ZG-DPJ单片机微机原理实训设备

一、硬件概述：

ZG-DPJ单片机微机原理实训设备是升级换代产品，沿用多核架构技术，全面支持16位微机原理与接口技术、单片机系统的开发与实验，具有较强的通用性，为原理与接口技术的教学构建了一个全开放、可开发的实验环境。

二、软件概述：

ZG-DPJ单片机微机原理实训设备支持汇编语言和C语言的源程序级编程与调试，支持寄存器、内存和外设接口芯片的非编程读写操作，支持X86程序的INT 21h功能调用，满足实模式和保护模式下微机原理与接口的实验需求。

三、开放特性：

系统采用双核架构，由管理CPU支撑系统集成开发环境的运作，承担与PC联机调试时通信数据交换所产生的硬件消耗，呈现给用户的是一个完整而又透明、资源充分开放的32位微处理器。

四、总线特性：

系统开放了总线宽度的动态选择机制，把总线宽度控制“BS8”列入用户可定义的范围，为了简化电路连接，系统对该输入信号有缺省定义，为“16位内存”和“8位I/O”，即当用户访问16位存储器、8位I/O接口时可忽略对“BS8”端的定义与连接。同时将高低字节允许信号BHE、BLE列入扩展定义的范围，支持字节(8位)、字(16位)、双字(32位)共三类指令的扩展寻址，并把DMA操作期间的字节定义融入到BHE、BLE选通端，使其扩展特性与微机实际应用无缝结合。

五、通用特性：

系统以多核架构技术为支撑，充分支持32位80386、16位8086/8088系列微处理器、MCS-51/96系列单片机，各CPU模块可按用户需求进行灵活配置。

六、连线方式：

系统提供了扁平线、排线和单线相结合的电路连线方式：数据总线、地址总线、控制总线及8芯以上的接口采用扁平连接或排线连接;读写控制、选通端采用单线连接，进一步优化了电路的搭接方式，提高了电路的连接效率。

七、安全特性：

系统引出的扩展总线均由隔离器件驱动，“隔离”设计保障了CPU核的安全，避免了误操作、误连线对CPU造成的损伤;“驱动”设计的目的提高了系统扩展总线的稳定性和可靠性。另外系统内置了具有短路保护、过流保护的高性能稳压开关电源，进一步保障了系统的安全性。

八、微机原理与接口实验项目：

微机原理及其程序设计实验

1. 系统认识实验

2. 数制转换实验

十六进制数转换为十进制数

十进制数转换为十六进制数

3. 码制转换实验

ASCII码(数字符)转换为十六进制数

十六进制数转换为ASCII码

ASCII码(数字符)转换为十进制数

十进制数转换为ASCII码

十进制数的ASCII码转换为BCD码

十进制BCD码转换为二进制数

4. 运算类编程实验

二进制双精度加法运算

十进制的BCD码减法运算

乘法运算

5. 分支程序设计实验

6. 循环程序设计实验

计算S=1+2×3+3×4+4×5+…+N(N+1)

求某数据区内负数的个数

7. 排序程序设计实验

气泡排序法

学生成绩名次表

8. 子程序设计实验

求无符号字节序列中的大值和小值

求N!

9. 查表程序设计实验

10. INT 21h输入输出程序设计实验

显示A~Z共26个大写英文字母

INT 21H功能调用示例程序实验

在C语言使用INT 21h功能调用

PC键盘下传实验箱七段码显示

实验箱键盘上传PC屏幕显示

微机接口及其应用实验

1. 存储器扩展实验

2. 8259中断控制器实验

8259单级中断控制

8259多级中断控制

3. I/O扩展实验(8位/16位)

4. 8255并行口实验

8255 A/B/C口输出方波

8255 PA输入/PB输出

8255控制交通灯

5. 8253定时/计数器应用实验

6. 8251串行通信应用实验

7. 键盘扫描及显示设计实验

8279键盘与显示设计

8255键盘与显示设计

8. 8237可编程DMA控制器实验

9. A/D模数转换实验

10. D/A数模转换实验

11. LCD 128×64图形液晶实验

12. LED 16×16点阵显示实验

13. 音频驱动实验

14. 继电器控制实验

15. 步进电机控制实验

16. 直流电机调速实验

17. DS18B20数字温度传感器实验

18. V/F电压频率转换实验

19. PWM输出实验

20. DS1302实时时钟

九、单片机实验项目

单片机原理实验

1. 系统认识实验

2. 数制转换实验

BCD整数转换为二进制整数

l二进制整数转换为十进制整数

3. 运算程序设计实验

多字节加法程序

双字节无符号数乘法

双字节除法

4. 查表程序设计实验

采用查表的方法将16进制数转换为ASCII码

通过查表实现y=x2

5. 数据排序实验

6. 位操作实验

单片机集成功能模块实验

1. 数字量输入输出实验

P1口I/O实验

P1口流水灯实验

2. 中断控制实验

定时器中断

外部中断

3. 定时/计数器实验

定时器实验

计数器实验

4. 串行通信实验

自发自收实验

双机通信实验

5. 片内看门狗应用实验

6. 片内EEPROM应用实验

单片机接口应用实验

1. 存储器扩展实验

2. I/O扩展实验

3. 8255并行口实验

8255 A/B/C口输出方波

8255 PA输入/PB输出

8255控制交通灯

4. A/D 0809模数转换实验

5. D/A 0832数模转换实验

6. 键盘与显示设计实验

8279键盘与显示设计

8255键盘与显示设计

7. LCD 128×64液晶显示实验

8. LED 16×16点阵显示实验

9. 音频驱动实验

10. 继电器控制实验

11. 步进电机控制实验

12. 直流电机控制实验

13. DS18B20数字温度传感器实验

温度测量

温度控制　　

14. V/F转换实验

15. PWM输出实验

16. DS1302实时时钟实验

17. 8251串行通信实验

18. 8253定时计数实验

19. 8259中断控制实验

十、配套仿真软件：

单片机仿真教学软件参数方案(网络版，每台配1点，10台以配)

1. 软件能达到的教学目标

1.1 本产品是参照《职业教育数字校园建设规范》，结合专业培养目标对学生知识、能力和素质的要求，着眼学生能力培养，以模块化教学内容为核心，重新组织教学结构，整体构建课程体系，有针对性地将单片机专业内单一的教学活动，通过虚拟仿真实训和工作过程模拟组合成不同的教学模块。

1.2 所有的实训项目均基于实物三维建模，形成真实感极强的虚拟实训环境，使学习者能在几乎真实的环境下操作练习，增强实际操作感，提高掌握实际技能的能力;所有的技能训练均是通过交互方式，变“让学生观摩教师表演”为“让学生学习中动手、动手中学习”，理论和实际无缝衔接，提高实际操作技能;所有的操作都具有严格的工艺流程和操作步骤，使学习者通过规范的训练，养成正确操作的习惯，培养学习者科学严紧、一丝不苟的职业素养。

2. 软件能达到的教学效果

2.1 产品是依据中华人民共和国劳动和劳动安全行业标准(LD/T81.2-2006)《“维修电工”职业技能实训和鉴定设备技术规范》与教育部有关专业教学大纲设计研制，包括可编程控制器和变频器在内的26个项目，每个项目又根据需要设有：实训目的、实训器件、器件布局、I/O分配、T型图、电路连接、通电运行等多种模块，涵盖了国家维修电工中级、高级和技师鉴定考核对于可编程控制器和变频器的应知应会全部要求。

2.2 软件以技能为核心，项目为引的领，任务为驱动，职场环境为背景，操作步骤为主线，以学生交互训练为主体，具有三维可视化、智能化、全交互的特点，集职业性、情境性、过程 互性和灵活性于一身。作为实训教学应用，具有大量的原理动画演示，助教素材应用于课堂教学环节，提供了丰富不可或缺的教学资源。

2.3 软件支持实习实训的导训过程，达到预习、强化、模拟考核、反复试错、探索创新的目的。

2.4 软件具有先进性、实用性，可二次修改;软件支持校园网内不限制(指定)终端、不少于100人同时在线实训。

3. 软件能达到的专业性能

3.1遵循国家职业标准目录，体现不同特色;

3.2突出新技术、新工艺、新生产流程的体验;

3.3设计体验过程必须符合职业过程的真实性，学生通过体验可习得规范的操作规程，熟悉真实的安装工艺，养成良好的职业操守;

3.4体验过程必须完整，允许学生按照生产者实际从事生产活动的流程推进该过程，得到确定的体验结果。

4. 软件的功能特点

1. 情景性：全部训练在三维场景下进行，学生犹如进入真实的施工现场，真实感极强，弥补了下现场难的困难。

2. 过程性：软件以技能为核心，以施工工艺为主线，以技术规范为指导，以设备与工具的使用为基础，重视养成性训练，具有很强的实用性。

3. 交互性：软件贯彻以学生为主体的思想，设有实训目的、实训器件、实训电路、器件布局、仿真运行、电路接线等，不仅可以供教师采用场景环境演示教学，更可以在网络环境下由学生自主地按照进程与提示操作，突出了技能训练。

4. 完备性：软件重视教学设计，不同的知识单元含有诸如教学资源、故障检测、操作提示、技术分析等多种情境和技能训练教学模块。

5. 软件具有职业性、情境 互性、工艺性和智能性。

6. 在设计上，采用分级模块化设计，结构清晰、便于重组。

7. 在媒体表现上，采用二维、三维动画，具有强烈的情景带入感。

8. 在内容设计上，力争实现专业与企业生产岗位的对接、实训内容与职业标准的对接、实训过程与生产过程的对接、专业教学与职业资格证书的对接。

9. 本软件不仅可以作为实训教学应用，其大量的原理动画演示也可以作为助教型软件素材应用于课堂教学环节。

10. 以项目为引的领、以任务为驱动、以工艺步骤为主线的设计理念。

11. 资源丰富，可服务于多种教学模式。

12. 资源碎片化，每个模块可独立，实现资源的有效利用。

13. 各个模块的内容详尽、系统，掌握维修电工核心技能的目的。

14. 注重教学设计，把抽象的概念具体化、把虚拟的概念实际化。

技术要求具有：重要知识点以技术要求的形式展示，强化学生掌握该技能。

15 特写镜头：注重教学设计，把抽象的概念具体化、把虚拟的概念实际化，细节部分软件设有特写镜头。

16 视觉展示具有：软件提供佳视角，节省无效漫游时间，提高教学效率。

17 技术路线：软件采用全三维编程技术、固定场景下的三维动画与二维编程技术相结合，使数据有效压缩，占用数据空间小。经测试，软件的响应时间多不超过1秒，运行速度达标。操作过程中支持连播功能，可连续播放交互式施工步骤，软件即点即用，响应速度小于等于1秒，方便老师教学时同步讲解知识内容并使学生加深记忆，巩固学习。系统交互性强，操作简单方便，使用灵活可靠。软件媒体手段丰富，运用合理。

5. 模块内容响应

5.1 查找大小数

根据相应的教学大纲，按照步骤进行操作演示，双击启动运行桌面上的KEILuVISION3软件，单击菜单栏Project→New Project新建项目,在弹出窗口右上角点击新建文件夹图标，并将新建的文件夹重命名为‘查找大小数’，依次进行仿真实训操作。

5.2 航标灯控制

航标灯控制包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、线路检查、通电测试、故障排除等至少8个实训项目;根据相应的教学大纲，掌握定时器初始化编程的方法及预置值(初始值)的计算与设置方法、用定时器T0加软件计数的方法，实现较长时间(2S)的定时和定时器中断方式的编程方法、外部中断及带有中断服务程序的设置与编程方法，掌握绘制程序流程图的方法。

电气电路与电路实物相互对比，当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式展示系统功能实现、定时和计数器、程序说明的电路原理，部分以高亮显示。仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，并注意元器件的正负极不要接反。在仿真实物电路中，设置原理图，协助操作者了解相应原理，万用表调制相应档位，分别测量是否短路现象等。参考操作提示和原理图，按照步骤进行操作打开手电筒，照射光敏电阻，调节滑动变阻器，观察LED变化，关闭手电筒，观察LED变化，按下KEY按钮，观察LED变化。参考原理图，分别进行故障现象、分析故障、查找方法并排除故障。

5.3 计数报警器

计数报警器包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、通电测试;根据相应的教学大纲，掌握计数输入电路消除抖动干扰的方法等，实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对计数报警器电路原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。通电测试，在仿真实物电路中，设置原理图，协助操作者了解相应原理，分别按动JA+十次，KEY键并观察现象。

5.4 数码管显示

数码管显示包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、通电测试;根据相应的教学大纲，掌握串行口通信的编程方法、8位移位寄存器74LS164及共阳极数码管的使用方法、查表法显示数据的方法及绘制程序流程图。实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对数码管显示电路原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。通电测试，在KELL软件中，点击RUN图标，观察硬件电路中LED灯的变化，Halt按钮可以停止仿真运行，兵修改程序和显示缓冲区数据，使数码管循环显示字符2,0,0,6,5,1等操作。

5.5 循环灯点亮

循环灯点亮包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、通电测试;根据相应的教学大纲，通过循环灯点亮实验,要求学生加深理解位移指令的结构特点,掌握编程方法，掌握用8031的IO口经反向器驱动LED发光二极管的方法,以及循环程序控制循环次数的编程方法，按规定顺序依次从8031的P1口输出数据的编程方法。掌握绘制程序流程图及编写程序的步骤。实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对循环灯电路左移循环、左移后再右移循环原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。通电测试，在KELL软件中，点击相应图标，开始调试程序。

5.6 霓虹灯控制

霓虹灯控制包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、线路检查、通电测试、故障排除;根据相应的教学大纲，掌握查表取数的方法及绘制程序流程图。实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对霓虹灯控制电路原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。

通电测试，在KELL软件中，点击相应图标，开始调试程序。在仿真实物电路中，设置原理图，协助操作者了解相应原理，万用表调制相应档位，分别测量电源是否短路现象等。参考操作提示和原理图、源程序，单击源程序和原理图按钮时，操作界面弹出对应窗口，再次点击窗口消失，便于操作应用，按照步骤进行操作接通电源观察现象，以选择题形式回答问题，回答正确界面提示：恭喜你回答正确字样，如果回答错误，界面显示回答错误字样。参考原理图，进行故障现象分析，并以选择题形式排除故障原因。

5.7 算数运算器

算数运算器包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、通电测试;根据相应的教学大纲，掌握串行口通信的编程方法、算法的编程方法，掌握绘制程序流程图。实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对算数运算器电路原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。通电测试，在KELL软件中，点击相应图标，开始仿真实物调试程序。

5.8 继电器控制

继电器控制包括实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、线路检查、通电测试;根据相应的教学大纲，掌握数字控制继电器的工作方法及用软件延时的编程方法，掌握画程序流程图的方法。实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对继电器控制电路原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。线路检查，参考操作提示，按照步骤进行操作接通电源观察现象，以选择题形式回答问题。

5.9 倒计的时音乐报警器

倒计的时音乐报警器包括：实训目的、实训电路、电路原理、实训器件、元件布局、线路检查、通电测试、故障排除;根据相应的教学大纲，掌握计数输入电路消除抖动干扰的方法，掌握画程序流程图的方法等。实训电路当鼠标指向电气图某个器件时，相对应的实物也会放大显现;以动画形式对倒计的时音乐报警器电路原理准确、生动展示，仿真实物的形式介绍实训元器件，布局要求参考原理图，从元器件库中取出正确的器件合理布局到仿真电路上，注意元器件的正负极、三极管的管型等。线路检查，参考操作提示，按照步骤万用表跳着测短路档位，两表笔分别接GND和+5V接线柱，测量有误短路现象，步骤二万用表调至DC20V档位，测稳压电源输出是否为5V。通电测试，参考操作提示和原理图，接通电源，按动Q键和T键观察现象，按动KEY键，观察现象。故障排除，在仿真实物中观察现象，以选择题形式回答故障发生的可能原因。

5.10 数据传送

数据传送包括实训目的、实训电路、电路原理;根据相应的教学大纲，掌握源数据存储地址及目的地数据存储使用堆栈方法，掌握设计程序流程图方法等。以动画形式对数据传送电路原理准确、生动展示。电路原理，在KELL软件中，点击相应图标，开始仿真实物调试程序。