十六位计算机组成原理实验箱中西器材型号:VV51-DVCC-C7JH库号：M96314  

VV511-M88157八位/十六位计算机组成原理与系统结构实验仪  

该产品是一款八位/十六位兼容设计的计算机组成原理和系统结构实验仪，系统由八位机主板和十六位机扩展实验板组成，主板以八位机模式，用TTL74系列器件加多片在线可编程CPLD构建模型机部件，实验系统性和二次开发的灵活性,让学生以可视方式观察CPU内各部件工作过程和模型机的实现。扩展实验板以十六位机模式，用12万门FPGA芯片构建模型机所有部件，并配置64K×16位存储器，通过VHDL语言编程，可设计16位机的部件和模型机，学生将设计好的电路到FPGA芯片上，实现16位机的部件和模型机功能；也可完成其它设计性实验和课程设计实验。在对八位机了解的基础上，让学生对十六位计算机组成原理有理解，FPGA设计CPU。  

一、性能特点  

（1）硬件设计，充分展示计算机结构模型，每个模块均有数码管实时监视，模块间线条明快，数据/指令流向一目了然。  

（2）硬件配置，实验电路以分立器件为主，同时配备CPLD，支持部分模块的重构。  

（3）开放的软硬件设计，支持用户新建指令/微指令的系统设计。  

（4）控制器的有-机结合，只需拨动选择开关，就可实现微程序或组合逻辑控制的切换。  

（5）提供多种工作方式，支持手动、脱机、联机。  

（6）提供三总线接口和锁紧插座，支持I/O扩展。  

（7）提供多种指令系统，支持基本模型机、指令流水线、RISC模型机实验。  

（8）大的指令功能，支持多种寻址方式和中断、子程序调用等。  

（9）丰FU的调试手段，具有单步、微单步、运行、暂停等功能。  

（10）提供联机调试软件，自带编译器、支持汇编语言源程序调试，图形化动态显示计算机结构模型的数据/指令流向,操作历史记录状态显示，方便用户查找历史记录。  

（11）实验仪提供LCD液晶显示，通过实验仪或PC机键盘,在线动态修改寄存器、程序/微程序计数器、程序/微程序存贮器的内容。  

（12）系统可选配十六位扩展卡，可做十六位的组成原理实验。该十六位扩展卡提供示例程序。数据和地址均为十六位，16位机。十六位机特点：  

1、AT89S52单片机，主要用于接收PC机命令，完成16位程序存储器读写，管理模型机运行、暂停等功能。  

2、ISPLSI1032E是逻辑控制芯片，负责单片机和模型机总线切换。  

3、EP1C6是模型机主控芯片，相应管脚已连好，IDC2是EP1C6芯片的接口，再配合FPGA实验板的PC机调试软件，可方便地进行各种实验。  

4、IDT71V016是64K×16位存储器，是模型机的程序存储器，能保存大-容量程序。  

5、四位8段数码管，用于显示模型机内部寄存器、总线的值，在设计-时可将需要观察的内部寄存器、总线值送A，再通过OUT指令送到数码管显示。两只GAL16V8是四位数码管16进制译码。  

6、L7～L0是8个发光二极管，用于显示模型机内部状态，例如：进位标志、零标志、中断申请标志等。  

7、K0（7…0）～K4（7…0）是40个开关，用于输入外部信号，例如，在做单步实验时，这些开关可用来输入地址总线值、数据总线值、控制信号等。  

8、FPGA右方的扩展座是38个扩展的IO信号，当实验中需要另外的输入输出脚时可以使用这些扩展脚。  

9、提供FPGA实验板和PC机调试软件。  

（13）系统可保存文件和调入文件，并提供PC机。  

二、详细组成  

系统由实验主板、调试软件、内置开关电源组成。  

配有USB和串口两种通信方式，用户可以根据需要切换开关选择任何一种。  

实验主板有：累加器A，暂存器W，运算器ALU，直通D/左移L/右移R单元，寄存器组R0—R3，中断向量IA，堆栈ST，程序计数器PC，地址寄存器MAR，输入IN，输出OUT，存贮器EM，微地址UPC，指令寄存器IR，微程序控制器uEM，组合逻辑控制单元，三总线接口，40芯锁紧扩展座、二进制开关电平输出/显示，逻辑笔、管理单片机89S52、4×6键盘，字符式LCD，RS232/USB通讯接口，十六位机扩展接口，通信选择开关等。  

三、实验项目  

（1）寄存器读写实验  

（2）运算器八种运算实验  

（3）数据输出/移位实验  

（4）UPC实验  

（5）PC实验  

（6）存贮器读写实验  

（7）微程序读写实验  

（8）中断实验  

（9）模型机综合实验（微程控制器）  

实验1：数据传送/输入/输出实验  

实验2：数据运算实验（加/减法/或）  

实验3：移位/取反实验  

实验4：转移实验  

实验5：调用实验  

实验6：中断实验  

实验7：指令流水实验  

实验8：RISC模型机  

(10)组合逻辑控制器实验  

(11)设计指令/微指令系统.  

(12)扩展实验(选配芯片）  

实验1：8255扩展I/O口实验  

实验2：8253扩展定时器实验  

注：实验（1）…（8）为手动微代码控制，（9）…（12）为微程序或组合逻辑控制。  

十六位机扩展部分实验（选配实验板）  

（13）十六位ALU实验  

（14）十六位寄存器实验  

（15）十六位寄存器组实验  

（16）十六位指令计数器PC实验  

（17）中断控制实验  

（18）十六位模型机的总体实验