微機原理接口基礎(chǔ)實驗系統(tǒng)

微機原理接口基礎(chǔ)實驗系統(tǒng)

在微機原理與接口實驗教學(xué)中，我們采用基礎(chǔ)功能實驗電路一體化設(shè)計，結(jié)合創(chuàng)新拓展型實驗電路的獨立模塊外接擴展方式，實現(xiàn)了演示驗證性實驗、綜合設(shè)計性實驗和創(chuàng)新研究性實驗的全面覆蓋。這款微機原理實驗教學(xué)平臺具有極高的靈活性，適合各層次學(xué)生進行微機原理和接口應(yīng)用的實驗與實訓(xùn)，提升動手能力和創(chuàng)新思維。

一、總體硬件組成與結(jié)構(gòu)形式

本微機原理實驗平臺采用鋁木合金箱體，集成開關(guān)電源、實驗系統(tǒng)主板和擴展實驗電路模塊。設(shè)計上，常用實驗電路采用一體化集成，擴展模塊通過L_DV總線接入，確保系統(tǒng)穩(wěn)定。平臺配備專用邏輯控制器，支持用戶自定義控制電路，增強接口實驗教學(xué)的互動性。硬件核心包括64K EPROM監(jiān)控程序和64K RAM用戶程序空間，工作電源提供±5V和±12V，每路均具備短路保護自恢復(fù)功能，保障實驗安全。此外，平臺集成嵌入式雙通道虛擬示波器，并配套微機控制技術(shù)輔助教學(xué)聯(lián)機調(diào)試軟件，實現(xiàn)微機原理實驗的高效管理。

這種結(jié)構(gòu)形式不僅優(yōu)化了微機原理實驗教學(xué)的基礎(chǔ)功能，還通過模塊化擴展支持創(chuàng)新項目，如畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計，滿足接口實驗應(yīng)用的多樣化需求。

二、詳細技術(shù)指標

1. 電源系統(tǒng)：平臺提供±5V和±12V工作電源，每路配備短路保護自恢復(fù)功能，確保微機原理實驗平臺的可靠運行。

2. 系統(tǒng)控制部件：

• 主機基于8088 CPU，集成64K EPROM系統(tǒng)管理程序和兩片靜態(tài)RAM 62256，構(gòu)成64K用戶程序與數(shù)據(jù)空間，支持微機原理實驗的深度開發(fā)。

• 采用XC9536邏輯控制器作為主控部件，簡化硬件電路，提升可靠性。

• 設(shè)計USB/RS232通信接口兼容，便于接口實驗教學(xué)的聯(lián)機調(diào)試。

3. 虛擬示波器：集成雙通道存儲虛擬示波器，支持單通道切換以提高采樣率，具備實時X-Y顯示、波形存儲與分析功能。輸入電壓由軟件調(diào)整，無需硬件切換，并附帶幅頻/相頻特性專用模式，方便微機原理實驗教學(xué)中的波形保存與課件集成。

4. 信號源：提供2路正負單脈沖、2路連續(xù)脈沖（2MHz和1MHz），以及1路0-5V模擬量產(chǎn)生電路，滿足接口實驗應(yīng)用的多樣化信號需求。

5. 輸入輸出接口：包括4×6鍵盤矩陣、8位開關(guān)量輸出、12位開關(guān)量輸入顯示、8只高亮LED數(shù)碼管、音頻發(fā)生器、繼電器控制、溫度測量電路、8×8雙色點陣顯示、41線光柱顯示和T696C3液晶顯示電路，全面覆蓋微機原理和接口實驗的常見場景。

6. 控制接口與通信實驗電路：集成A/D 0809、D/A 0832、8255并行I/O、8253定時器、8251串行口、8259中斷控制、8279鍵盤控制、USB總線和DMA數(shù)據(jù)傳送電路，支持接口實驗教學(xué)的綜合訓(xùn)練。

7. 傳感器與執(zhí)行部件：配備光電傳感器（ST135）用于電機轉(zhuǎn)速測量，PT100溫度傳感器，以及直流電機和步進電機驅(qū)動電路，實現(xiàn)微機原理實驗平臺的閉環(huán)控制應(yīng)用。

8. 擴展功能：8088 CPU引腳全部引出測試點，方便時序觀察；總線信號隔離引出，支持L_DV總線外擴模塊，增強微機原理實驗的創(chuàng)新性。額外提供IC-16插座，供學(xué)生自定義電路設(shè)計。

9. 軟件支持：兼容Windows 9X/2000/XP平臺，配套CAI課件集成實驗原理、源碼查詢等功能，優(yōu)化微機原理實驗教學(xué)的多媒體體驗。

10. 創(chuàng)新擴展模塊：可選配CAN總線通信、高精度數(shù)字標尺、無線紅外收發(fā)等模塊，拓展接口實驗應(yīng)用的邊界。

11. 連接與機箱：實驗線路采用排線連接，確保穩(wěn)定；機箱為鋁合金框架，尺寸435×365×120mm，耐用便攜。

三、可完成的實驗項目

標配硬件實驗項目涵蓋ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換、DAC0832 D/A轉(zhuǎn)換、8255A并行I/O、8253A定時器、8259A中斷控制、8251A串行通信、USB總線通信、直流電機控制、步進電機控制、繼電器控制、存儲器讀寫、8279鍵盤顯示、直流電機轉(zhuǎn)速測量、DMA數(shù)據(jù)傳送、擴展I/O口實驗等，強化微機原理和接口應(yīng)用的核心技能。

軟件實驗項目包括顯示程序、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)碼轉(zhuǎn)換、運算類、分支程序設(shè)計、循環(huán)程序設(shè)計、子程序設(shè)計和綜合程序設(shè)計，提升編程能力。

創(chuàng)新擴展實驗項目（需外配模塊）支持16×16點陣顯示、8×8雙色點陣、液晶顯示接口、2.4G無線收發(fā)、CAN總線通信、光柱顯示和溫度測量等，鼓勵學(xué)生進行微機原理實驗教學(xué)的探索性實踐。