随着微电子技术和计算机技术的发展，高级微处理器技术和嵌入式电子产品在各行各业得到了广泛的应用。传统单片机的单板级（ASIC）技术已不能适应时代发展的需要，面对社会对掌握高级微处理器集成技术复合人才的大量需求，我们研发了“THMCU-2 型高级微处理器集成技术开发实验平台”。它集MCS-51/ MCS-96单片机、Cygnal C8051F嵌入式单片机、INTEL8088微机、ARM9、CPLD/FPGA、模拟EDA等多种技术于一体，提供了优化的软件和硬件集成资源，适合“单片机原理及接口技术”、“单片机数据通信技术”、“微机原理及其接口技术”、“EDA原理及其应用技术”、“32位嵌入式系统原理与应用”教学实验大纲的要求，配有丰富的外围接口电路，提供完善的实验例程，是各高等院校开展微处理器教学、课程设计、电子设计竞赛及科研开发的理想设备。
一、系统特点
1. MCS-51/MCS-96单片机、INTEL8088微机三合一系统
三种MCU共用一个仿真系统，均可与PC机通过串行通信连接，实现独立运行，其中实验主板包含MC-S51单片机和INTEL8088仿真实验系统，并可插接MCS-96CPU板来完成MCS-96芯片16位单片机实验。采用专业仿真机内核，配套友好的菜单窗口化调试软件，在该调试环境下，具有编辑、汇编、反汇编、连接、单步跟踪、设置断点、全速运行等选项。
2. 单片机网络接口应用系统
集成了众多网络接口电路，这些网络接口电路涵盖了MCU的各个应用领域，并能够提供用户领先的应用和设计的方法。使用功能强大的Keil uVision2 集成调试软件，使用ISP下载编程和仿真。
3. Cygnal C8051F单片机系统
为Cygnal公司的高速、高性能混合信号处理C8051F系列单片机，核心模块选用C8051F020芯片，此芯片为C8051F系列单片机中功能最为齐全的一款。核心模块采用可插拔结构（可更换其它类型的MCU），所有的引脚用长针、双排“D”型插座及螺丝孔引出，方便功能扩展。配有专业仿真适配器，配套功能强大的集成调试软件，具有编辑、编译、下载、单步、跟踪、断点、运行等多种功能。
4. 数字/模拟EDA系统
数字EDA系统配有Altera公司（ACEX 1K100低电压系列）芯片下载板，同时可兼容Lattice、Xilinx两家公司芯片下载板，适用范围广泛。ACEX 1K100内含4992个宏逻辑单元，相当于10万门，内含嵌入式RAM块12个，每个RAM块容量为4Kbit，管脚数达208脚。配套专用下载软件，可使用原理图输入及AHDL、VHDL、Verilog-HDL等硬件描述语言。
模拟EDA系统配有Lattice公司的ispPAC系列器件（共有ispPAC10、ispPAC20、ispPAC80三种）。
配套专用编程下载软件。
5. ARM9微处理器系统
采用三星的S3C2410 ARM9内核芯片，它与ARM7相比，主频更高，架构更合理，运行各种嵌入式操作系统更加流畅。配套“THUFZ-1型ARM实时在线仿真器”，ARM通过JTAG边界扫描口来与仿真器连接，不占用任何目标存储器和目标端口。仿真器支持程序运行、停止、单步、设置断点；支持读写寄存器、存储器和系统端口；支持复位目标系统并将代码下载到目标ARM板。
6. 实验平台提供了丰富的硬件接口电路和功能模块，并提供各种接口电路的应用范例和测试程序以及详细的应用说明，帮助用户快速地掌握这些接口的应用方法。
二、技术性能
1. 输入电源：单相三线220V±10% 50Hz
2. 工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m
3. 绝缘电阻：大于3MΩ
4. 装置容量：＜0.8kVA
5. 外形尺寸：1620mm×805mm×1420mm
6. 漏电保护：漏电动作电流不大于30mA,动作时间不大于0.1秒
三、系统组成及配置
实验装置由控制屏、实验桌组成(铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板)。
（一）控制屏
1. 直流稳压电源：+5V（5A）/-5V（1A）/+12V（1A）/-12V（1A）各一组。
2. 直流数字电压表：200mV、2V、20V三档量程，直键开关切换，三位半数码管显示, 输入阻抗10MΩ,精度0.5级。
3. 直流数字毫安表：2mA、20mA、200mA三档量程，直键开关切换，三位半数显，精度0.5级。
4. 函数信号发生器：本信号发生器是由单片集成函数信号发生器及外围电路，数字电压指示及功率放大电路等组合而成。其输出频率范围为2Hz～2MHz，输出幅度峰峰值为0～16VP-P。有开关控制。可输出正弦波、方波、三角波共三种波形，由琴键开关切换选择，输出频率分七个频段选择，还设有三位LED数码管显示其输出幅度(峰一峰值)。输出衰减分0dB、20dB、40dB、60dB四档，由两个“衰减”按键选择。
5. 数字频率计：本频率计的测量范围为1Hz至10MHz，六位数码管显示，闸门时基1S，灵敏度35mV(1-500kHz)/100mV(500kHz-10MHz)；测频精度为万分之二(10MHz)。将频率计处开关（内测/外测）置于“内测”，即可测量“函数信号发生器”本身的信号输出频率。将开关置于“外测”，则频率计显示由“输入”插口输入的被测信号的频率。
6. 实验平台由左右两块实验板和各种核心板组成，具体配置如下表
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MCU核心板
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80C196 CPU板
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常用接口芯片电路
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扩展输入74LS244接口
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C8051F CPU板
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扩展输出74LS273接口
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FPGA下载板（Altera ACEX 1K100）
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8279与阵列式键盘
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模拟EDA下载板PAC10
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8255并行扩展接口
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模拟EDA下载板PAC20
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8251串行扩展接口
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模拟EDA下载板PAC80
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8253计数器扩展接口
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ARM9核心板
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8259中断扩展接口
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输入接口
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单脉冲发生
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8237DMA
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频率发生器
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日历时钟（掉电不丢失）
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多圈电位器分压（0～5V）
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语音芯片（含麦克风，有录放功能）
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八位逻辑电平输出（开关）
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7279与阵列式键盘
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输出接口
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八位逻辑电平显示（LED）
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存储器接口芯片
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串行EEPROM（24C0x）接口
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双色发光二极管显示（4只）
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SRAM62256
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4 位数码管（串行）静态显示
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Flash Memory29C040
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8 位数码管动态显示
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IC卡接口
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8×16双色LED点阵显示
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常用外设
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打印机接口（配有微型打印机）
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128×64点阵图文液晶显示
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直流电机及驱动（实物、闭环控制）
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继电器驱动
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步进电机及驱动（实物）
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扬声器驱动
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红外信号收发
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数据转换
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并行A/D转换（ADC0809）接口
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温度传感器及温度控制（实物）
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并行D/A转换（DAC0832）接口
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ARM9专用模块
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直流电机与步进电机模块
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串行A/D转换（TLC549）接口
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3.5英寸TFT真彩液晶（320×240）
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串行D/A转换（LTC1446）接口
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触摸屏（与液晶屏配套）
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V/F转换
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SD卡接口（SD卡用户自配）
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F/V转换
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GPRS模块（选配）
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网络接口模块
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RS-232通信接口
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双声道音频输出
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RS-485通信接口
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USB主、从接口
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LIN 总线通信
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音频输入、麦克风接口
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CAN总线通信
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以太网接口
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USB 1.1接口
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EDA专用模块
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16位逻辑电平输入/输出、数码管
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USB 2.0接口
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PS/2，VGA接口板
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以太网通信接口
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仿真器
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C8051F单片机仿真适配器
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ARM9实时在线仿真器
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（二）实验桌
实验桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；设有一个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料，电脑桌联体设计，造型美观大方。
四、实验项目
(一)MCS-51单片机实验
1. I/O口输入/输出实验
2. 扩展输入/输出实验
3. 扩展存储器读写实验
4. FlashMemory读写实验
5. 定时/计数器实验
6. 8253定时/计数器实验
7. 外部中断实验
8. 串转并与并转串实验
9. 串行静态数码显示实验
10. 8255输入/输出实验
11. 8255控制键盘与显示实验
12. 8279控制键盘与显示实验
13. 音频驱动实验
14. LED点阵显示实验
15. LCD显示实验
16. 电子钟实验
17. 电子琴实验
18. 交通灯控制实验
19. 单片机串行口与PC机通信实验
20. 8251可编程串行口与PC机通信实验
21. 并行A/D转换实验
22. 并行D/A转换实验
23. 串行A/D转换实验
24. 串行D/A转换实验
25. 并行打印机实验
26. I2C串行EEPROM读写实验
27. IC卡读写实验
28. V/F转换与F/V转换实验
29. 语音芯片控制实验
30. 日历时钟芯片控制实验
31. 直流电机测速与控制实验
32. 步进电机控制实验
33. 温度传感器与温度控制实验
34. 红外数据发送与接收实验
35. 485通信实验
(二)INTEL-8088微机接口实验
1. I/O口输入/输出实验
2. 扩展存储器读写实验
3. FlashMemory读写实验
4. 8255输入/输出实验
5. 8253定时/计数器实验
6. 音频驱动实验
7. 串转并与并转串实验
8. 串行静态数码显示实验
9. 8255控制键盘与显示实验
10. 8279控制键盘与显示实验
11. 8259A硬件中断实验
12. 8251可编程串行口与PC机通信实验
13. 8237A DMA控制实验
14. LED点阵显示实验
15. 交通灯控制实验
16. 并行打印机实验
17. 并行A/D转换实验
18. 并行D/A转换实验
19. 串行A/D转换实验
20. 串行D/A转换实验
21. 语音芯片控制实验
22. PWM控制直流电机实验
23. 步进电机控制实验
24. 温度传感器与控制实验
(三)MCS-96单片机实验
1. I/O口输入/输出实验
2. 扩展输入/输出实验
3. 扩展存储器读写实验
4. 定时器实验
5. 8253定时/计数器实验
6. 外部中断实验
7. 音频驱动实验
8. 串行静态数码显示实验
9. HSI 测脉冲周期、脉宽实验
10. HSO 输出脉冲实验
11. 片内脉冲宽度调制器输出PWM实验
12. 8255输入、输出实验
13. 8255控制键盘与显示实验
14. 8279控制键盘与显示实验
15. LED点阵显示实验
16. LCD显示实验
17. 电子钟实验
18. 交通灯控制实验
19. 单片机串行口与PC机通信实验
20. 并行A/D转换实验
21. 并行D/A转换实验
22. 串行A/D转换实验
23. 串行D/A转换实验
24. 单片机内部A/D转换实验
25. 语音芯片控制实验
26. 并行打印机实验
27. PWM控制直流电机实验
28. 步进电机控制实验
29. 温度传感器与控制实验
(四)C8051F嵌入式单片机实验
1. I/O口输入/输出实验
2. 定时器实验
3. 音频控制实验
4. 7279键盘显示实验
5. 独立式键盘实验
6. LED双色点阵显示实验
7. 液晶显示实验
8. RS232通信实验
9. RS485通信实验
10. SRAM外部数据存储器扩展实验
11. SPI串行Flash存储器数据读写实验
12. SMbus串行EEPROM数据读写实验
13. 外部中断实验
14. AD转换实验
15. 片内ADC实验
16. DA转换实验
17. 片内DAC实验
18. 步进电机驱动实验
19. 语音芯片控制实验
20. USB从模式和PC机通信实验
21. 以太网测控实验
22. µC/OS-Ⅱ实时操作系统移植实验
(五)网络接口实验
1. Keil C51软件使用
2. 7279显示实验
3. LIN 总线通信实验
4. CAN总线通信
5. USB 1.1接口实验
6. USB 2.0接口实验
7. 以太网通信
(六)数字EDA实验(FPGA)
1. 简单逻辑电路设计与仿真
2. 译码与寄存器电路设计与仿真
3. 全加器设计、仿真与下载
4. 分频电路与12归1电路设计
5. 利用硬件描述语言进行数字钟设计
6. 动态扫描显示电路设计
7. 复杂数字钟设计与扫描显示
8. BCD码转换电路设计
9. 数据采集与显示电路设计
10. 八位除法器设计
11. Moore型状态机的设计
12. 4×4阵列式键盘扫描显示设计
13. LPM使用及8×8乘法器的设计
14. 利用FPGA实现函数波形发生器
15. FPGA与计算机双工通信实验
16. FPGA与计算机并行口通信实验
17. 乐曲演奏电路设计实验
18. 乐曲编辑综合实验
19. VGA显示设计
20. 点阵显示设计与实验
21. 液晶显示设计实验
22. PS2接口设计实验
23. 信号发生器设计实验
24. 任意波形发生器设计实验
25. 数字频率计设计实验
(七)模拟EDA实验
1. ispPAC10的增益调整方法
2. ispPAC10在接口及应用
3. ispPAC10双二阶滤波器的实验
4. ispPAC10高精度阶梯滤波器的设计
5. 利用ispPAC10完成电桥测量
6. 利用ispPAC10实现温度测量
7. 利用ispPAC20完成电压监测
8. ispPAC20实现信号放大与比较
9. 利用ispPAC20完成温度监控
10. ispPAC80可编程的滤波器设计方法
11. ispPAC80可编程的低通滤波器设计
(八)ARM9实验
1. AD接口实验
2. DA接口实验
3. 键盘/LED接口实验
4. IRDA红外接口实验
5. GSM/GPRS通讯实验
6. 嵌入式Linux的开发
7. 串行接口程序设计
8. 内核模块的驱动设计实验
9. LCD驱动实验
10. 触摸屏驱动实验
11. SD卡读写实验
12. IIS音频驱动实验
13. USB驱动实验
14. BootLoader 编译及烧录实验
15. Linux内核的移植与编译实验
16. WinCE系统开发实验