微机原理及接口实验仪的制作方法

文档序号:6413968阅读:414来源:国知局
专利名称:微机原理及接口实验仪的制作方法
技术领域
在实用新型涉及一种微机原理,微机接口课程教学用的实验仪,特别是理工科类高等院校微机原理、微机接口课程教学实验仪。
现有的微机原理、微机接口教学实验仪,是采用8088芯片作实验仪的CPU,实验仪通过串行口RS232与PC机联接,或是藉助ISA总线与PC机联接。90年代以来,自从Pentium级PC机开始出现,PC机的主板结构发生了很大改变,从过去的以ISA总线为中心发展到以PCI总线为中心,现有的微机原理、微机接口教学实验仪已不能适应要求。现有的微机原理,微机接口教学实验仪的缺陷在于由于以8088芯片为CPU的PC机已经被淘汰。因此,现有的采用8088芯片及采用RS232串行接口的实验仪提供的知识面已陈旧不适用。且它只能适用DOS编程,不能适用于Windows编程;而ISA总线反应速度慢,无法支持现有PC机在多媒体、高速网络等方面的应用。并且采用ISA总线很难支持Windows 9X(Windows95、Windows98)的即插即用(PNP)功能,采用ISA总线结构的PC机已明确列入Intel公司及Microsoft公司1999年PC机硬件规范的淘汰范围。因此,采用ISA总线结构的微机教学实验仪自然将会随之被淘汰。
本实用新型的目的在于设计一种采用PCI总线结构,使得能在硬件方面反应速度快,而在软件方面又能适用Windows编程的微机原理、微机接口教学实验仪。
本实用新型的技术解决方案是一种微机原理及接口实验仪,实验仪的机芯电路与PC机联接是经由PCI总线联接,实验仪的机芯电路再与各种实验模块联接,实验仪机芯电路由PCI接口电路分别与PCI主控DMA电路及PCI-ISA桥电路联接构成,PCI接口电路经由PCI总线联接PC机,PCI-ISA桥电路经ISA接口电路分别与各种实验模块联接;由AMCC5933芯片接成PCI接口电路,AMCC5933芯片与PC机插接座插接,AMCC5933芯片引出线分别接到PCI主控DMA电路和PCI-ISA桥电路;由2块ISSI61C3216芯片,4块SN74F163A芯片及一块PIC16C64芯片,一块M-dm芯片接成PCI主控DMA电路;由PASS芯片、ISA插座(INTCI)和4块SN74F374芯片接成PCI-ISA桥电路。


如下图1是本实用新型微机原理及接口实验仪机芯电路结构方框图图2是本实用新型的PCI接口电路图。
图3是本实用新型的PCI工主控DMA电路图图4是本实用新型的PCI-ISA桥电路图本实用新型微机原理及接口实验仪,实验仪的机芯电路与PC机的联接是经由PCI总线联接,实验仪的机芯电路再与各种实验模块联接,PCI总线、串行接口RS232、及ISA总线是PC机本身固有的构件,现有技术的微机原理、微机接口实验仪均经由串行接口RS232、或ISA总线与PC机联接;本实用新型微机原理及接口实验仪由PCI接口电路(2)分别与PCI主控DMA电(3)及PCI-ISA桥电路(4)联接构成,PCI接口电路(2)与PC机经由PCI总线联接,PCI-ISA桥电路经由ISA接口电路(5)分别与各种实验模块电路联接。参见附图1。实验模块电路包括8255模块(6)8253定时计数器模块(7)、RAM6116模块(8)、电平开关模块(9)、发光二级管模块(10)、ADCO809模块(11)、DAC0832模块(12)、8250串行通讯模块(13)、数码LFD模块(14)、键盘模块(15)、时钟模块(16)、分频模块(17)、上述PC机、ISA接口电路(5)及各种实验模块电路(6)~(17)均为现有技术。
由AMCC5933芯片接成PCI接口电路(2)、参见附图2,AMCC5933芯卡与PC机插接座插接,AMCC5933芯片引出线分别接至PCI主控DMA电路和PCI-ISA桥电路;由2块ISSI61C3216芯片、4块SN74F163A芯片及各一块PIC16C64芯片、M-dmA芯片接成PCI主控DMA电路,参见附图3;由PASS芯片、INTCI芯片和4块SN74F374芯片接成PCI-ISA桥电路,参见附图5。
PCI接口电路(2)所用的AMCC5933芯片可用S5920芯片或S5935芯片代替,PCI主控DMA电路(3)用的M-dmA芯片及PCI-ISA桥电路(4)用的PASS芯片可用市场上销售的XILINX公司、Lattice公司的各种可编程器件代替。
本实用新型微机原理及接口实验仪工作原理加下PC机通过PCI接口电路(2)控制PCI主控电路(3),主控RAM或FIFO实现PCI主控DMA传达;PCI接口电路实现PCI的协议转换工作。并可供学习如何运用Windows9x编程读取即插即用(PNP)和主控DMA;各种实验模块(6)-(17)插入本实用新型提供的ISA槽板,通过ISA接口电路(5)与5PCI-ISA桥电路(4)和PCI接口电路(2),藉助PC机学习对各种实验模块的控制,进行各种实验8255模块(6)供学习进行读取电平逻辑实验,及Windows9x编程控制,另外,键盘模块(15),电平开关模块(9)发光二级管模块(10)可同时或独立背骑在8255模块(6)上供学习做数码LED实验,键盘实验和基本输入输出实验;ADC0809模块(11)供学习做模数转换实验;DAC0832模块(12)供学习做数模转换、正弦波、三角波、方波发生实验,及用Windows9x编写实时控制程序;8250串行通讯模块供学习完成串行通讯功能,及运行Windows9X编写串行通讯软件;RAM6116模块(8)供学习做读写RAM实验,以及在Windows9x下如何编程来实现支持内存映射设备和编程读写内存映射设备;8253定时计数器模块(9)供学习产生各种时钟信号,以及在Windows9x下编程控制8253模块;时钟模块(16),分频模块(17)供学习基本时钟电路和分频电路。
在实用新型微机原理及接口实验仪具有如下优点硬件方面,其优点是反应速度高,PCI总线可以工作在33M主频和32bit数据总线下,其数据传输可达132MB/S,并且在新的66MH2主频,64bit数据总线下,数据传输速度可更高,可达528Mmb/S,而现有技术的实验仪ISA总线最多只能工作在8M主频16bit数据总线下,其数据传输只能达到4MB/S。此外,PCI总线是独立于处理器的,适用范围宽,不只局限于Intel系列处理器,当今流行的其他系列处理器,如Alpha,Power-pe,SPARC以及多处理器结构的下一代处理器都可以适用于PCI总线,而ISA总线只能适用于Intel公司的系列处理器,适用范围窄狭。
另一个优点是新推出的2.2版PCI总线协议可支持热插拔,某些系统对可靠性要求极高这个优点非常必要的,如电信微波站以及GSM基站和网络的接入与拔出,在某一板卡出现故障或系统需要增加板卡时,可以在不影响系统正常运行的情况下进行故障维护或增加设备。现有技术的实验仪采用ISA总线是办不到的,它必须在系统关机后方可插拔。
再者,本实用新型实验仪由于采用PCI总线,它具备即插即用(PNP)功能,这使得它可以与Windows9x以及Unix等高性能能操作系统完美结合,降低了对用户的要求,使得在PC机与新的PCI设备结合变得简单,不像现有技术实验仪采用的ISA总线那样需要用户自己进行选择设备的地址空间及IRQ号等工作,以防止PC机内部资源冲突。
本实用新型采用的PCI总线近年来获得大量应用,Microsoft与Intel公司在1999年pc99硬件规范中明确提出废止ISA总线,机内只提供PCI扩充槽。
此外,还可提供基于PCI总线上的I/O映射以及存贮器映射实验,以实现I/O控制和存贮器读写,可使具备ISA总线知识的人迅速掌握和使用PCI总线;各种实验模块可根据技术的发展,可灵活的变动。
软件方面,它可提供基于Windows9xF的各种控制硬件的实验。
权利要求1.一种微机原理及接口实验仪,其特征在于实验仪的机芯电路由PCI接口电路分别与PCI主控DMA电路及PCI-ISA桥电路联接构成,实验仪的机芯电路与PC机的联接是PCI接口电路经由PCI总线联接PC机,实验仪的机芯电路由其PCI-ISA桥电路经ISA接口电路分别与各种实验模块联接;由AMCC5933芯片接成PCI接口电路,AMCC5933芯片与PC机插接座插接,AMCC5933芯片引出线分别接到PCI主控DMA电路和PCI-ISA桥电路;由2块ISSIC3216芯片,4块SN74F163芯片及一块PICI6C64芯片,一块M-dmA芯片接成PCI主控DMA电路;由PASS芯片、ISA插座(INTCI)和4块SN74F374芯片接成PCI-ISA桥电路。
2.根据权利要求1所述的微机原理及接口实验仪,其特征在于其PCI电路所用的AMCC5933芯片,亦可用S5920芯片或S5935芯片,其PCI主控DMA电路用的M-dmA芯片及PCI-ISA桥电路用的PASS芯片亦可用市场上销售的XLLINX公司、lattice公司的各种可编程器件。
专利摘要一种微机原理及接口实验仪,采用PCI总线结构,PC机经由PCI总线与各种实验模块联接,PCI总线由AMCC5933芯片接成PCI接口电路分别与由ISS161C3216芯片、SH74F163A芯片、PIC16C64芯片、M-dmA芯片接成的PCI主控DMA电路及由PASS芯片、ISA插座(INTCI)、SN74F374芯片接成的PCI-ISA桥电路联接构成。本实用新型实验仪的优点是:反应速度快,数据传输速度可达132MB/S,甚至可达528MB/S,而现有技术实验仪只能达到4MB/S,可实现热插拔,即PCI板卡可在系统运行状态下插入或拔出,而不必停机;具备即插即用(PNP)功能,使得PC机与PCI设备的结合变得简单;可适用Windows编程软件。
文档编号G06F13/38GK2483771SQ00225859
公开日2002年3月27日 申请日期2000年10月30日 优先权日2000年10月30日
发明者陶昌兴, 肖昌景 申请人:长沙市胜西电子有限公司
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