微机原理与接口技术实验室,微机接口实验箱:上海硕博公司

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2025年3月18日

微机原理与接口技术实验室,微机接口实验箱

微机原理与接口技术实验室

微机接口技术实验室是服务于微机原理与接口、单片机技术等课程的基础实验室，主要设备有计算机和实验箱，安装有ASM86、TDPIT、Keil等软件，支持汇编语言和C语言，观察仿真微机、单片机内部运行过程，控制外围接口器件。实验室还备有部分逻辑分析仪、示波器、信号源等设备，并安装MDK、IAR等软件，面向学生课余学习MSP430、STM32等单片机的学习。
微机原理与接口实验室简介：微机原理与接口技术实验室，隶属于计算机科学与技术实验教学中心，实验室共有32位微机原理与接口实验系统。微机原理与接口实验室主要功能是承接微机原理与接口技术相关课程的课程实验。通过实验学生能够掌握微机的基本组成与结构、基本工作原理，包括指令系统，汇编程序设计方法，主要接口芯片的逻辑结构，初始化编程方法和应用。培养、提高学生的创新能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力。
微机原理与接口技术实验室覆盖专业和课程：
微机原理与接口实验室主要承担计算机科学技术、电子信息工程、通信工程、电子科学技术、自动化等专业本科生的《微机原理与接口技术》、《计算机接口技术》等课程的实验教学任务。微机原理与接口实验室还承接相关课程的课程设计和毕业设计等其他实践性环节的教学任务。
微机原理与接口技术实验项目：
微机原理与接口技术实验室能够完成的实验项目有微机原理实验：系统认识实验、数制转换实验、运算类编程实验、分支程序设计实验、循环程序设计实验、排序程序设计实验、子程序设计实验、查表程序设计实验、显示程序实验；微机接口技术实验：静态存储器扩展实验、8259中断控制器实验、DMA特性及8237应用实验、8254定时/计数器应用实验、8255并行接口实验、8251串行接口应用实验、A/D转换实验、D/A转换实验、键盘扫描及显示设计实验、点阵LED显示设计实验、LCD液晶显示设计实验（须选配LCD）

微机原理与接口技术实验箱

一、硬件概述
微机原理与接口技术教学实验系统的升级换代产品，采用Intel i386EX嵌入式微处理器作为系统核心，全面支持80X86的16/32位微机原理与接口技术的实验教学，为32位微处理器在微机教学中的运用构建了一个全开放、可开发、易拓展式的实验环境。
微机原理与接口技术实验箱内外总线均为32位，支持32位I/O和内存读写。

二、软件概述
系统配有MKStudio集成开发环境，支持32/64位的Win XP~Win10操作系统，支持80X86汇编语言和C语言的源程序级编程与调试，支持寄存器、内存和外设接口芯片的非编程读写操作，支持常用的INT 21h功能调用，支持脱机模拟调试，满足实模式和保护模式下微机原理与接口的实验需求。
三、开放特性
系统采用双核架构，由管理CPU支撑系统集成开发环境的运作，承担与PC联机调试时通信数据交换所产生的硬件消耗，呈现给用户的是一个完整而又透明、资源充分开放的32位微处理器。
四、总线特性
系统开放了总线宽度的动态选择机制，把内存控制“MECS16”和I/O控制“IOCS16”列入用户可定义的范围，为了简化电路连接，系统对这两个输入信号有缺省定义，分别为“32位内存”和“8位输入输出接口”，即当用户扩展32位存储器时可忽略对“MECS16”端的定义与连接；当I/O输入输出接口为8位时也无需考虑对“IOCS16”端的定义与连接。
五、寻址能力
系统构建了全覆盖的寻址空间，系统内存可融入仼意段的0~1FFFh，实模式的可寻址范围为16个段的0~1FFFh（其中F000为系统BIOS段），在保护模式以段寄存器作为索引，根据段描述符表定义32位段基址（包括界限及存取权等）与各种寻址方式所确定的32位有效地址相加产生32位内存单元的线性地址，再通过分页部件形成32位物理地址的全覆盖（在没有分页的情况下视32位内存单元的线性地址为其32位物理地址）。当低16位IP大于等于2000h时，系统的寻址目标指向外部存储器扩展空间。
六、扩展能力
系统的内存和I/O扩展以字节操作为基准，把32位微处理器的四个“字节允许”信号BE3~BE0列入扩展定义的范围，支持字节（8位）、字（16位）、双字（32位）共三类指令的扩展寻址，并把DMA操作期间的字节定义融入到BE3~BE0选通端，使其扩展特性与微机实际应用无缝结合。
七、兼容特性
系统的微处理核可分离使用，可选配51PACK单片机内核模块或86PACK十六位微机内核模块，全面支持MCS-51单片机、十六位微机的原理应用与接口扩展实验。
八、虚拟仪器
系统集成了虚拟示波器、虚拟电压表功能，可测量实验中实际产生的模拟信号、数字信号，通过PC软件显示波形和电压值，支持波形X-Y缩放，并可将波形保存为BMP图片用于实验报告。
九、连线方式
系统提供了扁平线、排线和单线相结合的电路连线方式：数据总线、地址总线、控制总线及8芯以上的接口采用扁平连接或排线连接；读写控制、选通端采用单线连接，进一步优化了电路的搭接方式，提高了电路的连接效率。
十、安全特性
系统引出的扩展总线均由隔离器件驱动，“隔离”设计保障了32位微处理核的安全，避免了误操作、误连线对CPU造成的损伤；“驱动”设计的目的提高了系统扩展总线的稳定性和可靠性。另外系统内置了具有短路保护、过流保护的高性能稳压开关电源，进一步保障了系统的安全性。
80X86实模式实验项目
80X86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
十六进制数转换为十进制数
十进制数转换为十六进制数
3. 码制转换实验
ASCII码（数字符）转换为十六进制数
十六进制数转换为ASCII码
ASCII码（数字符）转换为十进制数
十进制数转换为ASCII码
十进制数的ASCII码转换为BCD码
十进制BCD码转换为二进制数
4. 运算类编程实验
二进制双精度加法运算
十进制的BCD码减法运算
乘法运算
5. 分支程序设计实验
6. 循环程序设计实验
计算S＝1＋2×3＋3×4＋4×5＋…＋N（N＋1）
求某数据区内负数的个数
7. 排序程序设计实验
气泡排序法
学生成绩名次表
8. 子程序设计实验
求无符号字节序列中的最大值和最小值
求N！
9. 查表程序设计实验
10. INT 21h输入输出程序设计实验
显示A~Z共26个大写英文字母
INT 21H功能调用示例程序实验
在C语言使用INT 21h功能调用
PC键盘下传实验箱七段码显示
实验箱键盘上传PC屏幕显示
80X86微机接口技术及其应用实验
1. 存储器扩展实验
2. 8237可编程DMA控制器实验
3. 8259中断控制器实验
内部8259中断控制器
外部8259中断控制器
4. I/O扩展实验（8位／16位）
5. 8255并行口实验
8255 A/B/C口输出方波
8255 PA输入／PB输出
8255控制交通灯
6. 8253定时／计数器应用实验
7. 8251串行通信应用实验
8. 键盘扫描及显示设计实验
8279键盘与显示设计
8255键盘与显示设计
9. A/D模数转换实验
10. D/A数模转换实验
11. LCD 128×64图形液晶实验
12. 音频驱动实验
13. 继电器控制实验
14. 步进电机控制实验
15. 直流电机调速实验
16. DS18B20数字温度传感器实验
17. V/F电压频率转换实验
18. PWM输出实验
19. DS1302实时时钟实验
20. 红外遥控实验
32位程序设计及其接口技术实验
21. 32位数据排序实验
22. 32位码制转换实验
23. 32位存储器扩展实验
24. 8237可编程DMA控制器访问32位存储器的实验
25. 32位I/O扩展实验
26. 32位LED 16×16点阵显示实验
80X86保护模式实验项目
32位保护模式下的微机原理实验
1. 实模式到保护模式的切换
2. 全局描述符及全局描述符表
3. 局部描述符及局部描述符表
4. 任务内无特权级变换的转移
5. 任务内有特权级变换的转移
6. JMP/CALL指令实现任务切换
7. 通过中断门转移的中断与异常处理
8. 通过陷阱门转移的中断与异常处理
9. 通过任务门转移的中断与异常处理
32位保护模式下的内存扩展实验
1. 无分页机制的内存扩展
2. 有分页机制的内存扩展

32位微机原理与接口实验箱

《微机系统与接口实验》课程是计算机科学与技术及其他相关专业学生的一门重要专业实验课。通过本课程的学习与实践，可以加深学生对计算机原理的理解，进一步掌握CPU及其接口系列芯片的性能和它们的基本使用方法，提高学生运用所学知识，独立分析问题与解决问题的能力。此课是我院微机原理与接口及汇编语言相结合的硬件试验，在计算机专业学生的培养过程中具有十分重要的地位。

随着现代计算机技术的快速发展，实验室及实验仪器的综合和开放是当前实验室建设的方向，培养学生的研究和创新能力是实验室的重要任务。以Intel80x86（32位）高级微处理器为核心、以Windows操作系统为主流应用环境的微机系统日益普及，各大专院校已纷纷开始了“32位微机原理”和“32位微机接口技术”课程的教学。“32位微机原理”和“32位微机接口技术”是实践性很强的课程，要取得良好教学效果，就离不开高水平的实验教学。顺应计算机信息技术发展的潮流，积极推动32位微机实验教学体系的建立，隆重推出系列32位微机教学实验系统，为各高校建立32位微机实验教学体系提供了完整解决方案。

完善的基本微机接口技术实验教学平台

系统以PC微机为主机，由一块PCI9054为桥接主芯片PCI全隔离总线驱动扩展卡、一个微机接口通用实验箱及软件集成实验环境组成。将PCI-LOCAL_ISABUSPCI插卡，安装在PC机的任一PCI插槽内，并有一条34芯和一条40芯的扁平电缆把LOCAL_ISABUS总线信号连接到通用实验箱实验箱内，供作基本接口实验使用。在微机接口通用实验箱中的全隔离扩展接口；为各种扩展模块、用户的控制板、常用外围接口及其控制应用部件提供了方便的链接接口信号。全面支持“微机接口技术”及“微机控制应用”的各项实验内容。实验箱中的阻容等器件采用贴片在主板背面、每个接口均有限流保护。防止误操作损坏器件，大大提高了整机的可靠性！实验母板上的所有芯片都是安放在IC插座上的，更换方便；采用的自锁式连接导线，接触十分可靠。

系统采用模块化、积木式设计，清晰明了，提高了灵活性和适应性

兼容性强，减少设备投资：“主控单元＋微机接口通用实验箱＋扩展模块”分体式结构设计，只需构买一种微机通用接口实验箱，通过更换主控单元便可组成多种实验仪。现提供：Intel808616位微机控制单元；以S5933/PCI9052/PCI9054三种桥接芯片的PCI32位微机控制板；以后还将不断推出新的控制板。一机多用，可减少院校设备投资津费，优惠实用。

开放式结构：通用实验箱具有良好的开放特性，系统总线及各种外围接口器件都可有开放接口，便于老师和学生设计开发新的实验。实验台上除固定电路外还设有用户扩展实验区，用户可以自己设计实验电路，在用户实验区插上所选芯片并连线即可以实验。从而提高了学生的实际和操作能力，避免了单纯验证式实验方式的弊病。

无限升级，不淘汰的实验平台：从小到大的模块化设计，无限扩展的组合设计空间为用户提供不淘汰的实验平台。我们提供几种模块可供用户自由组合。并在以后不断推出新的实验模块，供用户无限升级。

目前还提供了32位数据扩展及32位存储器/32位IO读写模块、点阵式LCD中文显示与IC卡实验模块、8279键盘显示实验模块、16x16点阵式LED及4x4键盘和4位LED八段显示器模块、CPLD可编程逻辑实验模块等多种扩展实验模块供教学实验选择。

集成调试软件,为用户提供了完整的32位微机原理实验调试平台：

调试界面采用自行开发的VC++风格的TW组合软件包；

全新的WINDOWS界面版本，支持WIN98/ME/2000/XP/NT操作系统；

符合编程语言语法的彩色文本显示，用户可根据个人爱好修改特定和着色功能；

错误定位，可直接进入错误位置，无需查找错误信息；

编辑编译集成环境，可在同一个编辑窗口中编辑编译程序，无需做其它任何设置；

集成调试环境，可在Windows98/ME及WindowsXP环境下，在TW调试窗口中直接运行和源程序调试宏汇编程序，无需任何其它烦琐的操作。

高级接口技术实验：

1.74LS138I/O地址译码器实验

2.74LS244并行输入实验

3.74LS273并行输岀实验

4.8253可编程定时器/计数器实验

5.8255可编程并行接口实验

6.74LS164串并转换八段数码管实验

7.ADC0809模/数转换器实验

8.DAC0832数/模转换器实验

9.8251串行通信实验

10.8250串行双机通信实验

11.8279键盘显示控制实验

12.HM6264存储器读写实验

13.18B20单线数字测温实验

14.继电器控制实验

15.竞赛枪答器实验

16.交通灯控制实验

17.中断实验

18.DMA传送实验

19.集成电路测试实验

20.电子琴实验

21.步进电机控制实验

22.直流电机转速控制实验

高级接口技术实验：

1.Windows驱动程序WDM设计实验；

2.PCI总线扩展卡驱动程序设计实验；

3.Windows下访问PCI配置空间实验；

4.在Windows下处理PCI中断实验；

5.在Windows实现存储器扩展实验；

6.在Windows实现DMA实验；

7.在Windows实现各种接口实验。

提供下列选配模块：

1.32位接口驱动模块板：

提供8/16/32位接口实验；8/16/32位存储器读写、8/16/32位DMA实验。

2.键盘LED显示模块板：

配有4*4键盘接口，四位LED八段显示器，进行键盘动态扫描；动态显示等实验；配有16*16LED及驱动电路，可进行八位、及十六位数据接口的中文字幕移动实验。

3.LCD与IC卡实验模块：

提供128*64点阵式LCD中文显示、图形显示实验；IC卡读、写、加密等实验。

4.CPLD可编程逻辑实验模块：

各种逻辑门电路：与门、或门、非门、异或门、锁存器、触发器、缓冲器等；半加器、全加器、比较器、二十进制计数器、分频器、移位寄存器、译码器；常用的74系列芯片、接口芯片实验；提供VHDL语言编写的实验范例。