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十六位計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)儀性能特點(diǎn)
  • 發(fā)布日期:2023-10-27      瀏覽次數(shù):389
    • 八位/十六位兼容設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)組成原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)儀,系統(tǒng)由八位機(jī)主板和十六位機(jī)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)板組成,主板以八位機(jī)模式,用TTL74系列器件加多片在線可編程CPLD構(gòu)建模型機(jī)部件,大大提高了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可靠性和二次開(kāi)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(guò)程和模型機(jī)的實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)板以十六位機(jī)模式,用12萬(wàn)門FPGA芯片構(gòu)建模型機(jī)所有部件,并配置64K×16位存儲(chǔ)器,通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程,可設(shè)計(jì)16位機(jī)的部件和模型機(jī),學(xué)生將設(shè)計(jì)好的電路下載到FPGA芯片上,實(shí)現(xiàn)16位機(jī)的部件和模型機(jī)功能;也可完成其它設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在對(duì)八位機(jī)了解的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生對(duì)十六位計(jì)算機(jī)組成原理有更深刻的理解,為FPGA設(shè)計(jì)CPU打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。滿足不同層次的教學(xué)的需求。
      性能特點(diǎn):
      優(yōu)化的硬件設(shè)計(jì),充分展示計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)模型,每個(gè)模塊均有數(shù)碼管實(shí)時(shí)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(shí)驗(yàn)電路以分立器件為主,同時(shí)配備CPLD,支持部分模塊的重構(gòu)。
      開(kāi)放的軟硬件設(shè)計(jì),支持用戶新建指令/微指令的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
      控制器的有機(jī)結(jié)合,只需撥動(dòng)選擇開(kāi)關(guān),就可實(shí)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(dòng)、脫機(jī)、聯(lián)機(jī)。
      提供三總線接口和鎖緊插座,支持I/O擴(kuò)展。
      提供多種指令系統(tǒng),支持基本模型機(jī)、指令流水線、RISC模型機(jī)實(shí)驗(yàn)。
      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(yùn)行、暫停等功能。
      提供聯(lián)機(jī)調(diào)試軟件,自帶編譯器、支持匯編語(yǔ)言源程序調(diào)試,圖形化動(dòng)態(tài)顯示計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)儀提供LCD液晶顯示,通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀或PC機(jī)鍵盤,在線動(dòng)態(tài)修改寄存器、程序/微程序計(jì)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(kuò)展卡,可做十六位的組成原理實(shí)驗(yàn)。該十六位擴(kuò)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(jī)。
      系統(tǒng)可保存文件和調(diào)入文件,并提供PC機(jī)下載。
      詳細(xì)組成:
      系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)主板、調(diào)試軟件、內(nèi)置開(kāi)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(kāi)關(guān)選擇任何一種。
      實(shí)驗(yàn)主板有:累加器A,暫存器W,運(yùn)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(jì)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(kuò)展座、二進(jìn)制開(kāi)關(guān)電平輸出/顯示,邏輯筆、管理單片機(jī)89S52、4×6鍵盤,字符式LCD,RS232/USB通訊接口,十六位機(jī)擴(kuò)展接口, 通信選擇開(kāi)關(guān)等。
      實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:
      寄存器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)
      運(yùn)算器八種運(yùn)算實(shí)驗(yàn)
      數(shù)據(jù)輸出/移位實(shí)驗(yàn)
      UPC實(shí)驗(yàn)
      PC實(shí)驗(yàn)
      存貯器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)
      微程序讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)
      中斷實(shí)驗(yàn)
      模型機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)(微程控制器)
      實(shí)驗(yàn)1:數(shù)據(jù)傳送/輸入/輸出實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)2:數(shù)據(jù)運(yùn)算實(shí)驗(yàn)(加/減法/或)
      實(shí)驗(yàn)3:移位/取反實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)4:轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)5:調(diào)用實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)6:中斷實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)7:指令流水實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)8:RISC模型機(jī)
      組合邏輯控制器實(shí)驗(yàn)
      設(shè)計(jì)指令/微指令系統(tǒng).
      擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)(選配芯片)
      實(shí)驗(yàn)1:8255擴(kuò)展I/O口實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)2:8253擴(kuò)展定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
      注:實(shí)驗(yàn)(1)…(8)為手動(dòng)微代碼控制,(9)…(12)為微程序或組合邏輯控制。

      XCB-X05數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱

      實(shí)驗(yàn)箱由鋁木合金箱體、開(kāi)關(guān)電源、常用信號(hào)源和實(shí)驗(yàn)電路區(qū)組成。其中實(shí)驗(yàn)電路采用開(kāi)放式形式,用戶可根據(jù)需求靈活搭接。以滿足不同專業(yè)、不同層次學(xué)生的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求。本實(shí)驗(yàn)箱適用于本???、高職高專院校所有電類和非電類專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
      技術(shù)指標(biāo):
      電源:采用高性能、高可靠開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源,具有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)功能。
      輸入:AC 220V±10%
      輸出:DC 5V/2A,DC ±12V/0.5A,均帶有短路保護(hù),其中+5V電源帶有短路報(bào)警功能。
      信號(hào)源:
      單脈沖:有四路單脈沖電路,每路產(chǎn)生一個(gè)寬的正單脈沖和一個(gè)窄的正單脈沖,其中二路在產(chǎn)生正脈沖的同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖 。寬單脈沖和負(fù)脈沖的寬度與按下按鍵的時(shí)間一致,窄單脈沖寬度與輸入的時(shí)鐘信號(hào)相等。按下一個(gè)按鍵,能夠在四個(gè)輸出上各產(chǎn)生一個(gè)窄單脈沖,四個(gè)單脈沖依次相差一個(gè)時(shí)鐘周期。
      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1KHZ~100KHZ。
      16位邏輯電平開(kāi)關(guān):可輸出“0"、“1"電平,同時(shí)帶有電平指示,開(kāi)關(guān)狀態(tài)一目了然。
      16位邏輯電平指示:由紅、綠、黃、白16只LED及驅(qū)動(dòng)電路組成,正邏輯顯示。
      數(shù)字顯示: 6位7段LED數(shù)碼管及十六進(jìn)制譯碼器組成。供數(shù)字鐘、日歷等實(shí)驗(yàn)顯示用。
      蜂鳴器及驅(qū)動(dòng)電路。提供時(shí)鐘報(bào)時(shí)、報(bào)警、音樂(lè)用等發(fā)聲裝置。
      內(nèi)置10K、22K、100K電位器,作可變電阻用。
      有四組BCD碼撥碼盤,可產(chǎn)生四組BCD碼數(shù)字信號(hào)。
      內(nèi)置50MHZ液晶顯示頻率計(jì)。用作頻率測(cè)量。
      開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)區(qū),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(gè)IC40的鎖緊插座用于部分?jǐn)U展實(shí)驗(yàn),如A/D或D/A等。
      全部信號(hào)的引出插孔均采用2號(hào)鍍金孔,不氧化,不退色。實(shí)驗(yàn)連接線采用帶彈簧片的鍍金自鎖緊接插頭或防轉(zhuǎn)插頭,接線的可靠性好。
      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(kuò)展。
      參考外形尺寸:560×360×148mm,鋁木合金材料,綠色環(huán)保,造型美觀大方。
      基本實(shí)驗(yàn):
      門電路邏輯功能及測(cè)試實(shí)驗(yàn)
      組合邏輯電路(半加器、全加器及邏輯運(yùn)算)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
      觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)(一)R-S、D、JK
      觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)(二)三態(tài)輸出觸發(fā)器、鎖存器
      時(shí)序電路測(cè)試與研究
      集成計(jì)數(shù)器及寄存器實(shí)驗(yàn)
      譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器實(shí)驗(yàn)
      波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)
      555時(shí)基電路實(shí)驗(yàn)
      擴(kuò)展實(shí)驗(yàn):
      CMOS門電路測(cè)試實(shí)驗(yàn)
      TS、OC門的功能測(cè)試及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      TTL不同系列芯片性能和參數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)
      門電路的驅(qū)動(dòng)能力測(cè)試實(shí)驗(yàn)
      邏輯筆實(shí)驗(yàn)與分析實(shí)驗(yàn)
      TTL與CMOS相互連接實(shí)驗(yàn)
      MSI加法器實(shí)驗(yàn)
      競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)
      觸發(fā)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      寄存器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      計(jì)數(shù)器MSI芯片的應(yīng)用
      時(shí)序電路應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      順序脈沖和脈沖分配器電路
      施密特觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      多路模擬開(kāi)關(guān)及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
      數(shù)字定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
      電壓變換器實(shí)驗(yàn)
      四路優(yōu)先判斷電路實(shí)驗(yàn)
      配套附件和資料:
      實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線共25根
      電源線1根
      保險(xiǎn)絲2只
      實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)1本
      附:使用本實(shí)驗(yàn)箱需配套儀器儀表:萬(wàn)用表和示波器

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