出1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ；1路0-5V模擬量輸出。

4.3人機接口

1）4×4鍵盤矩陣。

2）8位開關量輸出和12位開關量輸人顯示電路。

3）帶譯碼的8隻高亮LED七段數碼顯示器。

4）音頻信號輸入電路，帶麥克風。

5）音頻信號輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）。

6）繼電器接口控製電路。

7）直流電機及驅動電路。

8）三相五線步進電機20BY及驅動電路UN2003。

9）LCD12864中文液晶（兼容LCD1602字符型）顯示電路。

10）8×8雙色點陣顯示及其驅動電路。

4.4 控製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）並行I/O接口擴展電路8255。

4）8254/8253定時/計數器接口電路。

5）8251串行口接口電路。

6）8259中斷控製接口電路。

7）8237A DMA數據傳送接口電路。

8）74LS164串並轉換電路。

4.5 傳感器

1）光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤，可以測量電機轉速，實現電機閉環控製。

2）數字溫度傳感器：采用18B20實現溫度的測量。

★4.6 配置雙通道虛擬示波器

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/分析曆史波型。

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。可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學課件中。

★4.7 擴展接口

1）擴展全部係統總線和20線L_DV總線插座，用於接入外擴模塊，開展創新實驗。

2）擴展IC16插座1隻，擴展IC40插座1隻，用於自己設計譯碼器或輔助邏輯電路等。

三、軟件功能

★1. 與PC通信可選USB和以太網絡兩種方式。

★2. PC端集成開發環境軟件基於.NET開發，支持Windows XP/7/10係統。

★3. 彙編語言和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. 彙編語言和C語言均采用工程文件組織管理。

★5. 彙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. 彙編語言調試支持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. 彙編語言支持32位保護模式編程實驗，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。