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单片机原理微机原理实验系统
发表时间:2021-3-8

单片机原理微机原理实验系统

一、实验仪系统要求

1、实验系统与微机之间采用USB通信,而不是串口转USB。提供自主版权、通过数字签名的USB驱动;

2、微机原理部分硬件接口支持: USB2.0总线(标配)、8086(标配)、PCI2.2总线(选配)、80386EX(选配),使用软件切换,无需开关,更可靠。USB:由微机CPU执行实验程序,涉及对实验仪操作的指令,微机通过USB高速接口将指令发送给实验仪,实验仪产生时序,读写RAMI\O接口,将结果通过USB反馈给微机CPU。全面支持80x86实模式和保护模式微机原理及接口技术的实验教学;系统提供了全开放的80x86系统扩展总线,如:数据总线、地址总线、中断请求信号、HOLD/HLDA、读写控制信号、字节使能信号等,全面支持开放式的微机接口技术各项实验。支持8/16/32位存贮器、I/O实验;

3、软件:完全VC++风格,集编辑器、项目管理、启动编译、连接、错误定位、下载、调试于一体;同时支持汇编和C语言两种编程模式。无须点击的感应式鼠标提示功能;支持所有数据类型观察和修改;自动收集变量于变量窗;支持拖拉功能。支持16位、32位汇编程序,支持各种寻址方式。支持实验仪的监控在线更新;支持模拟调试。软件提供一个窗口:显示当前实验程序对应的全局描述符表、页目录表、页表,方便教学;可做全局描述符表、页目录表、页表、逻辑地址转物理地址、物理地址转逻辑地址实验;全局描述符表、页目录表、页表均由Windows XP/ Windows7等操作系统自动产生;

4、多CPU实验仪:主板上有3CPU区,可插入3CPU模块或2CPU模块、1FPGA模块,可同时工作。CPU模块:8086+USB模块(标配)、MCS51模块(标配)、STM32F407模块(标配)、STM32F103模块、STM32F439模块、STM32F7模块、STM32H7AVR模块、MSP430模块、C8051F模块、PICFreeScaleMC9S08MC9S12K60等)模块、80386+USB模块、PCI模块等,均配置仿真器;FPGA模块含USB接口下载仿真器,支持JTAGAS,可做EDASOPC实验。CPUFPGA模块可以独立使用。学校可自行设计CPU模块;

4-1、STM32F407模块:

MCU:ST公司的Cortex-M4架构的32RISC ARM处理器STM32F407ZENor Flash64MbitSRAM256K×16bit(自扫描TFT液晶时,用作存放显示点阵颜色数据);一个100M/10M以太网接口 (DM9000E);一个USB2.0(支持HOSTDEVICE);一个USB转串口;一个Joys支持实验仪的监控在线更新tick五向按键,1个复位按键;四个发光二极管;一个TFT真彩触摸LCD接口,一个触摸屏接口;支持3.54.37寸等TFT彩屏;缺省配置:含电容触摸屏的4.3TFT彩屏;一个标准2.54mm间距JTAG插座(20)CPUI/O可以全开放;

4-2、提供交通信号灯自动控制模拟指示系统、步进电机控制的水库水位系统、常用信号函数发生器、键盘电子乐器演奏、直流电机转速测量与控制系统、矩阵式键盘数字密码锁设计、温度控制系统设计等课程设计项目,提供对应的上位机软件,上位机软件与实验仪部分同步显示、控制、演示;

5、MCS51部分仿真功能: 1)双CPU仿真; 2)硬件断点功能,断点数目没有限制,不允许修改断点处的机器码。软件断点缺点:修改断点处3个字节机器码,如果断点处是单字节或双字节指令,程序全速或全速断点运行到断点后一条指令(不碰到断点),程序已改变,程序运行肯定出错  3)无限制夭折功能,即使CPU在运行高优先级中断程序,也保证能100%正确停止仿真CPU运行,保证PC指针的正确性;4)不占用CPU的程序空间(提供64K仿真RAM)、数据空间的任一地址  5)不占用CPU串口或P3.4P3.5管脚,不占用CPU的中断资源;

6、基本功能:(1)微机原理部分传统器件825582538251825082598237,简单I/O口、存贮器部分所有的信号线都由学生自己连接;(2)显示部分:4.3TFT液晶(分辨率800×480)、多点触摸电容屏、1602字符型液晶、OLED12864液晶、16X16LED点阵、8位数码管、8个双色LED2RGB LEDOV2640摄像头模块,二个CPU区或FPGA都可使用(3)输入、输出:4×4键盘、8个独立按键、8个拨动开关、高速光耦、多个单脉冲、继电器控制、可调电压、电容触摸按键、触摸屏(4)语音:AC97接口、1个立体声耳机插座、1MIC插座、2个扬声器、2个数字微麦、可调音量电位器、交流蜂鸣器、FM立体声收音机(5)传感器:9轴运动传感器、温度(单总线、I2C总线二种)、温湿度、热敏、光敏传感器;光电开关或霍尔器件(6ADDA:串行总线的AD16位)、DA12位);PWM转直流电压电路;并行接口的ADC0809DAC0832 7)接口:一个CAN2.0A/B接口;1USB2.0接口(支持HOSTDEVICE);一个IrDA红外收发器;1路RS232USB,适合无串口微机;一个RS232串口,支持RTS/CTS握手信号;一个RS485接口;(8)存贮器:SPI接口EEPROM M25P80;I2C串行EEPROM24C02;SD/MMC卡座;MicroSD座;32K×8SRAM;(9)控制对象:步进电机控制(4相);PIDPWM方式恒温控制模块;直流电机调速控制,使用光电开关、霍尔器件精确控制电机转速,转速随意设定在399/秒。(10)其它:I2C键盘、数码管控制器ZLG7290I2C实时钟芯片PCF8563;打印口;1个CR1220电池座;键盘、数码管驱动电路;功率放大;逻辑笔;蜂鸣器;多种频率1Hz-1.8432MHz;(11)带过流过压保护的电源:5v+12v-12v。要求集成的芯片资源全开放;

7、超强的扩展功能:可以配置CPU模块(STM32F407STM32F103、STM32F429、STM32F7、STM32H7AVRPIC、MSP430、C8051F、FreeScale(MC9S08MC9S12K60等))、FPGA模块(EP4CE6EP4CE55MAX10)、通信模块(GPS、GPRS、2.4G无线数据、ZigBee、WiFi、蓝牙模块、北斗、USB1.1、USB2.0USB主控、CAN 2.0模块、10M以太网模块)、传感器模块(超声波、电流传感器、环境传感器(包括大气压、温度、湿度、紫外线、光照强度等传感器)、PT100温度传感器、温湿度、有害气体、热释红外传感器模块)、其它(非接触式卡、F/VV/F模块、高速数据采集模块、32位SRAM32位简单IO模块、RGB LED显示屏)等,便于指导老师开发课程设计题目。

超声波模块要求:使用全封闭、收发一体超声波传感器,40KHZ信号经中周放大到120v左右,送至传感器,传感器接收到回波信号后,通过前置放大、可调增益放大、滤波、包络、微分、过零检测电路后送到CPU。由CPU控制温度补偿。与实际使用电路完全一致;

8、辅助功能:

1)双通道数字存贮虚拟示波器:画面与示波器类似,二个通道,采样率:1M/S;触发极性分上升沿、下降沿;触发通道分AB二个通道;触发电平-5V+5V之间;触发方式:自动触发、单次触发、正常触发;二个通道可随意选择垂直位置;10多种电压、时间分辨率选择;二个通道波形可加减;显示每个通道的平均电压、峰峰值、频率。操作类似于泰克示波器;

2)双通道信号发生器:提供1Hz-20KHz的正弦波、方波、三角波,方便AD芯片采样,显示于液晶;

3)100MHz数字频率计;

9、性能可靠、经久耐用:实验仪采用优质香蕉线,插拔容易、手感好、接触性能优,圆孔、连接线镀金厚,接插件全部采购自台资厂,长期使用不变色;自动升级:实验仪的监控程序可以自动升级;

10、提供所有实验完整的C语言和汇编语言例程;实验指导书编写详细、正确;电子版本资料详细;程序库正确、完整,以便于指导老师开发课程设计题目。

二、自检模块

提供“傻瓜式”自检功能,只需几根扁线,集成环境软件可对实验仪的所有模块(包括扩展模块)自动检测,实验现象与做实验效果完全一致;对于有问题的区域,提示有可能有问题的芯片编号、型号等;可自动演示实验。 共配置片。

三、平台技术要求

实验平台须铝合金型材拼装结构,双层台板设计,外形、颜色、尺寸协调,与实验室的环境、条件相匹配。

1、输入电源:单相三线,交流220V±10%50HZ

2、容量:≦1.5KVA

3、外型参考尺寸:1600×800×1300mm(长XX高);

4、安全保护:接地保护,漏电保护(动作电流<30mA),过载保护;

5、提供10220V/10A插座,插座带安全门;

6、电源指示灯指示电源状态通断;

7、可选数码仪表指示工位序号:30.8寸红色高亮度数码显示;

8、双层设计,上层为隔板,下层为实验台面,隔板下方带LED照明(16W),照明开关独立控制;

9、实验台四只主立柱采用截面尺寸不小于70X70mm工业铝合金型材,型材四角圆弧不小于R15mm,型材表面喷砂氧化处理成本色,型材-导轨符合GB/T6892-2015标准;

10、主立柱连接件需采用高强度铝合金压铸件,表面抛丸后喷塑处理;

11、台面上方适当位置安装电源壳体,壳体需采用工业铝合金型材,型材表面喷砂氧化处理成本色,插座、漏电保护装置、指示仪表均安装在壳体面板上,壳体需拆卸简单、维修方便;

12、台面下方配置钢制双抽屉斗箱一套(左抽屉,右键盘),表面喷塑处理,牢固可靠的固定在方管框架上;

13、台面上方右侧安装铝合金液晶显示器支架一只,固定在主立柱型材的适当位置,(固定19-24寸液晶显示器);

14、实验台底部右侧位置为金属材质电脑主机托板,表面静电喷塑处理成暖白色;底部左侧位置为金属材质隔板,表面静电喷塑处理成暖白色,用以放置其它实验设备和物品;

15、底部拉杆采用参考尺寸1.5mmX20mmX80mm冷轧电镀锌方钢管制作,表面静电喷塑处理;

16、台面材质采用16mm厚抗贝特板,参考尺寸1600X800mm

17、台面上方距离450mm处为上层隔板,隔板采用16mm厚抗贝特板,表面颜色选用暖白色,参考尺寸为1600X350mm

18、主立柱型材头部需采用塑料件封头,底部安装可调高支脚,所有塑料件材质为ABS



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