主頁 > 新聞動（dòng）態 > 計算機（jī）組（zǔ）成原理實驗台,計算（suàn）機組成原理實驗裝置 2025-07-21

計算機組成原理實驗台,計算機組成原理（lǐ）實驗裝置

計算機（jī）組成原理實驗台是我（wǒ）公司最新推出的一款功能強、性能好，軟件硬件都是一流的高性能計算機組成原（yuán）理實驗儀產（chǎn）品，係統電路采用了多片CPLD大大（dà）提高了可靠性和功能提升（shēng）的可能性，軟件（jiàn）提供了詳盡的信息（xī）窗口、運行圖表和多類幫助信息，使教學（xué）的過程輕鬆自如。

一、裝置特點：

1、結構清（qīng）晰、實時（shí）監視（shì）器

各單元部件都（dōu）以計算機（jī）結構（gòu）模型布局，清晰明了，各寄存器、部件均有 8 位（wèi）數據指示燈（dēng）顯示（shì）其二進製值，兩個8 段碼（mǎ）LED 顯示其十六（liù）進製（zhì）值，清楚明了，兩個數據流方向指示燈，以直觀（guān）反（fǎn）映當前數據值及該（gāi）數據從何處輸出，而又是被何單元接收的。這（zhè）是該（gāi）產品獨創的“實時監視器”,使得係統在實驗時即使（shǐ）不（bú）借助PC機，也可實（shí）時監控數據流狀態及正確（què）與否,徹底改（gǎi）變了其它實驗設備為監控狀態必須加（jiā）入讀操作的不真實實驗方法，使（shǐ）得學生十分容易認識和理解計算（suàn）機組成結構（gòu）。實驗係統各部件可以通過J1、J2、J3 座之間不同的連線組合，可進行各部件獨立的實驗，也可（kě）進行各部件組合實（shí）驗，再通過與控製線的組合，就可構（gòu）造出（chū）不同結構及複雜（zá）程度的原（yuán）理性計算機。

2、開（kāi）放式設（shè）計

實驗係統的軟硬件對用戶的（de）實驗設計具有（yǒu）完全的開放特性。與眾不同的是：實驗台各實驗模塊的數據（jù）線、地址線與係統之間的掛接是通過三態門，而不是其它實驗設備所采用的扁平連線方法，而數據線、地（dì）址線（xiàn）是否要與係統連（lián）通，則（zé）由用戶連線控製（zhì），這樣，就真實的再（zài）現了計算機工作步驟。需要強調指出（chū）的是：用“連線跨接”並不能說明其開放特性，而所謂的開（kāi）放性應指的是運算器、控製器及微程（chéng）序指定的格式及定義（yì）能否進行修改和重新（xīn）設計。係統的運算（suàn）器采用了（le）代表現代（dài）科技的EDA 技術（shù）設計，隨機出廠時，已提供一套已裝載的方案，能進行加、減、與、或、帶（dài）進位加、帶進位減、取反、直（zhí）通八種（zhǒng）運算方（fāng）式（shì），若用戶不滿意該套方案，也可自行重新設計並通過JTAG 口下載。控（kòng）製器微指定格式及定義（yì）可通過鍵盤和PC 機進行重新設計，從而產生與眾不同（tóng）的指（zhǐ）令係統。係統（tǒng）的數據線、地址線、控（kòng）製線均在總線插孔區引出，並設計了40 芯鎖進插座，供用（yòng）戶進行RAM、8251、8255、8253、8259 等接口器件的擴展實驗。係統提供的兩種控（kòng）製器之一的組合邏輯控製器已（yǐ）下載有一套完（wán）整的實（shí）驗方案，用戶也可使（shǐ）用（yòng）CPLD 工具在PC 機上（shàng）進行自動化設計。

開放式設計的特點還在於，用戶可以設計自己的指令（lìng）/微指令係統。係統中已（yǐ）帶有兩套（tào）指令/微程序係統，用戶可參照（zhào）來設計新的指令/微程序係統。

3、支持中斷實驗

采用最底層的器件（jiàn）設計而非有些產品所采用的集成器件 8259，從而讓學生（shēng）可（kě）以從微程序層麵上學習中斷請求、中斷響應、中斷處理、中斷入口地址的產生、中斷服（fú）務程序及中斷返（fǎn）回（RETI）整個過（guò）程。專家指出：“中斷”是單片機、微機、DSP 等（děng）學科中（zhōng）不可或缺的功能，故應在計算（suàn）機原組成原理這門基礎學科中對其進行充分的學習和（hé）實驗。

4、兩種控製（zhì）器（qì）方（fāng）式

係統提供兩種控製器（qì）方式，即微程序控製器和組（zǔ）合邏輯控製器。在微程（chéng）序控（kòng）製器中，係統能提供在線編程，實時修改程序，顯示程序並調試進行的操作環境。組合邏輯控製器（qì），已下載有一套完整（zhěng）的實驗方案，用戶也可使用CPLD 工具在PC 機上進行自動化設計。微程序控（kòng）製器和組合邏（luó）輯控製器兩種類型都有流水和非流水兩種方案。

5、三（sān）種工作（zuò）方式

1）手（shǒu）動方式——不連PC 機，通過實驗儀的開關輸入信號進行實驗（yàn），用LCD 及各部（bù）件的8 個狀態LED，兩個LED 數碼（mǎ）管觀察運行狀態和結（jié）果，手動進行（háng）實驗（yàn）；

2）聯機方式——連PC 機，通過WINDOWS 調試環境及圖形方式進行更為直觀的實驗。在WINDOWS 調試環（huán）境中提（tí）供了功能強大的邏輯分析和跟蹤功能（néng），既可以以波形的方式顯示各（gè）邏輯關係，也可在跟（gēn）蹤（zōng）器中，觀察到當前狀態的說明及提示；

3）脫機（jī）方式——不連PC 機，通過實驗儀的鍵盤輸入（rù）程序、微程序，用LCD 及各（gè）部件的8 個狀態LED，兩個LED 數碼管觀察運行狀態和結（jié）果，手動進行實驗；

6、完善的尋址方式

累加器尋址、寄存器尋址、寄存（cún）器間接尋址、立即數尋址、存儲（chǔ）器尋址；

7、運算器和控製（zhì）器采用CPLD LC4256芯片,支持VHDL語言、Verlog語言（yán）和圖形化（huà）語言.

8、邏輯分析儀

對於教師而言，不難體會要講清時序（xù）關係是不容易的。而學生理（lǐ）解並利用時（shí）序關係則難上加難。而由於現代集成技術的迅猛發展，在實際工作中需要更多的利用邏輯分析工具進行時序分析。計算機組成原理與係統結構教學實驗係統具備高性能邏輯分（fèn）析（xī）功能，老師可通過電化教學設備向學生現場展示指令與（yǔ）時序的關係，可讓學生在實驗時（shí）直觀地（dì）觀測到指令與時序的關係，可有效的提高教學效果。

9、豐富的調試手段，具有單步、微單步（bù）、運行（háng）、暫停（tíng）等功（gōng）能。

10、通過實驗儀或PC機鍵盤,在線動態修改寄存器、程序/微程序計數器、程（chéng）序/微程序存貯器的內容。

11、具有係統自動檢測功能，能精確顯（xiǎn）示故障位置。

12、支持USB通訊連（lián）接，可以適應筆記本，台式機等多種機型，運行環境為（wéi）Windows2000/XP/ Win7/Win8係統。

二、係統（tǒng）組成：

係（xì）統由實驗主板、調試軟件、內置開關（guān）電源組成。

采用（yòng）數字電路設計“組（zǔ）成（chéng）原理”，以便從最底層來展現“原理”之精髓，采用CPLD設計運算器和微程序控製器。

係統實驗主板有：寄存（cún）器組（zǔ）、運算單元、累加器A暫存（cún）器W、直通/左移/右移單元、地（dì）址寄存器（qì）、程序計數器、堆棧、中斷源、輸入/輸出（chū）單元、存儲器單元、微地址寄存器、指（zhǐ）令寄存器、微程序控（kòng）製器、組合邏輯控製器、擴展（zhǎn）座、總線插孔區、微動（dòng）開關/指示燈、邏輯筆、脈衝源、MCS-51智能管理單片機、24個撥碼開（kāi）關、4*6矩陣鍵盤、字符式LCD、RS232口、USB通訊口（kǒu）。

三、實驗項目：

模型機（jī）模塊實驗

1、寄存器實驗

實驗1：A，W 寄（jì）存器實驗

實驗2：R0，R1，R2，R3 寄存器實驗

實（shí）驗3：MAR 地址寄存器，ST 堆棧寄（jì）存器，OUT輸出寄（jì）存器

2、運算器實驗（加、減、或、與、帶（dài）進位加、帶進位減、A取反、A輸（shū）出，共8種運算。）

3、數據輸（shū）出實驗/移位門實（shí）驗

實驗1：數據輸出實驗

實驗2：移位實驗（位左移；位（wèi）右移）

4、微程序計（jì）數器UPC 實驗

實驗1：uPC 加一實驗