微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

Ⅰ、微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

一、基本思想和要求：

1、以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、綜合能力、實(shí)踐能力、工程應(yīng)用能力為目標(biāo)，保留傳統(tǒng)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的理念，實(shí)驗(yàn)過程中要讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容看得見。實(shí)驗(yàn)對(duì)象必須是工業(yè)中常用的，實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)方法必須是工業(yè)和科研中得到應(yīng)用、成熟、先進(jìn)的技術(shù)，設(shè)備必須滿足電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、電子、測控專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的需求，滿足部分學(xué)生完成研究性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

★2、實(shí)驗(yàn)箱必須使用CPU586或以上的內(nèi)核，全面支持80x86實(shí)模式和保護(hù)模式微機(jī)原理及接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，滿足最新微機(jī)原理及接口技術(shù)課程的教學(xué)要求；使用常用的PC104總線接口總線組合插接方式構(gòu)成微機(jī)原理與接口技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；系統(tǒng)需提供全開放的80x86系統(tǒng)擴(kuò)展總線，支持開放式的微機(jī)接口技術(shù)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

3、實(shí)驗(yàn)箱包括輸入輸出、接口擴(kuò)展、存儲(chǔ)器、中斷操作、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等技術(shù)。用戶可以用匯編、C/C++或其它工具在微機(jī)上編程，對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行操作。

★4、實(shí)驗(yàn)箱能進(jìn)行串/并口、高速USB2.0 OTG、Ultra-DMA IDE、10M/100M 以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)所需功能。

5、實(shí)驗(yàn)箱必須自帶顯示功能，同時(shí)具有外擴(kuò)VGA接口，支持更大分辨率的顯示器的功能。

6、采用Windows下的匯編和C源語言編程調(diào)試環(huán)境，系統(tǒng)配備功能強(qiáng)大的Windows環(huán)境的匯編和C源語言調(diào)試軟件，支持常用的INT21功能調(diào)用，具有單步、跳過、斷點(diǎn)、連續(xù)、變量跟蹤等調(diào)試手段，可高水平的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)程序的動(dòng)態(tài)調(diào)試。

7、實(shí)驗(yàn)箱提供支持多種接口模塊連接方式具有構(gòu)造復(fù)雜電路的能力和連接電路的高效率。

8、自檢模塊：需提供系統(tǒng)自檢功能，集成環(huán)境軟件能對(duì)實(shí)驗(yàn)儀的所有模塊自動(dòng)檢測，對(duì)于有問題的區(qū)域，提示有可能有問題的芯片編號(hào)、型號(hào)等。

9、為避免學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)不正確接線，實(shí)驗(yàn)箱對(duì)不常使用芯片有必要保護(hù)措施，提供多種接線規(guī)格，備用接線。

★10、實(shí)驗(yàn)箱能完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求：①基本實(shí)驗(yàn)：基本I/O、8255、8253、8251、8250、8259、8279、AD0809、DAC0832、液晶、8/16/32位存貯器實(shí)驗(yàn)；②綜合實(shí)驗(yàn)：直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、RS232、RS485、紅外通信、繼電器、溫控模塊、紅外、火焰、震動(dòng)、光照、聲光、氣壓、雨滴、點(diǎn)陣顯示、Zigbee無線通信、鍵盤+8255+8253+DA+電機(jī)、位置控制、GPS通信及以上基本芯片組合成的綜合實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)箱提供標(biāo)準(zhǔn)接口連接，電機(jī)能精確調(diào)速和測速，溫控模塊能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)測控。要求集成的芯片資源全開放。

★11、可根據(jù)用戶需求定制免費(fèi)提供實(shí)驗(yàn)程序。

二、技術(shù)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(hù)：漏電動(dòng)作電流不大于30mA，動(dòng)作時(shí)間不大于0.1秒

三、系統(tǒng)組成：

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為鋁合金箱式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)由PC104主板、接口電路底板、顯示器三部分組成。

（一）實(shí)驗(yàn)資源主要功能配置要求：

序號(hào)

名稱

說  明

1

微機(jī)系統(tǒng)板

包含一個(gè)PC104嵌入式微機(jī)主板構(gòu)成的微機(jī)核心模塊、一套計(jì)算機(jī)鍵盤和鼠標(biāo)。核心模塊引出了包括16根數(shù)據(jù)線、20根地址線、數(shù)據(jù)字節(jié)使能信號(hào)、I/O片選和讀/寫信號(hào)、存儲(chǔ)器片選和讀/寫信號(hào)、中斷請(qǐng)求信號(hào)、系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)、系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)等，滿足實(shí)驗(yàn)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厚印制線路板制成，接口模塊具體配置要求：

接口類型

接口名稱

說明

輸入接口

單次脈沖源

2路正負(fù)輸出的單次脈沖源

8位邏輯電平輸入

8只開關(guān)

8位獨(dú)立式鍵盤

8只微動(dòng)按鈕

時(shí)鐘發(fā)生器

10路分頻輸出時(shí)鐘信號(hào)源

0～5V電位器調(diào)壓輸出

10k多圈電位器

輸出接口

8位邏輯電平顯示

8只LED

16×16LED點(diǎn)陣顯示

可顯示漢字

128×64點(diǎn)陣液晶顯示

128×64點(diǎn)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(kuò)展輸入接口

74LS244

擴(kuò)展輸出接口

74LS273

可編程鍵盤顯示接口

8279+4×4矩陣鍵盤+動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管顯示

可編程并行擴(kuò)展接口

8255

可編程中斷接口

8259

可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器擴(kuò)展接口

8254

可編程串行口擴(kuò)展接口

16C550

存儲(chǔ)器接口

SRAM

62256

IC卡接口

西門子SL4441

AD/DA轉(zhuǎn)換

并行D/A轉(zhuǎn)換接口

DAC0832

并行A/D轉(zhuǎn)換接口

ADC0809

12位高速并行AD轉(zhuǎn)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

控制對(duì)象

繼電器

有常開、常閉端口，可控制強(qiáng)電

直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)

小型實(shí)物電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)

小型實(shí)物電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路

有源蜂鳴器+指示燈

用于聲光報(bào)警

音頻驅(qū)動(dòng)+揚(yáng)聲器

LM386功放

 

★（三）控制對(duì)象模塊

接口類型

接口名稱

說明

控制對(duì)象模塊

火焰?zhèn)鞲衅髂K

提供火焰?zhèn)鞲衅鳎敵鲭妷盒盘?hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火源位置和距離的判斷

熱釋電紅外傳感器

提供紅外感應(yīng)處理芯片CS9803及熱釋電紅外傳感器，利用人體感應(yīng)紅外光來控制報(bào)警器，可以用于人體感應(yīng)開關(guān)、自動(dòng)門、自動(dòng)洗手機(jī)等

震動(dòng)傳感器模塊

提供震動(dòng)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)震動(dòng)強(qiáng)度的檢測

光照傳感器模塊

由1750FVI數(shù)字照度傳感器與PO188模擬照度傳感器組成，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(qiáng)

雨滴傳感器模塊

由觸發(fā)器芯片CD4093、迂回檢測電路及三極管組成，實(shí)現(xiàn)雨滴大小檢測并輸出TTL電平

位置控制對(duì)象模塊

提供一臺(tái)小型步進(jìn)電機(jī)和一套位置移動(dòng)機(jī)構(gòu)（滑塊、標(biāo)尺、皮帶）及位置反饋傳感器，可以通過微處理器運(yùn)算控制滑塊的位置

64×32點(diǎn)陣顯示

由點(diǎn)陣和驅(qū)動(dòng)芯片組成，實(shí)現(xiàn)任意漢字及2048像素范圍內(nèi)的任意圖形顯示功能

nRF24L01模塊

由nRF24L01模塊組成，實(shí)現(xiàn)無線通信

Zigbee無線通信

由Zigbee模塊組成，實(shí)現(xiàn)信號(hào)無線發(fā)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(hào)：時(shí)間、經(jīng)度、緯度、海拔、移動(dòng)速度等

 

（四）配件

提供與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)應(yīng)的各種配件及完整的教學(xué)資料：實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書應(yīng)包括學(xué)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(shí)驗(yàn)流程圖，連線方法及正確的代碼，并提供相應(yīng)的電子文檔；接口芯片的工作原理及使用手冊(cè)要齊全；程序庫正確、完整，便于指導(dǎo)老師開發(fā)課程設(shè)計(jì)題目；使用與維護(hù)說明書等。

（五）、售后服務(wù)：

1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需免費(fèi)保修6年，終身維修。2、軟件免費(fèi)更新升級(jí)。

（六）、擬購買配置：

    1. 基本實(shí)驗(yàn)套件40套（含全套模塊10套）。

序號(hào)

設(shè)備名稱

數(shù)量

1

586微機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)箱

40套

2

火焰?zhèn)鞲衅髂K

10套

3

熱釋電紅外傳感器

10套

4

震動(dòng)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

位置控制對(duì)象模塊

10套

10

64×32點(diǎn)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(xiàng) 按照總數(shù)量的10% 配備，作為損耗和維修備品。

 

★（八）、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

（一）80X86實(shí)模式微機(jī)原理及接口技術(shù)

1、16位微機(jī)原理及其程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（1）系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

（2）數(shù)制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

（3）運(yùn)算類編程實(shí)驗(yàn)

（4）分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（5）循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（6）排序程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（7）子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（8）查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（9）輸入、輸出控制實(shí)驗(yàn)

2、32位指令及其程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（1）80X86指令及程序設(shè)計(jì)

（2）32位指令及尋址實(shí)驗(yàn)

3、80X86微機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

（1）174LS244擴(kuò)展輸入實(shí)驗(yàn)

（2）74LS273擴(kuò)展輸出實(shí)驗(yàn)

（3）靜態(tài)存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

（4）8259中斷控制實(shí)驗(yàn)

（5）8254定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

（6）8255并行接口實(shí)驗(yàn)

（7）16C550串行接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

（8）8279鍵盤顯示接口實(shí)驗(yàn)

（9）動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

（10）鍵盤掃描及顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（11）點(diǎn)陣型圖文液晶顯示實(shí)驗(yàn)

（12）16×16LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

（13）并行A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

（14）并行D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

（15）IC卡讀寫實(shí)驗(yàn)

（16）語音芯片控制實(shí)驗(yàn)

（17）電子發(fā)聲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（18）繼電器控制實(shí)驗(yàn)

（19）直流電機(jī)測速控制實(shí)驗(yàn)

（20）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

（二）80x86保護(hù)模式微機(jī)原理及接口技術(shù)

1、保護(hù)模式微機(jī)原理及其程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（1）描述符及描述符表實(shí)驗(yàn)

（2）特權(quán)級(jí)變換實(shí)驗(yàn)

（3）任務(wù)切換實(shí)驗(yàn)

（4）中斷/異常處理實(shí)驗(yàn)

2、虛擬存儲(chǔ)管理及存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

（1）無分頁機(jī)制的存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

（2）具有分頁機(jī)制的存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

（三）模塊對(duì)象控制實(shí)驗(yàn)

（1）火焰?zhèn)鞲衅髂K實(shí)驗(yàn)

（2）熱釋電紅外傳感器實(shí)驗(yàn)

（3）震動(dòng)傳感器模塊實(shí)驗(yàn)

（4）光照傳感器模塊實(shí)驗(yàn)

（5）聲光傳感器模塊實(shí)驗(yàn)

（6）氣壓傳感器模塊實(shí)驗(yàn)

（7）雨滴傳感器模塊實(shí)驗(yàn)

（8）64×32點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

（9）nRF24L01模塊通信實(shí)驗(yàn)

(10)位置控制對(duì)象模塊實(shí)驗(yàn)

(11）GPRS/GSM無線通信實(shí)驗(yàn)

(12)Zigbee無線通信實(shí)驗(yàn)