JG-CPTH+  *型計算機組成原理與系統(tǒng)結構實驗箱

JG-CPTH+ *型計算機組成原理與系統(tǒng)結構實驗箱是新推出的一款功能強、性能好，軟件硬件都是的高性能計算機組成原理實驗儀產品，系統(tǒng)電路采用了多片CPLD大大提高了可靠性和功能提升的可能性，軟件提供了詳盡的信息窗口、運行圖表和多類幫助信息，使教學的過程輕松自如。
產品說明：
一、系統(tǒng)特點
（1） 結構清晰、實時監(jiān)視器
各單元部件都以計算機結構模型布局，清晰明了，各寄存器、部件均有 8 位數據指示燈顯示其二進制值，兩個8 段碼LED 顯示其十六進制值，清楚明了，兩個數據流方向指示燈，以直觀反映當前數據值及該數據從何處輸出，而又是被何單元接收的。這是該產品*的“實時監(jiān)視器”,使得系統(tǒng)在實驗時即使不借助PC 機，也可實時監(jiān)控數據流狀態(tài)及正確與否,*改變了其它實驗設備為監(jiān)控狀態(tài)必須加入讀操作的不真實實驗方法，使得學生十分容易認識和理解計算機組成結構。實驗系統(tǒng)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，也可進行各部件組合實驗，再通過與控制線的組合，就可構造出不同結構及復雜程度的原理性計算機。
（2）開放式設計
實驗系統(tǒng)的軟硬件對用戶的實驗設計具有*的開放特性。與眾不同的是：各實驗模塊的數據線、地址線與系統(tǒng)之間的掛接是通過三態(tài)門，而不是其它實驗設備所采用的扁平連線方法，而數據線、地址線是否要與系統(tǒng)連通，則由用戶連線控制，這樣，就真實的再現(xiàn)了計算機工作步驟。需要強調指出的是：用“連線跨接”并不能說明其開放特性，而所謂的開放性應指的是運算器、控制器及微程序的格式及定義能否進行修改和重新設計。系統(tǒng)的運算器采用了代表現(xiàn)代科技的EDA 技術設計，隨機出廠時，已提供一套已裝載的方案，能進行加、減、與、或、帶進位加、帶進位減、取反、直通八種運算方式，若用戶不滿意該套方案，也可自行重新設計并通過JTAG 口下載?？刂破魑⒏袷郊岸x可通過鍵盤和PC 機進行重新設計，從而產生與眾不同的指令系統(tǒng)。系統(tǒng)的數據線、地址線、控制線均在總線插孔區(qū)引出，并設計了40 芯鎖進插座，供用戶進行RAM、8251、8255、8253、8259 等接口器件的擴展實驗。系統(tǒng)提供的兩種控制器之一的組合邏輯控制器已下載有一套完整的實驗方案，用戶也可使用CPLD 工具在PC 機上進行自動化設計。
開放式設計的特點還在于，用戶可以設計自己的指令/微指令系統(tǒng)。系統(tǒng)中已帶有兩套指令/微程序系
統(tǒng)，用戶可參照來設計新的指令/微程序系統(tǒng)。
(3)支持中斷實驗
采用底層的器件設計而非有些產品所采用的集成器件 8259，從而讓學生可以從微程序層面上學習中斷請求、中斷響應、中斷處理、中斷入口地址的產生、中斷服務程序及中斷返回（RETI）整個過程。專家指出：“中斷”是單片機、微機、DSP 等學科中*的功能，故應在計算機原組成原理這門基礎學科中對其進行充分的學習和實驗。
(4) 兩種控制器方式
系統(tǒng)提供兩種控制器方式，即微程序控制器和組合邏輯控制器。在微程序控制器中，系統(tǒng)能提供在線
編程，實時修改程序，顯示程序并調試進行的操作環(huán)境。組合邏輯控制器，已下載有一套完整的實驗方案，
用戶也可使用CPLD 工具在PC 機上進行自動化設計。微程序控制器和組合邏輯控制器兩種類型都有流水和非流水兩種方案。
(5) 三種工作方式
1、手動方式——不連PC 機，通過實驗儀的開關輸入信號進行實驗，用LCD 及各部件的8 個狀態(tài)LED，兩個LED 數碼管觀察運行狀態(tài)和結果，手動進行實驗；
2、聯(lián)機方式——連PC 機，通過WINDOWS 調試環(huán)境及圖形方式進行更為直觀的實驗。在WINDOWS 調試環(huán)境中提供了功能強大的邏輯分析和跟蹤功能，既可以以波形的方式顯示各邏輯關系，也可在跟蹤器中，觀察到當前狀態(tài)的說明及提示；
3、脫機方式——不連PC 機，通過實驗儀的鍵盤輸入程序、微程序，用LCD 及各部件的8 個狀態(tài)LED，兩個LED 數碼管觀察運行狀態(tài)和結果，手動進行實驗；
（6）完善的尋址方式
累加器尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、立即數尋址、存儲器尋址；
（7）邏輯分析儀
對于教師而言，不難體會要講清時序關系是不容易的。而學生理解并利用時序關系則難上加難。而由于現(xiàn)代集成技術的迅猛發(fā)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。計算機組成原理與系統(tǒng)結構教學實驗系統(tǒng)具備高性能邏輯分析功能，老師可通過電化教學設備向學生現(xiàn)場展示指令與時序的關系，可讓學生在實驗時直觀地觀測到指令與時序的關系，可有效的提高教學效果。
（8）豐富的調試手段，具有單步、微單步、運行、暫停等功能。
（9）通過實驗儀或PC機鍵盤,在線動態(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。
（10）通過實驗儀或PC機鍵盤,在線動態(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。

二、系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由實驗主板、調試軟件、內置開關電源組成。
實驗主板有：累加器A，暫存器W，寄存器組R0—R3，運算器ALU，直通D/左移L/右移R單元，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UM，組合邏輯控制單元，三總線接口，擴展座、二進制開關電平輸出/顯示，邏輯筆、管理單片機、4×6鍵盤，字符式LCD，RS232通訊接口。

三、實驗項目
（1）寄存器讀寫實驗
（2）運算器八種運算實驗
（3）數據輸出/移位實驗
（4）UPC實驗
實驗1：UPC加1實驗
實驗2：UPC打入實驗
（5）PC實驗
實驗1：PC加1實驗
實驗2：PC打入實驗
（6）存貯器讀寫實驗
（7）微程序讀寫實驗
（8）中斷實驗
（9）模型機綜合實驗（微程控制器）
實驗1：數據傳送/輸入/輸出實驗
實驗2：數據運算實驗（加/減法/或）
實驗3：移位/取反實驗
實驗4：轉移實驗
實驗5：調用實驗
實驗6：中斷實驗
實驗7：指令流水實驗
實驗8：RISC模型機
（10）組合邏輯控制器實驗
（11）擴展實驗
實驗1：8255擴展I/O口實驗
實驗2：8253擴展定時器實驗
注：實驗（1）～（8）為手動微代碼控制，（9）～（11）為微程序或組合邏輯控制。

JG-PLCX1  PLC可編程控制器實驗箱 

一、產品特點
1、PLC可編程控制器實驗箱PLC主機采用西門子S7系列CPU226，功能上*目前高等院校的PC教學要求。也可按照用戶要求，使用其他品牌的PC主機，如三菱、歐姆龍、松下、富士等，而實驗模塊不作改動。
   2、采用模塊化設計，包括PLC主機模塊和14個實驗模塊。各模塊間相互獨立。在主機模塊中，所有輸入輸出端口都通過導線連接到實驗板上的鍍金孔上，各實驗模塊都有獨立的輸入、輸出、公共端，這樣在實驗時只需連接所用到的端口。用戶可方便擴展自己的模塊，也為以后實驗系統(tǒng)的升級提供了保障。也可根據用戶要求，更改不同的實驗模塊。
3、較多地采用了實物產品，提高了實驗的真實程度，確保了實驗的實用性。
（1）采用步進電機、減速步進電機、直流電機和減速直流電機等四種電機，其中減速步進電機配有單片機控制的伺服電路，運轉平滑、精確，噪聲小；
（2）使用了十個繼電器，并在實驗板上畫有繼電器的正反轉接法示意圖，讓學生理解并掌握繼電器在正反轉控制電路中的使用方法；
（3）使用了十二個傳感器，可完成閉環(huán)控制實驗，如電梯、刀庫等實驗。
4、實驗項目由基本指令實驗，常用功能指令實驗、綜合實驗三部分組成。在實驗項目設計開發(fā)中根據用戶的要求和建議，使實驗由簡到難，從而達到一個循序漸進的學習過程。實驗項目也充分貼近實際應用和教學大綱的要求。
5、在實驗箱的設計中留出了所有的輸入、輸出、公共端子，用戶可方便擴展自己的模塊，以及以后實驗系統(tǒng)的升級。
6、配備MCGS工控組態(tài)軟件，可直觀地進行PLC的基本指令練習、多個PLC實際應用的模擬實驗及實物實驗，所有實驗均有組態(tài)棒圖進行動態(tài)跟蹤，實驗對象形象逼真，接近工業(yè)現(xiàn)場的實際應用，通過本裝置的訓練，使學生很快就能適應現(xiàn)場的實際操作。
7、實驗項目豐富，擴展靈活，使用可靠，在教學活動或項目開發(fā)中易于使用和維護，是目前國內市場上一款性價比*的PLC教學實驗設備。
二、技術性能
1、輸入電源：AC: 220V 50HZ ，有漏電保護開關
2、工作環(huán)境溫度：-10-55℃ 相對濕度<85%(25℃)
3、主機（*配置）：
  西門子CPU226（6ES7216-2BD23-0XB8）   輸入24點、輸出 16點;
4、輸出24V、2A。過流、過載、過壓保護
三、實驗內容
可完成六類指令實驗:
*類 基本指令實驗
第二類 定時器及計數器指令實驗
第三類 移位寄存器指令實驗
第四類 置位/復位及脈沖指令實驗
第五類 跳轉指令實驗
第六類 常用功能指令實驗
可完成十三個模塊控制實驗項目：
1.交通信號燈的自動控制
2.機械手的自動控制
3.加工中心刀庫捷徑方向選擇控制 [轉盤的轉動由步進電機控制（步進電機由單片機控制），轉盤位置由霍爾開關來檢測支持自動識別當前位,自動糾正定位誤差]
4.驅動步進電機的控制
5.舞臺藝術燈飾的控制
6.四層電梯的控制（有實物電機控制，可以動態(tài)觀察電梯的運行過程）
7.LED數碼管顯示控制實驗
8.交流電機Y/Δ形起動的控制（電機通過小直流電機模擬轉動）。
9.液體混合裝置的自動控制（攪拌機通過小直流電機模擬轉動）。
10.水塔水位俱自動控制
11.四級傳送帶的模擬運行
12.郵件分揀系統(tǒng)的模擬運行
13．裝配流水線控制
實驗箱配合指導書可撐握下列指令的應用,清單如下：
基本指令
1.取指令2.取反指令3.與指令4.與非指令5.或指令6.或非指令7.輸出指令8.求反輸出指令9.電路塊與指令10.電路塊或指令11.定時器指令12.計數器指令
功能指令:
1 空操作指令2. 結束指令3. 互鎖指令4. 互鎖清除指令5. 跳轉指6.跳轉結束指令7. 鎖存指令8. 前沿微分指令9. 后沿微分指令10. 逐位移位指令11. 通道移位指令12. 高速定時器指令13. 可逆計數器指令14. 通道數據比較指令15. 數據傳送指令16. 數據求反傳送指令17.置位進位位指令18. 復位進位位指令19. 加法指令20. 減法指令21. 乘法指令22. 除法指令23. 十進制數轉換為二進制數指令24. 二進制數轉換為十進制數指令25. 譯碼指令26. 編碼指令等。
幾個基本電路的編程：
常用啟動/停止電路
延時接通/斷開電路（計數器的應用）
閃爍電路
移位寄存器的應用
實驗箱配有實驗指導書,連接線,下載電纜等附件,免費提供軟件及實驗程序。