八位/十六位兼容設計的計算機組成原理和系統結構實驗儀,系統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構建模型機部件,大大提高了實驗系統可靠性和二次開發的靈活性,讓學生以可視方式觀察CPU內各部件工作過程和模型機的實現。擴展實驗板以十六位機模式,用12萬門FPGA芯片構建模型機所有部件,并配置64K×16位存儲器,通過VHDL語言編程,可設計16位機的部件和模型機,學生將設計好的電路下載到FPGA芯片上,實現16位機的部件和模型機功能;也可完成其它設計性實驗和課程設計實驗。在對八位機了解的基礎上,讓學生對十六位計算機組成原理有更深刻的理解,為FPGA設計CPU打下堅實基礎。滿足不同層次的教學的需求。
性能特點:
優化的硬件設計,充分展示計算機結構模型,每個模塊均有數碼管實時監視,模塊間線條明快,數據/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。
開放的軟硬件設計,支持用戶新建指令/微指令的系統設計。
控制器的有機結合,只需撥動選擇開關,就可實現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,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、子程序調用等。
豐富的調試手段,具有單步、微單步、運行、暫停等功能。
提供聯機調試軟件,自帶編譯器、支持匯編語言源程序調試,圖形化動態顯示計算機結構模型的數據/指令流向,操作歷史記錄狀態顯示,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,在線動態修改寄存器、程序/微程序計數器、程序/微程序存貯器的內容。
系統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。數據和地址均為十六位,是真正的16位機。
系統可保存文件和調入文件,并提供PC機下載。
詳細組成:
系統由實驗主板、調試軟件、內置開關電源組成。
配有USB和串口兩種通信方式,用戶可以根據需要切換開關選擇任何一種。
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, 通信選擇開關等。
實驗項目:
寄存器讀寫實驗
運算器八種運算實驗
數據輸出/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:數據傳送/輸入/輸出實驗
實驗2:數據運算實驗(加/減法/或)
實驗3:移位/取反實驗
實驗4:轉移實驗
實驗5:調用實驗
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
設計指令/微指令系統.
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。
XCB-X05數字電路實驗箱
實驗箱由鋁木合金箱體、開關電源、常用信號源和實驗電路區組成。其中實驗電路采用開放式形式,用戶可根據需求靈活搭接。以滿足不同專業、不同層次學生的教學實驗要求。本實驗箱適用于本??啤⒏呗毟邔T盒K须婎惡头请婎悓I《數字電子技術》課程的實驗、實訓和創新設計。
技術指標:
電源:采用高性能、高可靠開關型穩壓電源,具有短路保護、過載保護及自動恢復功能。
輸入:AC 220V±10%
輸出:DC 5V/2A,DC ±12V/0.5A,均帶有短路保護,其中+5V電源帶有短路報警功能。
信號源:
單脈沖:有四路單脈沖電路,每路產生一個寬的正單脈沖和一個窄的正單脈沖,其中二路在產生正脈沖的同時還產生一個負脈沖 。寬單脈沖和負脈沖的寬度與按下按鍵的時間一致,窄單脈沖寬度與輸入的時鐘信號相等。按下一個按鍵,能夠在四個輸出上各產生一個窄單脈沖,四個單脈沖依次相差一個時鐘周期。
連續脈沖: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。另一組為連續可調方波1KHZ~100KHZ。
16位邏輯電平開關:可輸出“0"、“1"電平,同時帶有電平指示,開關狀態一目了然。
16位邏輯電平指示:由紅、綠、黃、白16只LED及驅動電路組成,正邏輯顯示。
數字顯示: 6位7段LED數碼管及十六進制譯碼器組成。供數字鐘、日歷等實驗顯示用。
蜂鳴器及驅動電路。提供時鐘報時、報警、音樂用等發聲裝置。
內置10K、22K、100K電位器,作可變電阻用。
有四組BCD碼撥碼盤,可產生四組BCD碼數字信號。
內置50MHZ液晶顯示頻率計。用作頻率測量。
開放式實驗區,提供18只IC園孔插座(2只IC8,6只IC14,6只IC16,4只IC20,園孔插座接觸好,耐插拔;另有1個IC40的鎖緊插座用于部分擴展實驗,如A/D或D/A等。
全部信號的引出插孔均采用2號鍍金孔,不氧化,不退色。實驗連接線采用帶彈簧片的鍍金自鎖緊接插頭或防轉插頭,接線的可靠性好。
提供分立元件接插區,可接插電阻、電容、穩壓管、二極管和電位器等,方便擴展。
參考外形尺寸:560×360×148mm,鋁木合金材料,綠色環保,造型美觀大方。
基本實驗:
門電路邏輯功能及測試實驗
組合邏輯電路(半加器、全加器及邏輯運算)的設計實驗
觸發器實驗(一)R-S、D、JK
觸發器實驗(二)三態輸出觸發器、鎖存器
時序電路測試與研究
集成計數器及寄存器實驗
譯碼器和數據選擇器實驗
波形產生及單穩態觸發器實驗
555時基電路實驗
擴展實驗:
CMOS門電路測試實驗
TS、OC門的功能測試及應用實驗
TTL不同系列芯片性能和參數的測定實驗
門電路的驅動能力測試實驗
邏輯筆實驗與分析實驗
TTL與CMOS相互連接實驗
MSI加法器實驗
競爭冒險實驗
觸發器應用實驗
寄存器及其應用實驗
計數器MSI芯片的應用
時序電路應用實驗
順序脈沖和脈沖分配器電路
施密特觸發器及其應用實驗
單穩態觸發器及其應用實驗
多路模擬開關及其應用實驗
數字定時器實驗
電壓變換器實驗
四路優先判斷電路實驗
配套附件和資料:
實驗導線共25根
電源線1根
保險絲2只
實驗指導書1本
附:使用本實驗箱需配套儀器儀表:萬用表和示波器