計算機(jī)組成原理實驗系統(tǒng)庫號：M63252計算機(jī)組成原理實驗系統(tǒng)庫號：M63252

一、性能特點
1、硬件系統(tǒng)采用2片性能單片機(jī)89X52和1片規(guī)模CPLD器件,使系統(tǒng)的硬件控制電路。
2、提供手動、自*動和聯(lián)PC機(jī)三種工作方式，滿足不同層次實驗的監(jiān)視需要。
3、具有系統(tǒng)檢測電路和系統(tǒng)保護(hù)電路設(shè)計,使實驗系統(tǒng)易于維護(hù)和使用。
4、系統(tǒng)自備雙通道邏輯示波器，便于實驗過程中時序信號的測量。
5、系統(tǒng)和電腦232/USB通信方式。
6、實驗系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)，使實驗計算機(jī)具有結(jié)構(gòu)、擴(kuò)展方便、靈活易變等諸多，實驗時只要少些接線即可。
7、本機(jī)配備的動態(tài)集成調(diào)試運行軟件以圖形化的界面顯示模型機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的流向和各種控制信號的狀態(tài)以及時序關(guān)系。
8、配置LCD1602液晶顯示器和鍵盤為無PC機(jī)的客戶提供人機(jī)接口，在單機(jī)狀態(tài)下可以完成大部分的計算機(jī)組成原理實驗。
二、技術(shù)指標(biāo)
1、實驗電路工作電源：+5V/2A、±12V/0.5A，每路均帶有短路保護(hù)和自-動關(guān)斷功能，每路帶電源指示。其中+5V電源設(shè)計有過壓、過流、欠壓保護(hù)功能，待電路中故障排除后，自-動恢復(fù)供電，設(shè)備和人身安-全。
2、實驗系統(tǒng)的字長為8位/16位設(shè)計，實驗系統(tǒng)的基本指令系統(tǒng)類PC 機(jī)，有多種指令格式，多種尋址方式。
3、主存儲器采用8K字節(jié)靜態(tài)存儲器6264，用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)。
4、配運算器模塊，由4片4位的算術(shù)邏輯單元74LS181功能發(fā)生器級聯(lián)而成。同時配備1片74LS182,實現(xiàn)進(jìn)位串并級聯(lián)方法，可進(jìn)行8位、16位運算器實驗。
5、配備一個前進(jìn)位產(chǎn)生器74LS182。
6、控制器采用微程序方案實現(xiàn)，控存字長為24位，可用容量為1024字節(jié)，且用電可擦寫的E2ROM存儲器芯片組成，支持動態(tài)微程序設(shè)計。
7、實驗系統(tǒng)工作頻率源由555時基電路和74LS123可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器組成產(chǎn)生，頻率范圍為330HZ～580HZ。可以同時產(chǎn)生四種不同時序的時鐘信號。
8、實驗系統(tǒng)配有微程序手動輸入并顯示模塊，裝有24個微程序輸入開關(guān)，用于輸入微程序。
9、配有手動16位數(shù)據(jù)輸入模塊，裝有16個數(shù)據(jù)輸入開關(guān)，用于輸入16位數(shù)據(jù)。
10、配8個控制開關(guān)，2個微動開關(guān)，用于手動控制整機(jī)的運行和切換運行方式等。
11、配2位七段數(shù)碼管以顯示程序運行的后結(jié)果。另配置6個數(shù)碼管。
12、配微地址發(fā)生器模塊和微地址顯示模塊、微地址控制模塊。
13、配數(shù)據(jù)總線顯示模塊，用于顯示數(shù)據(jù)總線上的動態(tài)數(shù)據(jù)。
14、配總線地址顯示模塊，用于顯示地址總線上的動態(tài)地址。
15、配有一個雙向通用移位寄存器，以實現(xiàn)邏輯移位功能。
16、配有指令寄存器和地址寄存器。
17、配置LCD1602液晶顯示器和6個按鍵。
18、主機(jī)上設(shè)計1片單片機(jī)89X52和1片規(guī)模CPLD器件作為整機(jī)的主控器件，可以在自-動方式下完成部件實驗和整機(jī)模型機(jī)設(shè)計實驗。
★19、模塊間實驗線路的連接要求采用不少于4-8芯排線，不要單根線連接方式
★20、本批設(shè)備里另行配置1套自設(shè)計C計算機(jī)結(jié)構(gòu)實驗平臺。組成如下：
1）USB設(shè)備開發(fā)與接口模塊：包含USB器件CY7C68013(含8051內(nèi)核)、串行EEPROM 24LC01B 、SRAM HY62WT081E、EPM3064ATC100、方口USB接口；
2）平臺接口控制用CPLD模塊：包含EPM3512AQC208主芯片、備頻器DS1080L、JTAG下載接口等；
3）CPU或IP Core用FPGA模塊：包含器件EP1C12Q240C8、配置芯片EPCS4、JTAG下載接口等；
4）主存模塊4MB SRAM，由8片512K SRAM 62V8400A 組成，1MB Flash放BIOS或TOS，由AM29LA800BT組成。
以上1）-4
21、系統(tǒng)自備測量用雙通道示波器，方便實驗過程中時序信號的測量
22、機(jī)箱采用鋁合金框架，厚實的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸≤505×386×136mm。
三、軟件技術(shù)指標(biāo)
1、實驗系統(tǒng)集成動態(tài)調(diào)試運行軟件。
2、詳盡的CAI課件,將實驗原理、目的、芯片、查詢等功能集于一體,便于多媒體教學(xué)；
3、程序和微程序調(diào)試功能，有單步、斷點和連續(xù)等運行方式。
4、有程序和微程序讀寫功能。
5、以彩色流程圖方式全程監(jiān)視程序的運行狀態(tài)和運行結(jié)果。
6、用debug的讀寫存貯菜單，可對寄存器進(jìn)行其輸入數(shù)據(jù)和參數(shù)設(shè)置以及讀出目標(biāo)輸出信息。
四、實驗項目
基礎(chǔ)實驗項目
1、8位/16位算術(shù)邏輯運算（加減乘除）實驗
2、帶進(jìn)位控制8位/16位算術(shù)運算實驗
3、8位邏輯運算（與門、非門或門、與或等）實驗
4、數(shù)據(jù)輸出/傳送/移位/取反實驗
5、寄存器讀寫實驗
6、微程序讀寫實驗
7、微控制器實驗
8、基本模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)
9、帶移位運算的模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)
10、復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)
創(chuàng)新設(shè)計項目（用C新結(jié)構(gòu)小平臺）
1、簡單指令部件（硬布線控制）設(shè)計
2、16位運算器設(shè)計
3、FIFO先出存儲器
4、雙端口8×4累加器
5、8級嵌套堆棧
6、程序計數(shù)器
7、自定義8位指令系統(tǒng)CPU，指令形式：RISC、CISC、MISC；
8、MIPS的12-16指令。
9、C新CPU設(shè)計(配套提供教師講課內(nèi)容、實驗文件PPT、學(xué)生作業(yè)內(nèi)容和要求、設(shè)計參考等整套文檔）：LC-3 結(jié)構(gòu)CPU設(shè)計流程實驗和LC-3 結(jié)構(gòu)并行流水設(shè)計實驗。