微机原理接口基础实验系统

微机原理接口基础实验系统

在微机原理与接口实验教学中，我们采用基础功能实验电路一体化设计，结合创新拓展型实验电路的独立模块外接扩展方式，实现了演示验证性实验、综合设计性实验和创新研究性实验的全面覆盖。这款微机原理实验教学平台具有极高的灵活性，适合各层次学生进行微机原理和接口应用的实验与实训，提升动手能力和创新思维。

一、总体硬件组成与结构形式

本微机原理实验平台采用铝木合金箱体，集成开关电源、实验系统主板和扩展实验电路模块。设计上，常用实验电路采用一体化集成，扩展模块通过L_DV总线接入，确保系统稳定。平台配备专用逻辑控制器，支持用户自定义控制电路，增强接口实验教学的互动性。硬件核心包括64K EPROM监控程序和64K RAM用户程序空间，工作电源提供±5V和±12V，每路均具备短路保护自恢复功能，保障实验安全。此外，平台集成嵌入式双通道虚拟示波器，并配套微机控制技术辅助教学联机调试软件，实现微机原理实验的高效管理。

这种结构形式不仅优化了微机原理实验教学的基础功能，还通过模块化扩展支持创新项目，如毕业设计或课程设计，满足接口实验应用的多样化需求。

二、详细技术指标

1. 电源系统：平台提供±5V和±12V工作电源，每路配备短路保护自恢复功能，确保微机原理实验平台的可靠运行。

2. 系统控制部件：

• 主机基于8088 CPU，集成64K EPROM系统管理程序和两片静态RAM 62256，构成64K用户程序与数据空间，支持微机原理实验的深度开发。

• 采用XC9536逻辑控制器作为主控部件，简化硬件电路，提升可靠性。

• 设计USB/RS232通信接口兼容，便于接口实验教学的联机调试。

3. 虚拟示波器：集成双通道存储虚拟示波器，支持单通道切换以提高采样率，具备实时X-Y显示、波形存储与分析功能。输入电压由软件调整，无需硬件切换，并附带幅频/相频特性专用模式，方便微机原理实验教学中的波形保存与课件集成。

4. 信号源：提供2路正负单脉冲、2路连续脉冲（2MHz和1MHz），以及1路0-5V模拟量产生电路，满足接口实验应用的多样化信号需求。

5. 输入输出接口：包括4×6键盘矩阵、8位开关量输出、12位开关量输入显示、8只高亮LED数码管、音频发生器、继电器控制、温度测量电路、8×8双色点阵显示、41线光柱显示和T696C3液晶显示电路，全面覆盖微机原理和接口实验的常见场景。

6. 控制接口与通信实验电路：集成A/D 0809、D/A 0832、8255并行I/O、8253定时器、8251串行口、8259中断控制、8279键盘控制、USB总线和DMA数据传送电路，支持接口实验教学的综合训练。

7. 传感器与执行部件：配备光电传感器（ST135）用于电机转速测量，PT100温度传感器，以及直流电机和步进电机驱动电路，实现微机原理实验平台的闭环控制应用。

8. 扩展功能：8088 CPU引脚全部引出测试点，方便时序观察；总线信号隔离引出，支持L_DV总线外扩模块，增强微机原理实验的创新性。额外提供IC-16插座，供学生自定义电路设计。

9. 软件支持：兼容Windows 9X/2000/XP平台，配套CAI课件集成实验原理、源码查询等功能，优化微机原理实验教学的多媒体体验。

10. 创新扩展模块：可选配CAN总线通信、高精度数字标尺、无线红外收发等模块，拓展接口实验应用的边界。

11. 连接与机箱：实验线路采用排线连接，确保稳定；机箱为铝合金框架，尺寸435×365×120mm，耐用便携。

三、可完成的实验项目

标配硬件实验项目涵盖ADC0809 A/D转换、DAC0832 D/A转换、8255A并行I/O、8253A定时器、8259A中断控制、8251A串行通信、USB总线通信、直流电机控制、步进电机控制、继电器控制、存储器读写、8279键盘显示、直流电机转速测量、DMA数据传送、扩展I/O口实验等，强化微机原理和接口应用的核心技能。

软件实验项目包括显示程序、数据传送、数码转换、运算类、分支程序设计、循环程序设计、子程序设计和综合程序设计，提升编程能力。

创新扩展实验项目（需外配模块）支持16×16点阵显示、8×8双色点阵、液晶显示接口、2.4G无线收发、CAN总线通信、光柱显示和温度测量等，鼓励学生进行微机原理实验教学的探索性实践。