TW-X38 16、32位微機原理與接口教學實驗系統

一、硬件概述

TW-X38現代32位微機原理與接口技術教學實驗系統的升級換代產品，采用Intel i386EX嵌入式微處理器作為系統核心，全面支持80X86的16/32位微機原理與接口技術的實驗教學，為32位微處理器在微機教學中的運用構建了一個全開放、可開發、易拓展式的實驗環境。

TW-X38的內外總線均為32位，支持32位I/O和內存讀寫。

二、軟件概述

系統配有MKStudio集成開發環境，支持32/64位的Win XP~Win10操作系統，支持80X86匯編語言和C語言的源程序級編程與調試，支持寄存器、內存和外設接口芯片的非編程讀寫操作，支持常用的INT 21h功能調用，支持脫機模擬調試，滿足實模式和保護模式下微機原理與接口的實驗需求。

三、開放特性

系統采用雙核架構，由管理CPU支撐系統集成開發環境的運作，承擔與PC聯機調試時通信數據交換所產生的硬件消耗，呈現給用戶的是一個完整而又透明、資源充分開放的32位微處理器。

四、總線特性

系統開放了總線寬度的動態選擇機制，把內存控制“MECS16”和I/O控制“IOCS16”列入用戶可定義的范圍，為了簡化電路連接，系統對這兩個輸入信號有缺省定義，分別為“32位內存”和“8位輸入輸出接口”，即當用戶擴展32位存儲器時可忽略對“MECS16”端的定義與連接；當I/O輸入輸出接口為8位時也無需考慮對“IOCS16”端的定義與連接。

五、尋址能力

系統構建了全覆蓋的尋址空間，系統內存可融入仼意段的0~1FFFh，實模式的可尋址范圍為16個段的0~1FFFh（其中F000為系統BIOS段），在保護模式以段寄存器作為索引，根據段描述符表定義32位段基址（包括界限及存取權等）與各種尋址方式所確定的32位有效地址相加產生32位內存單元的線性地址，再通過分頁部件形成32位物理地址的全覆蓋（在沒有分頁的情況下視32位內存單元的線性地址為其32位物理地址）。當低16位IP大于等于2000h時，系統的尋址目標指向外部存儲器擴展空間。

六、擴展能力

系統的內存和I/O擴展以字節操作為基準，把32位微處理器的四個“字節允許”信號BE3~BE0列入擴展定義的范圍，支持字節（8位）、字（16位）、雙字（32位）共三類指令的擴展尋址，并把DMA操作期間的字節定義融入到BE3~BE0選通端，使其擴展特性與微機實際應用無縫結合。

七、兼容特性

系統的微處理核可分離使用，可選配51PACK單片機內核模塊或86PACK十六位微機內核模塊，全面支持MCS-51單片機、十六位微機的原理應用與接口擴展實驗。

八、虛擬儀器

系統集成了虛擬示波器、虛擬電壓表功能，可測量實驗中實際產生的模擬信號、數字信號，通過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圖片用于實驗報告。

九、連線方式

系統提供了扁平線、排線和單線相結合的電路連線方式：數據總線、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，進一步優化了電路的搭接方式，提高了電路的連接效率。

十、安全特性

系統引出的擴展總線均由隔離器件驅動，“隔離”設計保障了32位微處理核的安全，避免了誤操作、誤連線對CPU造成的損傷；“驅動”設計的目的提高了系統擴展總線的穩定性和可靠性。另外系統內置了具有短路保護、過流保護的高性能穩壓開關電源，進一步保障了系統的安全性。

80X86實模式實驗項目

80X86微機原理及其程序設計實驗

1. 系統認識實驗

2. 數制轉換實驗

十六進制數轉換為十進制數

十進制數轉換為十六進制數

3. 碼制轉換實驗

ASCII碼（數字符）轉換為十六進制數

十六進制數轉換為ASCII碼

ASCII碼（數字符）轉換為十進制數

十進制數轉換為ASCII碼

十進制數的ASCII碼轉換為BCD碼

十進制BCD碼轉換為二進制數

4. 運算類編程實驗

二進制雙精度加法運算

十進制的BCD碼減法運算

乘法運算

5. 分支程序設計實驗

6. 循環程序設計實驗

計算S＝1＋2×3＋3×4＋4×5＋…＋N（N＋1）

求某數據區內負數的個數

7. 排序程序設計實驗

氣泡排序法

學生成績名次表

8. 子程序設計實驗

求無符號字節序列中的最大值和最小值

求N！

9. 查表程序設計實驗

10. INT 21h輸入輸出程序設計實驗

顯示A~Z共26個大寫英文字母

INT 21H功能調用示例程序實驗

在C語言使用INT 21h功能調用

PC鍵盤下傳實驗箱七段碼顯示

實驗箱鍵盤上傳PC屏幕顯示

80X86微機接口技術及其應用實驗

1. 存儲器擴展實驗

2. 8237可編程DMA控制器實驗

3. 8259中斷控制器實驗

內部8259中斷控制器

外部8259中斷控制器

4. I/O擴展實驗（8位／16位）

5. 8255并行口實驗

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／計數器應用實驗

7. 8251串行通信應用實驗

8. 鍵盤掃描及顯示設計實驗

8279鍵盤與顯示設計

8255鍵盤與顯示設計

9. A/D模數轉換實驗

10. D/A數模轉換實驗

11. LCD 128×64圖形液晶實驗

12. 音頻驅動實驗

13. 繼電器控制實驗

14. 步進電機控制實驗

15. 直流電機調速實驗

16. DS18B20數字溫度傳感器實驗

17. V/F電壓頻率轉換實驗

18. PWM輸出實驗

19. DS1302實時時鐘實驗

20. 紅外遙控實驗

32位程序設計及其接口技術實驗

21. 32位數據排序實驗

22. 32位碼制轉換實驗

23. 32位存儲器擴展實驗

24. 8237可編程DMA控制器訪問32位存儲器的實驗

25. 32位I/O擴展實驗

26. 32位LED 16×16點陣顯示實驗

80X86保護模式實驗項目

32位保護模式下的微機原理實驗

1. 實模式到保護模式的切換

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. 任務內無特權級變換的轉移

5. 任務內有特權級變換的轉移

6. JMP/CALL指令實現任務切換

7. 通過中斷門轉移的中斷與異常處理

8. 通過陷阱門轉移的中斷與異常處理

9. 通過任務門轉移的中斷與異常處理

32位保護模式下的內存擴展實驗

1. 無分頁機制的內存擴展

2. 有分頁機制的內存擴展