HL-A86 8-32位微机原理接口实训设备实验教学系统考核装置

HL-A86 8-32位微机原理接口实验系统

一、概述

基于微机原理和接口实验教学的特点，我们采用基础功能实验电路一体化设计，CPU核心模块和创新拓展型实验电路用独立模块外接扩展方式实现，既兼顾演示验证性实验、又考虑到综合设计和创新研究性实验的需要。是一款灵活性极强的新型微机原理和与接口实验教学系统，适合各层次学生进行微机原理与接口应用方面的教学实验（专利产品）。

二、主要特点

1、支持8-32位微机原理接口实验。

2、CPU系统模块独立设计，支持2种CPU系统：Intel A80486DX系统和i80386EX CPU系统。标配i80386EX CPU系统。有机玻璃面板保护。              

3、常用基础实验电路采用集成一体化设计，创新扩展模块通过20芯L_DV总线接入主板。

4、设计有嵌入式双通道虚拟示波器。

5、配套微机控制技术辅助教学联机软件，与PC通信有USB和以太网络两种方式。

6、汇编语言和C语言支持符号化远程调试，同时支持本机调试，即PC独立调试方式。 7、汇编语言和C语言均采用工程文件组织管理。

8、支持保护模式下的编程实验。

9、具有开放的 FPGA 单元，支持“基于 FPGA 的微机接口应用技术”实验和应用开发。

三、硬件组成和结构

1、实验系统采用CPU核心板和实验模块底板分离设计，全部系统总线通过2排50针插座和实验电路主板隔离设计，确保CPU系统安全可靠，同时CPU系统板上加保护罩。

2、Intel A80486DX CPU核心板组成（选配）

(1) CPU基于Intel A80486DX设计。

(2) 系统主控芯片采用CPLD器件EPM7128S设计。

(3) 系统监控采用256K Flash Memory W29C020设计。

(4) 用户程序和数据存储器采用128K SRAM UT621024设计。

(5) 两种与PC系统通信方式：①用CH372设计的标准USB通信；②用CH395

设计的以太网通信。

(6) 设计有新型串行通信接口16C2550B和RS232收发器SP232EEN及其DB9

接口。

(7) 总线插座提供32位数据总线、20位地址总线（可扩展为32位地址总线），

数据总线支持8/16/32位存储器与I/O操作。

(8) 系统总线包含字节使能信号 BHE/BLE、地址选通信号 ADS#在i80386EX CPU核心板上。

(9) 系统总线完全开放。

(10) 具有总线信号采集与观测系统，可对总线信号及各个指令操作的时序状态和时序关系进行准确的观测和分析。

3、实验电路主板组成

3.1电源：提供±5V，±12V工作电源。每路均有短路保护自恢复功能。

3.2信号源：1）2路正负单次脉冲输出；2）8路固定脉冲输出：1MHZ、500KHZ、

100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ；3）1路0-5V模拟量输出。

3.3人机接口

(1) 4×4矩阵键盘。

(2) 电平输出8位。

(3) 电平指示12位。

(4) 带译码的6只高亮LED七段数码显示器。

(5) 音频信号输入电路，带麦克风。

(6) 音频信号输出电路,带8Ω喇叭/蜂鸣器。

(7) 继电器接口控制电路。

(8) 直流电机及控制驱动电路。

(9) 三相五线步进电机20BY及驱动电路。

(10) 8×8双色点阵显示及其驱动电路。

(11) LCD12864中文液晶显示（可以兼容LCD1602字符型）显示电路。

3.4 接口控制和数据转换电路及通信实验电路

(1) ADC0809模数转换电路。

(2) DAC0832/TLC7528数模转换电路。

(3) 并行I/O接口扩展电路8255。

(4) 8253/8254定时/计数器接口电路。

(5) 8251串行通信接口电路。

(6) 8259主中断控制接口电路。

(7) 8259从中断控制接口电路。

(8) 8237DMA控制数据传送接口电路。

(9) 74LS164串并转换电路。

3.5传感器

(1) 光电传感器：采用ST135，带栅格盘，可以测量电机转速，实现电机闭

环控制。

3.6 配置双通道虚拟示波器

(1) 真正的高速双通道存储虚拟示波器，可切换为单通道提高采样率。

(2) 带有实时X-Y示波器：自动同步显示功能。

(3) 存储功能：存储/栽入/分析历史波型。

(4) 输入模拟电压信号幅值由软件调整，勿需硬件开关切换。

(5) 带有幅频/相频特性专用虚拟示波器。可以保存波型文件、图片文件，方

便插入在教学课件中。

3.7 扩展接口

(1) 扩展全部系统总线和20线L_DV总线插座，用于接入外扩模块，开展创

新实验。

(2) 扩展IC16插座1只，扩展IC40插座1只，用于自己设计译码器或辅助

逻辑电路等。

4、实验线路的连接：全部信号采用排线连接或单根杜邦线连接，操作简便，连接稳定可靠。

5、机箱：坚固型铝合金框架，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸 505×386×120mm。

四、软件功能

(1) 与PC通信可选USB和以太网络两种方式。

(2) PC端集成开发环境软件基于.NET开发，支持Windows XP/7/10的32位

和64位系统,兼容国产操作系统。

(3) 汇编语言和C语言支持符号化远程调试，同时支持本机调试，即PC独立调试方式。

(4) 汇编语言和C语言均采用工程文件组织管理。

(5) 汇编语言支持多段调试；支持寄存器（16位与32位寄存器自动切换）、变量显示及修改；支持命令行窗口运行DEBUG32调试命令，可以直接对接口电路进行 I/O 操作。

(6) 汇编语言调试支持INT21H字符和字符串重定向显示功能（2,9号）、支

持INT21H的字符和字符串远程键盘输入功能（1,10号），支持D/A虚拟仪器显示功能。

(7) 汇编语言支持32位保护模式编程实验，内容包括描述符、特权级变换、

任务切换，8259A硬件中断、异常处理、无分页/分页存储管理等。

(8) A86集成开发环境实模式下的调试软件界面。 

(9) 调试环境支持 80x86 实模式程序调试，支持 80x86 保护模式程序调试；

(10) 具有示波器测量功能及显示界面；

(11) 具有专用测量功能及显示界面，包括三路信号(SP， YK，CK)的同时观测；

(12) 具有指令级总线信号采集与观测界面，可同时、单 步观测总线信号中的 16 位数据信号、20 位地址信号、 IO 读写信号、MEM 读写信号、片选信号。

(13) A86集成开发环境调试保护模式汇编程序界面 

(14) A86集成开发环境调试C程序界面

五、可以实现的实验项目

4.1实模式下基础硬件实验

(1) 8255输入输出控制实验

(2) 数码管显示实验

(3) 8235/4 定时/计数器实验

(4) ADC0809模数转换实验

(5) DAC0832数模转换一 (三角波产生)

(6) DAC0832数模转换二 (正弦波产生)

(7) 中断控制器（386EX）实验

(8) 扩展8259中断实验

(9) 8-32位存贮器读写实验

(10) DMA存储器传送实验

(11) 8251串行通信实验

(12) 8255 方式 1 输出实验

(13) 步进电机控制

(14) 小直流电机调速实验

(15) 继电器控制实验

(16) 矩阵键盘按键输入实验

(17) 双色点阵显示

(18) 交通灯控制实验

(19) 并串、串并转换实验

(20) 电子琴设计

(21) 8259（486）单级中断实验

(22) 8259（486）串级中断实验

(23) 8-32位I/O口读写实验

    4.2 微机原理(实模式)软件设计实验

(1) hello world

(2) 数据传送

(3) ASCII码转换十六进制数

(4) 数据运算实验

(5) 分支程序设计

(6) 数据排序

4.3保护模式下的实验项目

(1) 实模式和保护模式的切换

(2) 描述符及描述符表实验

(3) 任务切换实验一（JMP 指令（无特权级））

(4) 任务切换实验二（CALL 指令（有特权级））

(5) 无分页机制的存储器扩展实验

(6) 具有分页机制的存储器扩展实验

(7) 保护模式下中断的实现（486下运行）

4.4 微机接口课程设计(综合)

(1) 数字录音机程序设计实验

(2) 数字电子钟设计实验

(3) 简易示波器设计实验

六、实验系统配置表

附：使用本实验箱需配套仪器仪表：电脑、万用表和示波器（可以不配，实验箱上自带示波器）。