RYJW-01型計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)接口及應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)
一、概述 本產(chǎn)品是計(jì)算機(jī)組成原理及微機(jī)接口及應(yīng)用的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，規(guī)格：160×75×78cm。二者組合在一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，提高了規(guī)劃化程度，管理水平，資源共享，節(jié)省資金，節(jié)省實(shí)驗(yàn)室，減少管理人員，是學(xué)校上規(guī)模、上檔次的理想選擇。
▲ 計(jì)算機(jī)組成原理部分：
硬軟件配置相對(duì)完整、可支持8位或16位字長(zhǎng)、可以選用組合邏輯控制器或微程序控制方案、文字與圖紙資料相對(duì)齊全、主要用于“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
該系統(tǒng)是一臺(tái)硬件組成相對(duì)完備的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，CPU、主存、I/O接口及總線等有一定的典型性，并能驅(qū)動(dòng)最常用的計(jì)算機(jī)輸入/輸出設(shè)備，用戶可把該機(jī)的組成與設(shè)計(jì)，作為計(jì)算機(jī)組成原理課程授課的實(shí)例內(nèi)容，理論聯(lián)系實(shí)際，保證課程各主要章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的理論深度和較高的實(shí)用性。
該系統(tǒng)提供計(jì)算機(jī)組成原理課所要求的教學(xué)實(shí)驗(yàn)功能，實(shí)驗(yàn)手段實(shí)用先進(jìn)，學(xué)生可深入到計(jì)算機(jī)CPU內(nèi)部，查看、測(cè)試各主要信號(hào)與部件工作狀態(tài)，修改已實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)，增加自己新的設(shè)計(jì)，達(dá)到“親口嘗梨”的效果，并充許學(xué)生從頭完成另一套全新設(shè)計(jì)。能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)與動(dòng)手實(shí)踐的基本技能，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。 |
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二、技術(shù)指標(biāo)與配置：
▲ 計(jì)算機(jī)組成原理單元
1、機(jī)器字長(zhǎng)8位或16位，即運(yùn)算器、主存、數(shù)據(jù)總線均可以是8位或16位，但地址總線都是16位。
2、指令系統(tǒng)，基本指令系統(tǒng)分為8位或16位兩種，支持多種基本尋址方式。其中一部分指令已實(shí)現(xiàn)，用于設(shè)計(jì)監(jiān)控程序和用戶的常規(guī)匯編程序，尚保留多條指令供實(shí)驗(yàn)者自己實(shí)現(xiàn)。請(qǐng)注意，由8位字長(zhǎng)和16位字長(zhǎng)分別構(gòu)成的是兩套完全不同的指令系統(tǒng)，甚至于都很難考慮它們之間的兼容性，故由8位字長(zhǎng)或16位字長(zhǎng)組成的是兩種完全不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
3、主存最大尋址空間是36K字節(jié)（8位機(jī)）或18K字節(jié)（16位機(jī)），基本容量為8K（字節(jié)或16位的字）容量的ROM和2K（字節(jié)或16位的字）容量的RAM存儲(chǔ)區(qū)域。還可以進(jìn)一步的完成容量擴(kuò)展的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
4、原理上講，主振可在幾百KHZ～2MHZ之間的選擇。
5、運(yùn)算器由2片或4片位片結(jié)構(gòu)器件級(jí)聯(lián)而成，片間用串行進(jìn)位方式傳遞進(jìn)位信號(hào)。ALU實(shí)現(xiàn)8種算術(shù)與邏輯運(yùn)算功能，內(nèi)部包括16個(gè)雙端口讀出、單端口寫入的通用寄存器，和一個(gè)能夠自行移位的乘商寄存器。設(shè)置C（進(jìn)位）、Z（結(jié)果為0）、V（溢出）和S（符號(hào)位）四個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位。
6、控制器采用微程序和硬布線兩種控制方案實(shí)現(xiàn)，可由實(shí)驗(yàn)者自行選擇。實(shí)驗(yàn)人員可方便地修改已有設(shè)計(jì)，或加進(jìn)若干條自己設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的新指令，新老指令同時(shí)運(yùn)行。
7、主機(jī)上安裝有一路INTEL8251串行接口，可直接接計(jì)算機(jī)終端，或接入一臺(tái)PC機(jī)作為自己的仿真終端。選用了MAX202倍壓線路，以避免使用+12V和-12V電源。
8、在主板上設(shè)置了一定擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)用的器件插座，提供擴(kuò)展內(nèi)存和各種輸入/輸出接口實(shí)驗(yàn)所需的地址、數(shù)據(jù)的控制等信號(hào)，以便支持在主板上完成這種擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。
9、在主板的右一角位置，設(shè)置了完成中斷教學(xué)實(shí)驗(yàn)的全套擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。
10、在主板上設(shè)置有一些撥數(shù)開關(guān)和微型開關(guān)、按鍵和指示燈，支持最低層的手工操作方式的輸入/輸出和機(jī)器調(diào)試。板上還有支持教學(xué)實(shí)驗(yàn)用的一定數(shù)量的跳線夾。
11、實(shí)驗(yàn)機(jī)硬件系統(tǒng)，主要功能部件劃分在大一些的水平放置的一塊印制電路板的不同區(qū)域，微程序控制器的主要部分劃分在小一些的垂直插接的一塊印制電路板上，所有器件都用插座插接在印制板上，便于更換器件。
12、實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)使用單一的5V、最大電流3A的直流模塊電源，所耗電流在1.5～2A之間。電源模塊安裝在水平電路板右上角位置，220V交流電通過(guò)電源線插送到電源插座上，并用一個(gè)開關(guān)控制交流電源的接通或斷開。
13、板上安裝了很多發(fā)光二極管指示燈，用于顯示重要的數(shù)據(jù)或控制信號(hào)的狀態(tài)。
▲微機(jī)接口及應(yīng)用單元：
1、系統(tǒng)組成：一塊PC總線擴(kuò)展卡、一塊主板、鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)板及連接電纜。
2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：I/O地址譯碼、8255、8253、ADC0809、DAC0832等接口電路；邏輯電平開關(guān)、發(fā)光二極管顯示、七段譯碼管顯示、時(shí)鐘、信號(hào)發(fā)生器、邏輯筆等輔助電路。
3、實(shí)驗(yàn)插座：一個(gè)40芯、二個(gè)20芯、一個(gè)16芯、二個(gè)14芯組件插座供擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)電路使用。
4、TTL實(shí)驗(yàn)電路：與、或、非、觸發(fā)器等。
5、+5V、±12V電源盒。 |
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三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
▲計(jì)算機(jī)組成原理單元
該實(shí)驗(yàn)分為基本實(shí)驗(yàn)和可選實(shí)驗(yàn)，基本實(shí)驗(yàn)指學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成原理課通常要完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)可達(dá)到學(xué)習(xí)基本原理和訓(xùn)練基本技能的目的。可選實(shí)驗(yàn)是指教學(xué)機(jī)支持的那些難度較大的需要較長(zhǎng)時(shí)間完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這些實(shí)驗(yàn)可作為課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容或用作畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。
A、基本實(shí)驗(yàn)
1．基礎(chǔ)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 5．串行口輸入輸出實(shí)驗(yàn)
2．脫機(jī)運(yùn)算器實(shí)驗(yàn) 6．微程序控制器實(shí)驗(yàn)
3．組合邏輯控制器實(shí)驗(yàn) 7．編程序控制器實(shí)驗(yàn)
4．主存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)
B、可選實(shí)驗(yàn)（課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)）
1、故障診斷的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2、用一臺(tái)正確運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)機(jī)輔助調(diào)試另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)機(jī)
3、實(shí)驗(yàn)機(jī)的監(jiān)控程序、交叉匯編程序的修改與擴(kuò)充的實(shí)驗(yàn)
4、擴(kuò)充的輸入/輸出接口、設(shè)備與驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)驗(yàn)
5、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一套全新指令系統(tǒng)的CPU
6、軟盤驅(qū)動(dòng)器的接口與驅(qū)動(dòng)線路實(shí)驗(yàn)
▲微機(jī)接口及應(yīng)用單元
A、第一類：TTL集成電路實(shí)驗(yàn)（數(shù)字電路課）
1．與、或、非門等門電路實(shí)驗(yàn) 4．集成計(jì)數(shù)器及寄存器
2．組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)（半加器、全加器等） 5．譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器等
3．觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)（RS、D、JK等） 6．單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等波形實(shí)驗(yàn)
B、第二類：微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)（微機(jī)原理課）
1．I/O地址譯碼實(shí)驗(yàn) 5．A/D、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
2．簡(jiǎn)單并行接口實(shí)驗(yàn) 6．可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)
3．可編程并行口實(shí)驗(yàn)（一）（二） 7．七段數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)
4．串行通訊實(shí)驗(yàn)（8251、8250） 8．中斷實(shí)驗(yàn)和DMA通訊實(shí)驗(yàn)
C、趣味性實(shí)驗(yàn)及控制實(shí)驗(yàn)（微機(jī)應(yīng)用課）
1．競(jìng)賽搶答器實(shí)驗(yàn) 6．步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)（加選件）
2．?dāng)?shù)字錄音機(jī)實(shí)驗(yàn) 7．直流小電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)（加選件）
3．電子琴實(shí)驗(yàn)（加選件） 8．集成電路測(cè)試實(shí)驗(yàn)
4．交通燈控制實(shí)驗(yàn) 9．8279鍵盤、顯示控制實(shí)驗(yàn)（加選件） |
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