TW-X38 16、32位微機(jī)原理與接口教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

一、硬件概述

TW-X38現(xiàn)代32位微機(jī)原理與接口技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的升級(jí)換代產(chǎn)品，采用Intel i386EX嵌入式微處理器作為系統(tǒng)核心，全面支持80X86的16/32位微機(jī)原理與接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為32位微處理器在微機(jī)教學(xué)中的運(yùn)用構(gòu)建了一個(gè)全開(kāi)放、可開(kāi)發(fā)、易拓展式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

TW-X38的內(nèi)外總線均為32位，支持32位I/O和內(nèi)存讀寫。

二、軟件概述

系統(tǒng)配有MKStudio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持32/64位的Win XP~Win10操作系統(tǒng)，支持80X86匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的源程序級(jí)編程與調(diào)試，支持寄存器、內(nèi)存和外設(shè)接口芯片的非編程讀寫操作，支持常用的INT 21h功能調(diào)用，支持脫機(jī)模擬調(diào)試，滿足實(shí)模式和保護(hù)模式下微機(jī)原理與接口的實(shí)驗(yàn)需求。

三、開(kāi)放特性

系統(tǒng)采用雙核架構(gòu)，由管理CPU支撐系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的運(yùn)作，承擔(dān)與PC聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)通信數(shù)據(jù)交換所產(chǎn)生的硬件消耗，呈現(xiàn)給用戶的是一個(gè)完整而又透明、資源充分開(kāi)放的32位微處理器。

四、總線特性

系統(tǒng)開(kāi)放了總線寬度的動(dòng)態(tài)選擇機(jī)制，把內(nèi)存控制“MECS16”和I/O控制“IOCS16”列入用戶可定義的范圍，為了簡(jiǎn)化電路連接，系統(tǒng)對(duì)這兩個(gè)輸入信號(hào)有缺省定義，分別為“32位內(nèi)存”和“8位輸入輸出接口”，即當(dāng)用戶擴(kuò)展32位存儲(chǔ)器時(shí)可忽略對(duì)“MECS16”端的定義與連接；當(dāng)I/O輸入輸出接口為8位時(shí)也無(wú)需考慮對(duì)“IOCS16”端的定義與連接。

五、尋址能力

系統(tǒng)構(gòu)建了全覆蓋的尋址空間，系統(tǒng)內(nèi)存可融入仼意段的0~1FFFh，實(shí)模式的可尋址范圍為16個(gè)段的0~1FFFh（其中F000為系統(tǒng)BIOS段），在保護(hù)模式以段寄存器作為索引，根據(jù)段描述符表定義32位段基址（包括界限及存取權(quán)等）與各種尋址方式所確定的32位有效地址相加產(chǎn)生32位內(nèi)存單元的線性地址，再通過(guò)分頁(yè)部件形成32位物理地址的全覆蓋（在沒(méi)有分頁(yè)的情況下視32位內(nèi)存單元的線性地址為其32位物理地址）。當(dāng)?shù)?6位IP大于等于2000h時(shí)，系統(tǒng)的尋址目標(biāo)指向外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展空間。

六、擴(kuò)展能力

系統(tǒng)的內(nèi)存和I/O擴(kuò)展以字節(jié)操作為基準(zhǔn)，把32位微處理器的四個(gè)“字節(jié)允許”信號(hào)BE3~BE0列入擴(kuò)展定義的范圍，支持字節(jié)（8位）、字（16位）、雙字（32位）共三類指令的擴(kuò)展尋址，并把DMA操作期間的字節(jié)定義融入到BE3~BE0選通端，使其擴(kuò)展特性與微機(jī)實(shí)際應(yīng)用無(wú)縫結(jié)合。

七、兼容特性

系統(tǒng)的微處理核可分離使用，可選配51PACK單片機(jī)內(nèi)核模塊或86PACK十六位微機(jī)內(nèi)核模塊，全面支持MCS-51單片機(jī)、十六位微機(jī)的原理應(yīng)用與接口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。

八、虛擬儀器

系統(tǒng)集成了虛擬示波器、虛擬電壓表功能，可測(cè)量實(shí)驗(yàn)中實(shí)際產(chǎn)生的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)，通過(guò)PC軟件顯示波形和電壓值，支持波形X-Y縮放，并可將波形保存為BMP圖片用于實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

九、連線方式

系統(tǒng)提供了扁平線、排線和單線相結(jié)合的電路連線方式：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線及8芯以上的接口采用扁平連接或排線連接；讀寫控制、選通端采用單線連接，進(jìn)一步優(yōu)化了電路的搭接方式，提高了電路的連接效率。

十、安全特性

系統(tǒng)引出的擴(kuò)展總線均由隔離器件驅(qū)動(dòng)，“隔離”設(shè)計(jì)保障了32位微處理核的安全，避免了誤操作、誤連線對(duì)CPU造成的損傷；“驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)的目的提高了系統(tǒng)擴(kuò)展總線的穩(wěn)定性和可靠性。另外系統(tǒng)內(nèi)置了具有短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)的高性能穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源，進(jìn)一步保障了系統(tǒng)的安全性。

80X86實(shí)模式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

80X86微機(jī)原理及其程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

1. 系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

2. 數(shù)制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)

3. 碼制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

ASCII碼（數(shù)字符）轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼

ASCII碼（數(shù)字符）轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼

十進(jìn)制數(shù)的ASCII碼轉(zhuǎn)換為BCD碼

十進(jìn)制BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)

4. 運(yùn)算類編程實(shí)驗(yàn)

二進(jìn)制雙精度加法運(yùn)算

十進(jìn)制的BCD碼減法運(yùn)算

乘法運(yùn)算

5. 分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

6. 循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

計(jì)算S＝1＋2×3＋3×4＋4×5＋…＋N（N＋1）

求某數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)負(fù)數(shù)的個(gè)數(shù)

7. 排序程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

氣泡排序法

學(xué)生成績(jī)名次表

8. 子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

求無(wú)符號(hào)字節(jié)序列中的最大值和最小值

求N！

9. 查表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

10. INT 21h輸入輸出程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

顯示A~Z共26個(gè)大寫英文字母

INT 21H功能調(diào)用示例程序?qū)嶒?yàn)

在C語(yǔ)言使用INT 21h功能調(diào)用

PC鍵盤下傳實(shí)驗(yàn)箱七段碼顯示

實(shí)驗(yàn)箱鍵盤上傳PC屏幕顯示

80X86微機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

1. 存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

2. 8237可編程DMA控制器實(shí)驗(yàn)

3. 8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)

內(nèi)部8259中斷控制器

外部8259中斷控制器

4. I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（8位／16位）

5. 8255并行口實(shí)驗(yàn)

8255 A/B/C口輸出方波

8255 PA輸入／PB輸出

8255控制交通燈

6. 8253定時(shí)／計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

7. 8251串行通信應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

8. 鍵盤掃描及顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

8279鍵盤與顯示設(shè)計(jì)

8255鍵盤與顯示設(shè)計(jì)

9. A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

10. D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

11. LCD 128×64圖形液晶實(shí)驗(yàn)

12. 音頻驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

13. 繼電器控制實(shí)驗(yàn)

14. 步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

15. 直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

16. DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)驗(yàn)

17. V/F電壓頻率轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

18. PWM輸出實(shí)驗(yàn)

19. DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)

20. 紅外遙控實(shí)驗(yàn)

32位程序設(shè)計(jì)及其接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)

21. 32位數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)

22. 32位碼制轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

23. 32位存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

24. 8237可編程DMA控制器訪問(wèn)32位存儲(chǔ)器的實(shí)驗(yàn)

25. 32位I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

26. 32位LED 16×16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

80X86保護(hù)模式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

32位保護(hù)模式下的微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)

1. 實(shí)模式到保護(hù)模式的切換

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. 任務(wù)內(nèi)無(wú)特權(quán)級(jí)變換的轉(zhuǎn)移

5. 任務(wù)內(nèi)有特權(quán)級(jí)變換的轉(zhuǎn)移

6. JMP/CALL指令實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換

7. 通過(guò)中斷門轉(zhuǎn)移的中斷與異常處理

8. 通過(guò)陷阱門轉(zhuǎn)移的中斷與異常處理

9. 通過(guò)任務(wù)門轉(zhuǎn)移的中斷與異常處理

32位保護(hù)模式下的內(nèi)存擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

1. 無(wú)分頁(yè)機(jī)制的內(nèi)存擴(kuò)展

2. 有分頁(yè)機(jī)制的內(nèi)存擴(kuò)展