TW-X32新型微機(jī)原理與接口教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱

基于微機(jī)原理和接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，我們采用基礎(chǔ)功能實(shí)驗(yàn)電路一體化設(shè)計(jì)，CPU核心模塊和創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)電路用獨(dú)立模塊外接擴(kuò)展方式實(shí)現(xiàn)，既兼顧演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、又考慮到綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)的需要。是一款靈活性極強(qiáng)的新型微機(jī)原理和接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，適合各層次學(xué)生進(jìn)行微機(jī)原理和接口應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)。

一、主要特點(diǎn)

1、CPU系統(tǒng)模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，支持2種CPU系統(tǒng)：Intel 486 CPU系統(tǒng)和80386EXCPU系統(tǒng)。標(biāo)配Intel 486 CPU系統(tǒng)。有機(jī)玻璃面板保護(hù)。

2、常用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路采用集成一體化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新擴(kuò)展模塊通過20芯L_DV總線接入主板。

3、設(shè)計(jì)有嵌入式雙通道虛擬示波器。

4、 配套微機(jī)控制技術(shù)輔助教學(xué)聯(lián)機(jī)軟件，與PC通信有USB和以太網(wǎng)絡(luò)兩種方式。

5、匯編語言和C語言支持符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試，同時(shí)支持本機(jī)調(diào)試，即PC獨(dú)立調(diào)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(hù)模式下的編程實(shí)驗(yàn)。

二、詳細(xì)硬件組成和結(jié)構(gòu)

1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用CPU核心板和實(shí)驗(yàn)?zāi)K底板分離設(shè)計(jì)，全部系統(tǒng)總線通過2排50針插座和實(shí)驗(yàn)電路主板隔離設(shè)計(jì)，確保CPU系統(tǒng)安全可靠，同時(shí)CPU系統(tǒng)板上加保護(hù)罩。

2、Intel 486 CPU核心板組成

2.1 CPU基于Intel 486 設(shè)計(jì)。

2.2 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設(shè)計(jì)。

2.3 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。

2.4 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。

2.5 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)USB通信；②用CH395SL設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)通信。

2.6 設(shè)計(jì)有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。

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

3、80386EX核心板組成(選配）

3.1 CPU基于80386EX設(shè)計(jì)。

3.2 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7032S設(shè)計(jì)。

3.3 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。

3.4 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。

3.5 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)USB通信方式；②用CH395SL設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)通信方式。

3.6 設(shè)計(jì)有RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。

3.7 總線插座提供16位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴(kuò)展為32位地址總線），數(shù)

據(jù)總線支持8/16位存儲(chǔ)器與I/O操作。

4. 實(shí)驗(yàn)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(hù)自恢復(fù)功能。

4.2 信號(hào)源：1）2路正負(fù)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。

4.3人機(jī)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(guān)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(hào)輸入電路，帶麥克風(fēng)

6）音頻信號(hào)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(jī)及控制驅(qū)動(dòng)電路。

9）三相五線步進(jìn)電機(jī)20BY及驅(qū)動(dòng)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(diǎn)陣顯示及其驅(qū)動(dòng)電路。

4.4 接口控制電路和通信實(shí)驗(yàn)電路

1）8路8位A/D 0809轉(zhuǎn)換電路。

2）1路8位 D/A0832轉(zhuǎn)換電路。

3）并行I/O接口擴(kuò)展電路8255。

4）8254/8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口電路。

5）8251串行口接口電路。

6）8259十六級(jí)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(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電機(jī)閉環(huán)控制。

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(chǔ)虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。

2）帶有實(shí)時(shí)X-Y示波器：自動(dòng)同步顯示功能。

3）存儲(chǔ)功能：存儲(chǔ)/栽入/分析歷史波型。

4）輸入模擬電壓信號(hào)幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)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(xué)課件中。

4.7 擴(kuò)展接口

1）擴(kuò)展全部系統(tǒng)總線和20線L_DV總線插座，用于接入外擴(kuò)模塊，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

2）擴(kuò)展IC16插座1只，擴(kuò)展IC40插座1只，用于自己設(shè)計(jì)譯碼器或輔助邏輯電路等。

5、可以外部擴(kuò)展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K（選配）

1）16X16點(diǎn)陣顯示電路。

2）32位SRAM，由4片8位存儲(chǔ)器6116組成。

3）32位開關(guān)量輸入和輸出電路模塊。

4）41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路。

5）高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)電路。

6）USB總線通信實(shí)驗(yàn)電路。

6、實(shí)驗(yàn)線路的連接：全部信號(hào)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(jī)箱：外形參考尺寸：480×360×148mm，鋁木合金材料，綠色環(huán)保。

三、軟件功能

1、與PC通信可選USB和以太網(wǎng)絡(luò)兩種方式。

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)。

3、 匯編語言和C語言支持符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試，同時(shí)支持本機(jī)調(diào)試，即PC獨(dú)立調(diào)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(diào)試；支持寄存器、變量顯示及修改；支持命令行窗口運(yùn)行DEBUG32調(diào)試命令。

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

7、匯編語言支持32位保護(hù)模式編程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括描述符、特權(quán)級(jí)變換、任務(wù)切換，8259A硬件中斷、異常處理、無分頁/分頁存儲(chǔ)管理等。

8、A86集成開發(fā)環(huán)境實(shí)模式下的調(diào)試軟件界面

9. A86集成開發(fā)環(huán)境調(diào)試保護(hù)模式匯編程序界面

10.A86集成開發(fā)環(huán)境調(diào)試C程序界面

三、可以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

3.1實(shí)模式下基礎(chǔ)硬件實(shí)驗(yàn)

1、I/O地址譯碼程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

2、系統(tǒng)中斷控制器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3、系統(tǒng)中斷控制器級(jí)聯(lián)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

4、DMA存儲(chǔ)器---存儲(chǔ)器傳送程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

5、DMA寫操作程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

6、DMA讀操作程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

7、8/16/32位存儲(chǔ)器讀寫程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

8、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

9、定時(shí)/計(jì)數(shù)器音樂程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

10、8251串行通信程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

11、8255并行通信(方式0)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

12、8255并行通信(方式1中斷方式)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

13、8255并行通信(方式1選通方式)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

14、函數(shù)波形發(fā)生器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

15、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換(顯示十六進(jìn)制)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

16、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換(顯示波形)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

17、4x4鍵盤顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

18、七段數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

19、128x64 LCD液晶顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

20、8x8點(diǎn)陣LED顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

21、搶答器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

22、步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

23、直流電機(jī)PWM程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

24、繼電器控制實(shí)驗(yàn)

25、交通燈控制器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

26、電子琴程序設(shè)計(jì)

以下實(shí)驗(yàn)可以通過外部擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)

27、16X16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

28、USB 總線通信實(shí)驗(yàn)

30、41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路

31、32位SRAM存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn)。

32、32位I/O讀寫實(shí)驗(yàn)。

3.2 80x86微機(jī)原理(實(shí)模式)匯編程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

2、顯示程序?qū)嶒?yàn)

3、數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)

4、數(shù)據(jù)碼制轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

5、運(yùn)算程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

6、分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

7、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

8、子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

9、 排序程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

10、綜合程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3.3保護(hù)模式下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、實(shí)模式與保護(hù)模式切換程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

2、分頁存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)
3、 描述符及描述符表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

4、保護(hù)模式下任務(wù)切換CALL實(shí)驗(yàn)
5、保護(hù)模式下任務(wù)切換JMP實(shí)驗(yàn)
6、實(shí)模式保護(hù)模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
7、具有分頁機(jī)制的存儲(chǔ)器擴(kuò)展程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3.4 微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)(綜合)

1、數(shù)字錄音機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

2、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

3、簡易示波器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

四、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置表

TW-X32微機(jī)原理和接口產(chǎn)品與國內(nèi)同類產(chǎn)品功能對(duì)比

微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)

一、總體要求

1、由鋁木合金箱體、穩(wěn)壓電源、CPU系統(tǒng)模塊、實(shí)驗(yàn)電路主板、創(chuàng)新擴(kuò)展總線和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)電路模塊組成。

★2、支持CPU系統(tǒng)A80486DXCPU系統(tǒng)。

★3、常用實(shí)驗(yàn)電路采用集成一體化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新擴(kuò)展模塊通過L_DV總線接入主板。

★4、設(shè)計(jì)有嵌入式雙通道虛擬示波器。

5、配套微機(jī)控制技術(shù)輔助教學(xué)聯(lián)機(jī)調(diào)試軟件。

二、詳細(xì)硬件組成和結(jié)構(gòu)

★1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用CPU核心板和實(shí)驗(yàn)?zāi)K底板分離設(shè)計(jì)，全部系統(tǒng)總線通過2排50針插座和實(shí)驗(yàn)電路主板隔離設(shè)計(jì)，確保CPU系統(tǒng)安全可靠，同時(shí)CPU系統(tǒng)板上加保護(hù)罩。

★2、A80486DX核心板組成

2.1 CPU基于A80486DX設(shè)計(jì)。

★2.2 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設(shè)計(jì)。

★2.3 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。

★2.4 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。

★2.5 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)USB通信；②用CH395SL設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)通信。

★2.6 設(shè)計(jì)有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。

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

3. 實(shí)驗(yàn)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(hù)自恢復(fù)功能。

4.2常用信號(hào)源：2路正負(fù)單脈沖輸出；8路固定脈沖輸出1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ；1路0-5V模擬量輸出。

4.3人機(jī)接口

1）4×4鍵盤矩陣。

2）8位開關(guān)量輸出和12位開關(guān)量輸人顯示電路。

3）帶譯碼的8只高亮LED七段數(shù)碼顯示器。

4）音頻信號(hào)輸入電路，帶麥克風(fēng)。

5）音頻信號(hào)輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）。

6）繼電器接口控制電路。

7）直流電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路。

8）三相五線步進(jìn)電機(jī)20BY及驅(qū)動(dòng)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(diǎn)陣顯示及其驅(qū)動(dòng)電路。

4.4 控制電路和通信實(shí)驗(yàn)電路

1）8路8位A/D 0809轉(zhuǎn)換電路。

2）1路8位 D/A0832轉(zhuǎn)換電路。

3）并行I/O接口擴(kuò)展電路8255。

4）8254/8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口電路。

5）8251串行口接口電路。

6）8259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(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電機(jī)閉環(huán)控制。

2）數(shù)字溫度傳感器：采用18B20實(shí)現(xiàn)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(chǔ)虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。

2）帶有實(shí)時(shí)X-Y示波器：自動(dòng)同步顯示功能。

3）存儲(chǔ)功能：存儲(chǔ)/栽入/分析歷史波型。

4）輸入模擬電壓信號(hào)幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)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(xué)課件中。

★4.7 擴(kuò)展接口

1）擴(kuò)展全部系統(tǒng)總線和20線L_DV總線插座，用于接入外擴(kuò)模塊，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

2）擴(kuò)展IC16插座1只，擴(kuò)展IC40插座1只，用于自己設(shè)計(jì)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(wǎng)絡(luò)兩種方式。

★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系統(tǒng)。

★3. 匯編語言和C語言支持符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試，同時(shí)支持本機(jī)調(diào)試，即PC獨(dú)立調(diào)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(diào)試；支持寄存器、變量顯示及修改；支持命令行窗口運(yùn)行DEBUG32調(diào)試命令

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

★7. 匯編語言支持32位保護(hù)模式編程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括描述符、特權(quán)級(jí)變換、任務(wù)切換，8259A硬件中斷、異常處理、無分頁/分頁存儲(chǔ)管理等。