微机原理实验系统

Ⅰ、微机原理实验系统

一、基本思想和要求：

1、以培养学生创新能力、综合能力、实践能力、工程应用能力为目标，保留传统经典实验的理念，实验过程中要让学生对实验内容看得见。实验对象必须是工业中常用的，实验手段和实验方法必须是工业和科研中得到应用、成熟、先进的技术，设备必须满足电气工程及其自动化、自动化、电子、测控专业课程设计、毕业设计的需求，满足部分学生完成研究性、设计性实验。

★2、实验箱必须使用CPU586或以上的内核，全面支持80x86实模式和保护模式微机原理及接口技术的实验教学，满足最新微机原理及接口技术课程的教学要求；使用常用的PC104总线接口总线组合插接方式构成微机原理与接口技术教学实验系统；系统需提供全开放的80x86系统扩展总线，支持开放式的微机接口技术各项实验。

3、实验箱包括输入输出、接口扩展、存储器、中断操作、数据采集、数据转换等技术。用户可以用汇编、C/C++或其它工具在微机上编程，对实验对象进行操作。

★4、实验箱能进行串/并口、高速USB2.0 OTG、Ultra-DMA IDE、10M/100M 以太网上实现工业计算机所需功能。

5、实验箱必须自带显示功能，同时具有外扩VGA接口，支持更大分辨率的显示器的功能。

6、采用Windows下的汇编和C源语言编程调试环境，系统配备功能强大的Windows环境的汇编和C源语言调试软件，支持常用的INT21功能调用，具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试手段，可高水平的实现实验程序的动态调试。

7、实验箱提供支持多种接口模块连接方式具有构造复杂电路的能力和连接电路的高效率。

8、自检模块：需提供系统自检功能，集成环境软件能对实验仪的所有模块自动检测，对于有问题的区域，提示有可能有问题的芯片编号、型号等。

9、为避免学生实验时不正确接线，实验箱对不常使用芯片有必要保护措施，提供多种接线规格，备用接线。

★10、实验箱能完成的实验项目要求：①基本实验：基本I/O、8255、8253、8251、8250、8259、8279、AD0809、DAC0832、液晶、8/16/32位存贮器实验；②综合实验：直流电机、步进电机、RS232、RS485、红外通信、继电器、温控模块、红外、火焰、震动、光照、声光、气压、雨滴、点阵显示、Zigbee无线通信、键盘+8255+8253+DA+电机、位置控制、GPS通信及以上基本芯片组合成的综合实验；实验箱提供标准接口连接，电机能精确调速和测速，温控模块能实现闭环测控。要求集成的芯片资源全开放。

★11、可根据用户需求定制免费提供实验程序。

二、技术性能：

1、输入电源：单相三线220V±10%50Hz

2、输出电源：DC＋5V（5A）、DC＋12V（1A）、DC -12V（1A）各一组

3、外形尺寸：490mm×380mm×140mm

4、漏电保护：漏电动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1秒

三、系统组成：

实验系统为铝合金箱式结构，系统由PC104主板、接口电路底板、显示器三部分组成。

（一）实验资源主要功能配置要求：

序号

名称

说  明

1

微机系统板

包含一个PC104嵌入式微机主板构成的微机核心模块、一套计算机键盘和鼠标。核心模块引出了包括16根数据线、20根地址线、数据字节使能信号、I/O片选和读/写信号、存储器片选和读/写信号、中断请求信号、系统时钟信号、系统复位信号等，满足实验需求。

2

显示终端

8吋TFT真彩液晶显示屏，分辨率为800×600

3

底板接口电路

配置要求详见（二）

★（二）底板接口电路配置要求：

采用2mm厚印制线路板制成，接口模块具体配置要求：

接口类型

接口名称

说明

输入接口

单次脉冲源

2路正负输出的单次脉冲源

8位逻辑电平输入

8只开关

8位独立式键盘

8只微动按钮

时钟发生器

10路分频输出时钟信号源

0～5V电位器调压输出

10k多圈电位器

输出接口

8位逻辑电平显示

8只LED

16×16LED点阵显示

可显示汉字

128×64点阵液晶显示

128×64点阵液晶图文显示模块

常用接口芯片

译码器接口（含与门、与非门）

74LS138、74LS20、74LS21

扩展输入接口

74LS244

扩展输出接口

74LS273

可编程键盘显示接口

8279+4×4矩阵键盘+动态扫描数码管显示

可编程并行扩展接口

8255

可编程中断接口

8259

可编程定时/计数器扩展接口

8254

可编程串行口扩展接口

16C550

存储器接口

SRAM

62256

IC卡接口

西门子SL4441

AD/DA转换

并行D/A转换接口

DAC0832

并行A/D转换接口

ADC0809

12位高速并行AD转换接口

AD9220，10MHz采样速率

通信接口

RS-232通信接口

MAX232

USB通信接口

PDIUSBD12

控制对象

继电器

有常开、常闭端口，可控制强电

直流电机驱动

小型实物电机、驱动电路

步进电机驱动

小型实物电机、驱动电路

有源蜂鸣器+指示灯

用于声光报警

音频驱动+扬声器

LM386功放

 

★（三）控制对象模块

接口类型

接口名称

说明

控制对象模块

火焰传感器模块

提供火焰传感器，输出电压信号，实现对火源位置和距离的判断

热释电红外传感器

提供红外感应处理芯片CS9803及热释电红外传感器，利用人体感应红外光来控制报警器，可以用于人体感应开关、自动门、自动洗手机等

震动传感器模块

提供震动传感器，实现对震动强度的检测

光照传感器模块

由1750FVI数字照度传感器与PO188模拟照度传感器组成，实现光照度测量

声光传感器模块

由驻极话筒MIC、光敏电路、三极管放大电路及555电路组成，实现声控功能

气压传感器模块

提供气压传感器，可测量大气压强

雨滴传感器模块

由触发器芯片CD4093、迂回检测电路及三极管组成，实现雨滴大小检测并输出TTL电平

位置控制对象模块

提供一台小型步进电机和一套位置移动机构（滑块、标尺、皮带）及位置反馈传感器，可以通过微处理器运算控制滑块的位置

64×32点阵显示

由点阵和驱动芯片组成，实现任意汉字及2048像素范围内的任意图形显示功能

nRF24L01模块

由nRF24L01模块组成，实现无线通信

Zigbee无线通信

由Zigbee模块组成，实现信号无线发射和接收功能

GPS通信模块

提供GPS模块，可以获取GPS模块信号：时间、经度、纬度、海拔、移动速度等

 

（四）配件

提供与实验项目相对应的各种配件及完整的教学资料：实验指导书应包括学生用书和教师用书；教师用书包括所有接口电路的原理图，实验流程图，连线方法及正确的代码，并提供相应的电子文档；接口芯片的工作原理及使用手册要齐全；程序库正确、完整，便于指导老师开发课程设计题目；使用与维护说明书等。

（五）、售后服务：

1、实验系统需免费保修6年，终身维修。2、软件免费更新升级。

（六）、拟购买配置：

    1. 基本实验套件40套（含全套模块10套）。

序号

设备名称

数量

1

586微机原理与接口实验箱

40套

2

火焰传感器模块

10套

3

热释电红外传感器

10套

4

震动传感器模块

10套

5

光照传感器模块

10套

6

声光传感器模块

10套

7

气压传感器模块

10套

8

雨滴传感器模块

10套

9

位置控制对象模块

10套

10

64×32点阵显示

10套

11

nRF24L01模块

10套

12

Zigbee无线通信

10套

13

GPS通信模块

10套

2. 备用损耗：上述第1-13项 按照总数量的10% 配备，作为损耗和维修备品。

 

★（八）、实验项目：

（一）80X86实模式微机原理及接口技术

1、16位微机原理及其程序设计实验

（1）系统认识实验

（2）数制转换实验

（3）运算类编程实验

（4）分支程序设计实验

（5）循环程序设计实验

（6）排序程序设计实验

（7）子程序设计实验

（8）查表程序设计实验

（9）输入、输出控制实验

2、32位指令及其程序设计实验

（1）80X86指令及程序设计

（2）32位指令及寻址实验

3、80X86微机接口技术及其应用实验

（1）174LS244扩展输入实验

（2）74LS273扩展输出实验

（3）静态存储器扩展实验

（4）8259中断控制实验

（5）8254定时/计数器应用实验

（6）8255并行接口实验

（7）16C550串行接口应用实验

（8）8279键盘显示接口实验

（9）动态扫描数码管显示实验

（10）键盘扫描及显示设计实验

（11）点阵型图文液晶显示实验

（12）16×16LED点阵显示实验

（13）并行A/D转换实验

（14）并行D/A转换实验

（15）IC卡读写实验

（16）语音芯片控制实验

（17）电子发声设计实验

（18）继电器控制实验

（19）直流电机测速控制实验

（20）步进电机控制实验

（二）80x86保护模式微机原理及接口技术

1、保护模式微机原理及其程序设计实验

（1）描述符及描述符表实验

（2）特权级变换实验

（3）任务切换实验

（4）中断/异常处理实验

2、虚拟存储管理及存储器扩展实验

（1）无分页机制的存储器扩展实验

（2）具有分页机制的存储器扩展实验

（三）模块对象控制实验

（1）火焰传感器模块实验

（2）热释电红外传感器实验

（3）震动传感器模块实验

（4）光照传感器模块实验

（5）声光传感器模块实验

（6）气压传感器模块实验

（7）雨滴传感器模块实验

（8）64×32点阵显示实验

（9）nRF24L01模块通信实验

(10)位置控制对象模块实验

(11）GPRS/GSM无线通信实验

(12)Zigbee无线通信实验