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八位/十六位計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗移位/取反實驗
八位/十六位兼容設(shè)計的計算機組成原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗儀，系統(tǒng)由八位機主板和十六位機擴展實驗板組成，主板以八位機模式，用TTL74系列器件加多片在線可編程CPLD構(gòu)建模型機部件，大大提高了實驗系統(tǒng)可靠性和二次開發(fā)的靈活性,讓學(xué)生以可視方式觀察CPU內(nèi)各部件工作過程和模型機的實現(xiàn)。擴展實驗板以十六位機模式，用12萬門FPGA芯片構(gòu)建模型機所有部件，并配置64K×16位存儲器，通過VHDL語言編程，可設(shè)計16位機的部件和模型機，學(xué)生將設(shè)計好的電路下載到FPGA芯片上，實現(xiàn)16位機的部件和模型機功能；也可完成其它設(shè)計性實驗和課程設(shè)計實驗。在對八位機了解的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對十六位計算機組成原理有更深刻的理解，為FPGA設(shè)計CPU打下堅實基礎(chǔ)。滿足不同層次的教學(xué)的需求。
性能特點：
優(yōu)化的硬件設(shè)計，充分展示計算機結(jié)構(gòu)模型，每個模塊均有數(shù)碼管實時監(jiān)視，模塊間線條明快，數(shù)據(jù)/指令流向一目了然。
完善的硬件配置，實驗電路以分立器件為主，同時配備CPLD，支持部分模塊的重構(gòu)。
開放的軟硬件設(shè)計，支持用戶新建指令/微指令的系統(tǒng)設(shè)計。
控制器的有機結(jié)合，只需撥動選擇開關(guān)，就可實現(xiàn)微程序或組合邏輯控制的切換。
提供多種工作方式，支持手動、脫機、聯(lián)機。
提供三總線接口和鎖緊插座，支持I/O擴展。
提供多種指令系統(tǒng)，支持基本模型機、指令流水線、RISC模型機實驗。
指令功能，支持多種尋址方式和中斷、子程序調(diào)用等。
豐富的調(diào)試手段，具有單步、微單步、運行、暫停等功能。
提供聯(lián)機調(diào)試軟件，自帶編譯器、支持匯編語言源程序調(diào)試，圖形化動態(tài)顯示計算機結(jié)構(gòu)模型的數(shù)據(jù)/指令流向,操作歷史記錄狀態(tài)顯示，方便用戶查找歷史記錄。
實驗儀提供LCD液晶顯示，通過實驗儀或PC機鍵盤,在線動態(tài)修改寄存器、程序/微程序計數(shù)器、程序/微程序存貯器的內(nèi)容。
系統(tǒng)可選配十六位擴展卡，可做十六位的組成原理實驗。該十六位擴展卡提供示例程序。數(shù)據(jù)和地址均為十六位，是真正的16位機。
系統(tǒng)可保存文件和調(diào)入文件，并提供PC機下載。
詳細組成：
系統(tǒng)由實驗主板、調(diào)試軟件、內(nèi)置開關(guān)電源組成。
配有USB和串口兩種通信方式，用戶可以根據(jù)需要切換開關(guān)選擇任何一種。
實驗主板有：累加器A，暫存器W，運算器ALU，直通D/左移L/右移R單元，寄存器組R0—R3，中斷向量IA，堆棧ST，程序計數(shù)器PC，地址寄存器MAR，輸入IN，輸出OUT，存貯器EM，微地址UPC，指令寄存器IR，微程序控制器uEM，組合邏輯控制單元，三總線接口，40芯鎖緊擴展座、二進制開關(guān)電平輸出/顯示，邏輯筆、管理單片機89S52、4×6鍵盤，字符式LCD，RS232/USB通訊接口，十六位機擴展接口， 通信選擇開關(guān)等。
實驗項目：
寄存器讀寫實驗
運算器八種運算實驗
數(shù)據(jù)輸出/移位實驗
UPC實驗
PC實驗
存貯器讀寫實驗
微程序讀寫實驗
中斷實驗
模型機綜合實驗（微程控制器）
實驗1：數(shù)據(jù)傳送/輸入/輸出實驗
實驗2：數(shù)據(jù)運算實驗（加/減法/或）
實驗3：移位/取反實驗
實驗4：轉(zhuǎn)移實驗
實驗5：調(diào)用實驗
實驗6：中斷實驗
實驗7：指令流水實驗
實驗8：RISC模型機
組合邏輯控制器實驗
設(shè)計指令/微指令系統(tǒng).
擴展實驗(選配芯片）
實驗1：8255擴展I/O口實驗
實驗2：8253擴展定時器實驗
注：實驗（1）…（8）為手動微代碼控制，（9）…（12）為微程序或組合邏輯控制。
電子技術(shù)綜合實驗儀
隨著電子科學(xué)技術(shù)是微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字邏輯電路的實驗內(nèi)容得到不斷的更新，除了可以采用常規(guī)的TTL邏輯器件 (如邏輯門、觸發(fā)器等小規(guī)模集成電路)進行實驗外，也可以采用可編程邏輯器件(包括PLA，GAL、CPLD、FPGA等大規(guī)模集成電路)，借助計算機輔助設(shè)計軟件進行數(shù)字電路的設(shè)計和模擬調(diào)試，這種硬件軟化的實驗方法具有容易設(shè)計、容易修改和容易實現(xiàn)等優(yōu)點，可有效地提高實驗效率，正在逐步地替代前一種純硬件邏輯的實驗方法，成為數(shù)字邏輯電路實驗的重要內(nèi)容。
該實驗儀綜合了許多高等院校數(shù)字邏輯電路教學(xué)實驗經(jīng)驗，科學(xué)配置實驗項目，既可以完成常規(guī)的數(shù)字電路實驗，又可以完成利用大規(guī)模邏輯器件（CPLD/FPGA）進行數(shù)字邏輯設(shè)計的實驗，以取代復(fù)雜的傳統(tǒng)TTL/COMS硬件設(shè)計。促使學(xué)生理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計、組裝和調(diào)試數(shù)字電路的基本技能，掌握數(shù)字邏輯電路實驗方法，并為掌握后繼專業(yè)學(xué)科打好基礎(chǔ)。
系統(tǒng)配置及特點
1、電源：
輸入：AC 220V±10%
輸出：DC 5V/3A，DC ±12V/0.5A
2、信號源：
（1）單脈沖：有四路單脈沖電路，每路產(chǎn)生一個寬的正單脈沖和一個窄的正單脈沖，其中二路在產(chǎn)生正脈沖的同時還產(chǎn)生一個負脈沖。
（2）連續(xù)脈沖：分兩組，
一組為10路固定頻率的方波：1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、0.5MHz、1MHz、5MHz、10MHz。
另一組為連續(xù)可調(diào)方波：0Hz～100KHz。
（3）時序脈沖發(fā)生電路及啟停控制電路：產(chǎn)生四路脈沖信號，脈沖周期與輸入的時鐘信號相同，四個脈沖之間依次相差1個輸入時鐘周期。
3、液晶顯示、量程自動切換的電壓、電阻表：具有數(shù)據(jù)保持功能
電壓測量范圍：-50V ～ +50V
電流測量范圍：0A～ 4A
電阻測量范圍：0 ～ 4MΩ
4、提供50MHZ液晶顯示頻率計
5、邏輯筆：紅色：高電平；綠色：低電平；黃色：高阻；
6、提供十六進制8421撥碼盤二組；
7、16位邏輯電平開關(guān)：
可輸出“0"、“1"電平，同時帶有電平指示，當(dāng)開關(guān)置“1"電平時，對應(yīng)的指示燈亮，開關(guān)置“0"電平時，對應(yīng)的指示燈滅，開關(guān)狀態(tài)一目了然。
8、16位電平指示：
由紅、綠、黃、白16只LED及驅(qū)動電路組成。當(dāng)正邏輯“1"電平輸入時LED點亮，反之LED熄滅。
9、數(shù)碼管顯示:
由6位7段LED數(shù)碼管及二―十六進制譯碼器組成。供數(shù)字鐘、日歷等實驗顯示用.
10、提供兩路0～Vx可調(diào)模擬電壓信號源。輸出Vx為：0～±5V 、0～±0.5V。
11、蜂鳴器及驅(qū)動電路。提供時鐘報時、報警、音樂用等發(fā)聲裝置。
12、內(nèi)置1K、20K、100K電位器，作可變電阻用。
13、開放式實驗區(qū)，提供多種多只 IC園孔插座（6只14芯、6只16芯、4只20芯），園孔插座接觸好，耐插拔；1只40芯鎖緊插座，可插8～40芯片。
14、提供分立元件接插區(qū)，可接插電阻、電容、穩(wěn)壓管、二極管和電位器等，方便擴展。
15、提供高質(zhì)量的實驗面包板，進行擴展實驗及創(chuàng)新實驗。
16、全部信號的引出插孔均采用中型鍍金孔，不氧化，不變色。實驗連接線采用鍍金自鎖緊接插頭，接線的可靠性好。
17、主板上可以擴展大規(guī)?？删幊唐骷﨏PLD或FPGA實驗卡。可選配Lattice公司的1032，也可根據(jù)用戶需求配置其它公司的器件，如Aletra 7128，Xilinx 95108。
18、可選配模擬電路實驗卡
實驗內(nèi)容：
（一）數(shù)字電路推薦實驗項目：
TTL集成邏輯門的參數(shù)測試與使用
CMOS集成邏輯門的測試
門電路的邏輯功能實驗
常用組合邏輯功能器件的測試
數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用
血型關(guān)系檢測電路和表決電路
RS觸發(fā)器的功能與測試
JK觸發(fā)器邏輯功能及主要參數(shù)測試
移位寄存器的功能測試
十進制計數(shù)器（CMOS）
異步計數(shù)器
同步計數(shù)器
計數(shù)、譯碼、顯示電路實驗
555集成定時器及應(yīng)用
序列檢測器
數(shù)-模轉(zhuǎn)換器
追隨比較型A/D轉(zhuǎn)換電路
人工控制交通燈控制器
汽車尾燈控制電路
數(shù)字鐘電路的設(shè)計
時序電路測試及研究
波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
A/D 轉(zhuǎn)換電路
D/A轉(zhuǎn)換電路
（二）EDA器件開發(fā)設(shè)計實驗（需選配EDA擴展卡）
1、單元電路設(shè)計實驗：
常用門電路設(shè)計
編碼器/譯碼器設(shè)計
觸發(fā)器及時序電路設(shè)計
同步/異步計數(shù)器設(shè)計
鍵盤掃描實驗
加法器實驗
2、綜合設(shè)計實驗：
SSI組合電路的設(shè)計與冒險競爭觀察
MSI組合電路的設(shè)計
可讀寫寄存器的設(shè)計
3、研究創(chuàng)新實驗：
數(shù)字頻率計
數(shù)字電子鐘設(shè)計
十字路口交通燈自動控制器的設(shè)計
出租車計費器的設(shè)計
數(shù)字濾波器設(shè)計
DAC、ADC模型設(shè)計；
數(shù)字模擬綜合系統(tǒng)設(shè)計