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LG-CPTH01 計算機組成原理與系統結構實(shí)驗儀
品牌：理工偉業(yè) 咨詢(xún)電話(huà)：010-82827827 82827835
一、系統簡(jiǎn)介
LG-CPTH01實(shí)驗箱是我公司吸收了國內先進(jìn)的計算機組成原理實(shí)驗儀的優(yōu)點(diǎn),研制開(kāi)發(fā)的一款八位、十六位兼容設計的計算機組成原理和系統結構實(shí)驗儀，系統由八位機主板和十六位機擴展實(shí)驗板組成，主板以八位機模式，用TTL74系列器件加多片在線(xiàn)可編程CPLD構建模型機部件，大大提高了實(shí)驗系統可靠性和二次開(kāi)發(fā)的靈活性,讓學(xué)生以可視方式觀(guān)察CPU內各部件工作過(guò)程和模型機的實(shí)現。擴展實(shí)驗板以十六位機模式，用12萬(wàn)門(mén)EP1C6芯片構建模型機所有部件，并配置64K×16位存儲器，通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程，可設計16位機的部件和模型機，學(xué)生將設計好的電路下載到FPGA芯片上，實(shí)現16位機的部件和模型機功能；也可完成其它設計性實(shí)驗和課程設計實(shí)驗。在對八位機了解的基礎上，讓學(xué)生對十六位計算機組成原理有更深刻的理解，實(shí)現質(zhì)的飛躍，為FPGA設計CPU打下堅實(shí)基礎。滿(mǎn)足不同層次的教學(xué)的需求。系統軟件提供了詳盡的信息窗口、運行圖表和多類(lèi)幫助信息,使教學(xué)的過(guò)程輕松自如。
二、系統特點(diǎn)
（1）先進(jìn)的硬件設計，充分展示計算機結構模型，每個(gè)模塊均有數碼管實(shí)時(shí)監視，模塊間線(xiàn)條明快，數據/指令流向一目了然。
（2）完善的硬件配置，實(shí)驗電路以分立器件為主，同時(shí)配備CPLD，支持部分模塊的重構。
（3）開(kāi)放的軟硬件設計，支持用戶(hù)新建指令/微指令的系統設計。
（4）控制器的有機結合，只需撥動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，就可實(shí)現微程序或組合邏輯控制的切換。
（5）提供多種工作方式，支持手動(dòng)、脫機、聯(lián)機。
（6）提供三總線(xiàn)接口和鎖緊插座，支持I/O擴展。
（7）提供多種指令系統，支持基本模型機、指令流水線(xiàn)、RISC模型機實(shí)驗。
（8）強大的指令功能，支持多種尋址方式和中斷、子程序調用等。
（9）豐富的調試手段，具有單步、微單步、運行、暫停等功能。
（10）提供聯(lián)機調試軟件，自帶編譯器、支持匯編語(yǔ)言源程序調試，圖形化動(dòng)態(tài)顯示計算機結構模型的數據/指令流向,操作歷史記錄狀態(tài)顯示，方便用戶(hù)查找歷史記錄。
（11）提供30路邏輯分析波形圖（示波器）,可讓學(xué)生在實(shí)驗時(shí)實(shí)時(shí)地觀(guān)測到指令與時(shí)序的關(guān)系，可有效的提高教學(xué)效果。
（12）實(shí)驗儀提供LCD液晶顯示，通過(guò)實(shí)驗儀或PC機鍵盤(pán),在線(xiàn)動(dòng)態(tài)修改寄存器、程序/微程序計數器、程序/微程序存貯器的內容。
（13）系統可選配十六位擴展卡，可做十六位的組成原理實(shí)驗。該十六位擴展卡提供示例程序。數據和地址均為十六位，是真正的16位機。十六位機特點(diǎn)：
1、AT89S52單片機，主要用于接收PC機命令，完成16位程序存儲器讀寫(xiě)，管理模型機運行、暫停等功能。
2、ISPLSI1032E是邏輯控制芯片，負責單片機和模型機總線(xiàn)切換。
3、EP1C6是模型機主控芯片，相應管腳已連好，IDC2是EP1C6芯片的下載接口，再配合FPGA實(shí)驗板的PC機調試軟件，可方便地進(jìn)行各種實(shí)驗。
4、IDT71V016是64K×16位存儲器，是模型機的程序存儲器，能保存大容量程序。
5、四位8段數碼管，用于顯示模型機內部寄存器、總線(xiàn)的值，在設計時(shí)可將需要觀(guān)察的內部寄存器、總線(xiàn)值送A，再通過(guò)OUT指令送到數碼管顯示。兩只GAL16V8是四位數碼管16進(jìn)制譯碼。
6、L7～L0是8個(gè)發(fā)光二極管，用于顯示模型機內部狀態(tài)，例如：進(jìn)位標志、零標志、中斷申請標志等。
7、K0（7…0）～K4（7…0）是40個(gè)開(kāi)關(guān)，用于輸入外部信號，例如，在做單步實(shí)驗時(shí)，這些開(kāi)關(guān)可用來(lái)輸入地址總線(xiàn)值、數據總線(xiàn)值、控制信號等。
8、 EP1C6 右方的EX1座表示38 個(gè)擴展的IO 信號,當實(shí)驗中需要另外的輸入輸出腳時(shí)可以使用這些擴展腳。
9、提供FPGA實(shí)驗板和PC機調試軟件。
（14）系統可保存文件和調入文件，并提供PC機下載。
三、系統組成
系統由實(shí)驗主板、仿真調試軟件、內置開(kāi)關(guān)電源組成。
配有USB和串口兩種通信方式，用戶(hù)可以根據需要切換開(kāi)關(guān)選擇任何一種。
實(shí)驗主板有：累加器A，暫存器W，運算器ALU，直通D/左移L/右移R單元，寄存器組R0—R3，中斷向量IA，堆棧ST，程序計數器PC，地址寄存器MAR，輸入IN，輸出OUT，存貯器EM，微地址UPC，指令寄存器IR，微程序控制器uEM，組合邏輯控制單元，三總線(xiàn)接口，40芯鎖緊擴展座、二進(jìn)制開(kāi)關(guān)電平輸出/顯示，邏輯筆、管理單片機89S52、4×6鍵盤(pán)，字符式LCD，RS232/USB通訊接口，十六位機擴展接口， 通信選擇開(kāi)關(guān)。
四、實(shí)驗項目
（1）寄存器讀寫(xiě)實(shí)驗
（2）運算器八種運算實(shí)驗
（3）數據輸出/移位實(shí)驗
（4）UPC實(shí)驗
實(shí)驗1：UPC加1實(shí)驗
實(shí)驗2：UPC打入實(shí)驗
（5）PC實(shí)驗
實(shí)驗1：PC加1實(shí)驗
實(shí)驗2：PC打入實(shí)驗
（6）存貯器讀寫(xiě)實(shí)驗
（7）微程序讀寫(xiě)實(shí)驗
（8）中斷實(shí)驗
（9）模型機綜合實(shí)驗（微程控制器）
實(shí)驗1：數據傳送/輸入/輸出實(shí)驗
實(shí)驗2：數據運算實(shí)驗（加/減法/或）
實(shí)驗3：移位/取反實(shí)驗
實(shí)驗 4：轉移實(shí)驗
實(shí)驗 5：調用實(shí)驗
實(shí)驗 6：中斷實(shí)驗
實(shí)驗 7：指令流水實(shí)驗
實(shí)驗 8：RISC模型機
(10) 組合邏輯控制器實(shí)驗
(11) 設計指令/微指令系統.
(12) 擴展實(shí)驗
實(shí)驗1：8255擴展I/O口實(shí)驗
實(shí)驗 2：8253擴展定時(shí)器實(shí)驗
注：實(shí)驗（1）…（8）為手動(dòng)微代碼控制，（9）…（12）為微程序或組合邏輯控制.
* 十六位機擴展部分實(shí)驗（可選配）
（13）十六位ALU 實(shí)驗
（14）十六位寄存器實(shí)驗
（15）十六位寄存器組實(shí)驗
（16）十六位指令計數器PC 實(shí)驗
（17）中斷控制實(shí)驗
（18）十六位模型機的總體實(shí)驗
關(guān)鍵詞： 數控車(chē)床 實(shí)訓設備 實(shí)訓裝置 教學(xué)儀器 教學(xué)設備 實(shí)驗設備 實(shí)訓臺 考核裝置 電工電子 實(shí)驗裝置 數控技術(shù) 實(shí)訓考核 技能實(shí)訓 數控系統 電氣控制 實(shí)訓鑒定 自控實(shí)訓 數控軟件 實(shí)驗系統 數控實(shí)訓 電氣技術(shù) 數控設備 數控銑床 高教設備 教學(xué)車(chē)床 職教設備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實(shí)驗 變頻調速
LG-CPTH01實(shí)驗箱是我公司吸收了國內先進(jìn)的計算機組成原理實(shí)驗儀的優(yōu)點(diǎn),研制開(kāi)發(fā)的一款八位、十六位兼容設計的計算機組成原理和系統結構實(shí)驗儀，系統由八位機主板和十六位機擴展實(shí)驗板組成，主板以八位機模式，用TTL74系列器件加多片在線(xiàn)可編程CPLD構建模型機部件，大大提高了實(shí)驗系統可靠性和二次開(kāi)發(fā)的靈活性,讓學(xué)生以可視方式觀(guān)察CPU內各部件工作過(guò)程和模型機的實(shí)現。擴展實(shí)驗板以十六位機模式，用12萬(wàn)門(mén)EP1C6芯片構建模型機所有部件，并配置64K×16位存儲器，通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程，可設計16位機的部件和模型機，學(xué)生將設計好的電路下載到FPGA芯片上，實(shí)現16位機的部件和模型機功能；也可完成其它設計性實(shí)驗和課程設計實(shí)驗。在對八位機了解的基礎上，讓學(xué)生對十六位計算機組成原理有更深刻的理解，實(shí)現質(zhì)的飛躍，為FPGA設計CPU打下堅實(shí)基礎。滿(mǎn)足不同層次的教學(xué)的需求。系統軟件提供了詳盡的信息窗口、運行圖表和多類(lèi)幫助信息,使教學(xué)的過(guò)程輕松自如。
（1）先進(jìn)的硬件設計，充分展示計算機結構模型，每個(gè)模塊均有數碼管實(shí)時(shí)監視，模塊間線(xiàn)條明快，數據/指令流向一目了然。
（2）完善的硬件配置，實(shí)驗電路以分立器件為主，同時(shí)配備CPLD，支持部分模塊的重構。
（3）開(kāi)放的軟硬件設計，支持用戶(hù)新建指令/微指令的系統設計。
（4）控制器的有機結合，只需撥動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，就可實(shí)現微程序或組合邏輯控制的切換。
（5）提供多種工作方式，支持手動(dòng)、脫機、聯(lián)機。
（6）提供三總線(xiàn)接口和鎖緊插座，支持I/O擴展。
（7）提供多種指令系統，支持基本模型機、指令流水線(xiàn)、RISC模型機實(shí)驗。
（8）強大的指令功能，支持多種尋址方式和中斷、子程序調用等。
（9）豐富的調試手段，具有單步、微單步、運行、暫停等功能。
（10）提供聯(lián)機調試軟件，自帶編譯器、支持匯編語(yǔ)言源程序調試，圖形化動(dòng)態(tài)顯示計算機結構模型的數據/指令流向,操作歷史記錄狀態(tài)顯示，方便用戶(hù)查找歷史記錄。
（11）提供30路邏輯分析波形圖（示波器）,可讓學(xué)生在實(shí)驗時(shí)實(shí)時(shí)地觀(guān)測到指令與時(shí)序的關(guān)系，可有效的提高教學(xué)效果。
（12）實(shí)驗儀提供LCD液晶顯示，通過(guò)實(shí)驗儀或PC機鍵盤(pán),在線(xiàn)動(dòng)態(tài)修改寄存器、程序/微程序計數器、程序/微程序存貯器的內容。
（13）系統可選配十六位擴展卡，可做十六位的組成原理實(shí)驗。該十六位擴展卡提供示例程序。數據和地址均為十六位，是真正的16位機。十六位機特點(diǎn)：
1、AT89S52單片機，主要用于接收PC機命令，完成16位程序存儲器讀寫(xiě)，管理模型機運行、暫停等功能。
2、ISPLSI1032E是邏輯控制芯片，負責單片機和模型機總線(xiàn)切換。
3、EP1C6是模型機主控芯片，相應管腳已連好，IDC2是EP1C6芯片的下載接口，再配合FPGA實(shí)驗板的PC機調試軟件，可方便地進(jìn)行各種實(shí)驗。
4、IDT71V016是64K×16位存儲器，是模型機的程序存儲器，能保存大容量程序。
5、四位8段數碼管，用于顯示模型機內部寄存器、總線(xiàn)的值，在設計時(shí)可將需要觀(guān)察的內部寄存器、總線(xiàn)值送A，再通過(guò)OUT指令送到數碼管顯示。兩只GAL16V8是四位數碼管16進(jìn)制譯碼。
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7、K0（7…0）～K4（7…0）是40個(gè)開(kāi)關(guān)，用于輸入外部信號，例如，在做單步實(shí)驗時(shí)，這些開(kāi)關(guān)可用來(lái)輸入地址總線(xiàn)值、數據總線(xiàn)值、控制信號等。
8、 EP1C6 右方的EX1座表示38 個(gè)擴展的IO 信號,當實(shí)驗中需要另外的輸入輸出腳時(shí)可以使用這些擴展腳。
9、提供FPGA實(shí)驗板和PC機調試軟件。
（14）系統可保存文件和調入文件，并提供PC機下載。
三、系統組成
系統由實(shí)驗主板、仿真調試軟件、內置開(kāi)關(guān)電源組成。
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實(shí)驗主板有：累加器A，暫存器W，運算器ALU，直通D/左移L/右移R單元，寄存器組R0—R3，中斷向量IA，堆棧ST，程序計數器PC，地址寄存器MAR，輸入IN，輸出OUT，存貯器EM，微地址UPC，指令寄存器IR，微程序控制器uEM，組合邏輯控制單元，三總線(xiàn)接口，40芯鎖緊擴展座、二進(jìn)制開(kāi)關(guān)電平輸出/顯示，邏輯筆、管理單片機89S52、4×6鍵盤(pán)，字符式LCD，RS232/USB通訊接口，十六位機擴展接口， 通信選擇開(kāi)關(guān)。
四、實(shí)驗項目
（1）寄存器讀寫(xiě)實(shí)驗
（2）運算器八種運算實(shí)驗
（3）數據輸出/移位實(shí)驗
（4）UPC實(shí)驗
實(shí)驗1：UPC加1實(shí)驗
實(shí)驗2：UPC打入實(shí)驗
（5）PC實(shí)驗
實(shí)驗1：PC加1實(shí)驗
實(shí)驗2：PC打入實(shí)驗
（6）存貯器讀寫(xiě)實(shí)驗
（7）微程序讀寫(xiě)實(shí)驗
（8）中斷實(shí)驗
（9）模型機綜合實(shí)驗（微程控制器）
實(shí)驗1：數據傳送/輸入/輸出實(shí)驗
實(shí)驗2：數據運算實(shí)驗（加/減法/或）
實(shí)驗3：移位/取反實(shí)驗
實(shí)驗 4：轉移實(shí)驗
實(shí)驗 5：調用實(shí)驗
實(shí)驗 6：中斷實(shí)驗
實(shí)驗 7：指令流水實(shí)驗
實(shí)驗 8：RISC模型機
(10) 組合邏輯控制器實(shí)驗
(11) 設計指令/微指令系統.
(12) 擴展實(shí)驗
實(shí)驗1：8255擴展I/O口實(shí)驗
實(shí)驗 2：8253擴展定時(shí)器實(shí)驗
注：實(shí)驗（1）…（8）為手動(dòng)微代碼控制，（9）…（12）為微程序或組合邏輯控制.
* 十六位機擴展部分實(shí)驗（可選配）
（13）十六位ALU 實(shí)驗
（14）十六位寄存器實(shí)驗
（15）十六位寄存器組實(shí)驗
（16）十六位指令計數器PC 實(shí)驗
（17）中斷控制實(shí)驗
（18）十六位模型機的總體實(shí)驗