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LH-C9JH 计算机组成原理实验系统

本系统由铝木合金箱体、高性能稳压电源、系统控制部件、开放式实验电路区等组成。全部实验用信号线的连接采用排线，操作方便，接触可靠。

关键词：

电工、电子、电气、电子信息、计算机硬件和控制类教学实验设备。

所属分类：

LH-C9JH计算机组成原理实验系统

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LH-C9JH 计算机组成原理实验系统

一、结构特点

本系统由铝木合金箱体、高性能稳压电源、系统控制部件、开放式实验电路区等组成。全部实验用信号线的连接采用排线，操作方便，接触可靠。基础实验基于中小规模集成电路，综合性实验基于在系统可编程核心器件，资源完全向学生开放，可以完成“数字电路”、“计算机组成原理”、“计算机结构与逻辑设计”、“在系统编程”、“VHDL设计”、“电子系统综合设计”、“微机原理和接口”、“编译原理”等课程的教学实验，并可以进行“专用集成电路设计”的验证实验。本实验箱适用于本专科院校计算机专业和其它相关专业的相关课程的实验和创新设计。

二、技术性能

1、硬件系统采用高性能单片机89S52和LATTICE公司CPLD器件的有机结合,使系统的硬件控制电路精简而可靠。

2、提供手动、自动和联机三种工作方式，满足不同层次实验的监视需要。

3、具有完善的系统检测电路和系统保护电路设计,使实验系统更易于维护和使用。

4、系统自备双通道逻辑示波器，便于实验过程中时序信号的测量。

5、系统和电脑采用RS232/USB通信方式。

6、实验系统采用总线结构，使实验计算机具有结构简单清晰、扩展方便、灵活易变等诸多优点，实验时只要少些接线即可。

7、创新扩展FPGA实验模块，实现复杂模型机的设计实验。

8、专为本机配备的动态集成调试运行软件以图形化的界面显示模型机内部数据的流向和各种控制信号的状态以及时序关系。

三、硬件技术指标

1、实验箱电源：.输入电源：二相三线交流220V±10%/50HZ；有安全的接地保护、漏电保护、过载保护功能，同时要符合相关的国家标准。直流稳压输出+5V/2A、±12V/0.5A，每路均带有短路保护和自动关断功能，每路带电源指示。其中+5V电源设计有过压、过流、欠压保护功能，待电路中故障排除后，自动恢复供电，确保设备和人身安全。

2、硬件系统采用微处理器89S52和LATTICE公司CPLD器件的有机结合组成主控部件。

3、.提供手动、自动和联机三种工作方式。

4、完善的系统检测电路和系统保护电路设计。

5、和电脑的连接采用RS232/USB通信方式兼容设计。

6、以图形化界面设计的动态集成调试运行软件。

7、运算器字长为8位、16位兼容设计。

8、实验系统的基本指令系统有多种指令格式、多种寻址方式。

9、主存储器为8K字节的静态存储器6264，用于存放用户程序和数据。

10、配运算器模块，由4片4位的算术逻辑单元功能发生器级联而成。每片内实现16种二进制算术运算及16种逻辑运算，可进行8位、16位运算器实验。

11、控制器采用微程序方案实现，控存字长为24位，可用最大容量为1024字节，配电可擦写的E2ROM存储器3片2816，实现动态微程序设计。

12、配有一个双向通用移位寄存器74LS299，以实现逻辑移位功能。

13、实验系统工作频率源由555时基电路和74LS123可再触发单稳态多谐振荡器组成产生，频率范围为330HZ～580HZ。可以同时产生四种不同时序的时钟信号。

14、实验系统配有微程序手动输入并显示模块，装有24个微程序输入开关，用于输入微程序。

15、配有手动16位数据输入模块，装有16个数据输入开关，用于输入16位数据。

17、配8个控制开关，2个微动开关，用于手动控制整机的运行和切换运行方式等。

18、配2位七段数码管以显示程序运行的结果。

19、配微地址发生器模块和微地址显示模块、微地址控制模块。

20、配数据总线显示模块，用于显示数据总线上的动态数据。

21、配总线地址显示模块，用于显示地址总线上的动态地址。

22、配有指令寄存器和地址寄存器。

23、主机上设计有二片大规模 CPLD 和超强51单片机作为整机的主控器件，可以在完全自动方式下完成全部部件实验和整机模型机设计实验。

24、配有并行I/O接口电路8255，实现带输入输出接口的模型机的设计。

25、配有定时/计数器接口电路8253。实现带定时/计数器功能的模型机的设计。

26、配有中断控制器8259。实现带中断功能的模型机的设计。

27、配有2K高速双端口存储器IDT713200。

28、模数A/D和数模D/A转换电路，实现数模和模数的转换。

29、配置ALTERA EPM240核心模块，具有192个宏单元、不少于80根输入输出线的自动设计模块实现具备多功能复杂模型机的设计实验。

29、实验箱有自己的监控程序，支持多种程序调试和运行功能方式，如：单步、连续、内存读写指令等。

30、目标CPU可透明使用PC机的各种外部设备，在连续运行时可通过双机（主机与目标CPU）通讯，输入实验计算机所需要的数据，以彩色流程图方式全程监视程序的运行状态、结果和数据。

31、模块间实验线路的连接：全部信号采用不少于4-8芯排线连接，操作简便，连接稳定可靠。

32、系统自备测量用双通道示波器，方便实验过程中时序信号的测量。

33、机箱：箱体采用铝木相结合的绿色环保材料，厚实的 ABS 塑料包角，参考外形尺寸505×386×148mm。

34、创新实验模板(一批设备里配一套供教师创新设计用)

平台一：

1、USB设备开发与接口模块：包含USB核心器件CY7C68013(含8051内核)、串行EEPROM 24LC01B 、SRAM HY62WT081E、EPM3064ATC100、数据总线开关 SN74CB3Q3245、锁存器 74VHC373、方口USB接口。

2、平台接口控制用CPLD模块：包含EPM3512AQC208主芯片、备频器DS1080L、JTAG下载接口等。

3、CPU或IP Core用FPGA模块：包含核心器件EP1C12Q240C8、配置芯片EPCS4、JTAG下载接口等。

4、支持以下设计性实验

1）8位程序计数器设计

2）静态存储器设计与读写验证

3）16位整数运算器的设计

4）CPU运行时序逻辑的设计

5）双端口输入输出4X8累加寄存器的设计

6）部件和局部逻辑设计

7）4条指令CPU的设计

8）简单CPU的设计

四、软件技术指标

1、实验系统集成动态调试运行软件。

2、详尽的CAI课件,能将实验原理、实验目的、芯片、查询等功能集于一体,便于多媒体教学。

3、极强的程序和微程序调试功能，有单步、断点和连续等运行方式。

4、有程序和微程序读写功能。

5、以彩色流程图方式全程监视程序的运行状态和运行结果。

6、用debug读写存贮菜单，对寄存器进行输入数据和参数设置以及读出目标输出信息。

五、实验项目（全部提供源程序）

实验十四双端口RAMIDT713200读写实验

实验十五大规模集成电路应用实验__可重构原理计算机组成设计实验

实验十六大规模集成电路应用实验二__扩展I/O口(8212)实验

实验十七大规模集成电路应用实验三__基于RISC处理器构成的实验计算机的设计与实现

2、创新实验项目

实验二中断控制器实验

六、实验箱配置表

序号	名称	说明	数量
1	LH-C9JH实验主机箱	含详细技术指标里全部软硬件	1台
2	杜邦8芯排线	40cm	5根
3	杜邦5芯排线	40cm	2根
4	杜邦4芯排线	40cm	2根
5	交流电源线1根	长1.5米	1根
6	软件光盘	联机调试软件和实验例程	1套
7	实验指导书		1套