一種電信號傳輸過程顯示模擬系統的制作方法

本發明涉及電子教學實驗儀器領域，具體涉及一種電信號傳輸過程顯示模擬系統。

背景技術：

實驗是各個教學領域中重要的組成部分，各個類別的學科中均有著自己的實驗內容。目前來講，國內電子專業教學中實驗項目很多，不同實驗項目需用不同的實驗儀器和設備，相互獨立，資源浪費大，自動化程度低。

計算機原理與接口技術是一門重要專業課程，輸入、輸出接口原理實驗是微機原理基本實踐教學的一個重要環節。輸入、輸出接口是計算機與外部世界進行信息交換不可缺少的功能，在整個計算機系統中占有極其重要的地位。在計算機系統中，通常把處理器和主存儲器之外的部分統稱為輸入、輸出系統。其中，負責把信息從外部設備送入cpu的接口叫做輸入接口，而將信息從cpu輸出到外部設備的接口則稱為輸出接口。

現有的微型計算機輸入、輸出原理實驗采用編寫匯編語言來控制處理器操作實現，其工作原理在計算機內部實現，且內部工作過程高速而不可觀測，實驗過程抽象，學生不能直觀地認識輸入、輸出接口整體工作過程，導致學生難于理解。

技術實現要素：

本發明的目的在于，克服現有技術中存在的缺陷，提供一種將微型計算機輸入、輸出的高速處理過程變成慢速且可觀測的可視化演示。通過設計一種可視化輸入、輸出接口教學實驗系統，讓學生對微型計算機的輸入、輸出工作原理有清晰且直觀認識，直觀形象地理解cpu與外設之間數據的讀寫過程，從而加深對課程內容理解的電信號傳輸過程顯示模擬系統。

為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種電信號傳輸過程顯示模擬系統，所述系統包括：用于操控的控制端口單元、用于操控/用于觀測的數據輸入單元、用于操控/用于觀測的數據輸出單元、輸入/輸出接口單元；用于操控的控制端口單元、用于操控/用于觀測的數據輸入單元、用于操控/用于觀測的數據輸出單元分別與輸入/輸出接口單元相連；

其中，用于操控的控制端口單元包括：第一用于操控的控制端口單元和第二用于操控的控制端口單元；用于操控/用于觀測的數據輸入單元包括：用于操控的數據輸入單元和第一用于觀測的數據顯示單元；用于操控/用于觀測的數據輸出單元包括：用于操控的數據輸出單元和第二用于觀測的數據顯示單元；輸入/輸出接口單元包括：緩沖器和鎖存器；

第一用于操控的控制端口單元包括了控制線第一開關、設置地址信號的設有不同色彩的第一觸摸開關、第一地址譯碼器和液晶顯示器第一顯示區；其中控制線第一開關和液晶顯示器第一顯示區相連，設有不同色彩的第一觸摸開關通過第一地址譯碼器和液晶顯示器第一顯示區相連，液晶顯示器第一顯示區與緩沖器的控制端口相連；

用于操控的數據輸入單元由設置數據信息的設有不同色彩的第二觸摸開關構成，與緩沖器的數據輸入端口相連；

第一用于觀測的數據顯示單元由液晶顯示器第二顯示區組成，與緩沖器的數據輸出端口相連；

用于操控的數據輸出單元包括設置數據信息的設有不同色彩的第三觸摸開關和控制鎖存器數據輸入端的浮空狀態開關；

第二用于操控的控制端口單元包括了控制線第二開關、設置地址信號的設有不同色彩的第四觸摸開關、第二地址譯碼器、液晶顯示器第三顯示區、數據清零開關、液晶顯示器第四顯示區；其中控制線第二開關和液晶顯示器第三顯示區相連，設有不同色彩的第四觸摸開關通過第二地址譯碼器和液晶顯示器第三顯示區相連，液晶顯示器第三顯示區與鎖存器的控制端口相連；數據清零開關通過液晶顯示器第四顯示區與鎖存器的控制端口相連；

第二用于觀測的數據顯示單元由液晶顯示器第五顯示區組成，與鎖存器的數據輸出端口相連。

優選技術方案是，所述用于操控的數據輸入單元使用設有不同色彩的第二觸摸開關手動設置外設的數據輸入信息。

優選的技術方案還有，所述第一用于操控的控制端口單元根據所用的第一地址譯碼器，使用設有不同色彩的第一觸摸開關手動設置地址信息；通過使用控制線第一開關的設置來代替cpu的讀寫控制信號，根據與之相連的液晶顯示器第一顯示區的發光狀態判斷控制端口線的通斷狀態，從而決定緩沖器的通斷。

優選的技術方案還有，所述第一用于觀測的數據顯示單元使用液晶顯示器第二顯示區來顯示數據信息，若緩沖器導通，則此單元中液晶顯示器第二顯示區的發光狀態與用于操控的數據輸入單元中的設有不同色彩的第二觸摸開關設置的數據信息一致。

優選的技術方案還有，所述用于操控的數據輸出單元使用設有不同色彩的第三觸摸開關手動設置輸出的數據信息，往鎖存器輸入數據時，接通浮空狀態開關后設置設有不同色彩的第三觸摸開關；數據設置完畢后斷開浮空狀態開關，控制鎖存器數據輸入端口至浮空狀態，以此說明鎖存器的數據保存能力。

優選的技術方案還有，所述第二用于操控的控制端口單元根據所用的第二地址譯碼器，使用設有不同色彩的第四觸摸開關手動設置地址信息；通過使用控制線第二開關的設置來代替cpu的讀寫控制信號；根據與之相連的液晶顯示器第二顯示區的發光狀態判斷控制端口線的通斷狀態，從而決定鎖存器的通斷。

優選的技術方案還有，所述數據清零開關用于清除鎖存器內所保存的數據，通過液晶顯示器第四顯示區顯示通斷狀態。

優選的技術方案還有，所述第二用于觀測的數據顯示單元使用液晶顯示器第五顯示區來顯示數據信息，若鎖存器導通，則此單元中液晶顯示器第五顯示區的發光狀態與用于操控的數據輸出單元中的設有不同色彩的第三觸摸開關設置的數據信息一致。

優選的技術方案還有，所述系統不包含真實的cpu且不使用匯編語言程序控制，均使用開關來模擬處理器的控制信號或外設的地址信號，使用液晶顯示器來模擬外設的數據信息，通過逐步的手動設置完成實驗，實現輸入、輸出接口工作速度的完全可控性，便于觀察。

本發明的優點和有益效果在于：采用撥碼開關手動產生地址信號、輸入數據信息和輸出數據信息；使用普通開關產生代替cpu的讀寫控制信號，各開關可手動操作來改變信號，實現信號的可操控性；采用液晶顯示器的不同顯示區的發光狀態來顯示數據信息和接口通斷狀態，直觀顯示實驗結果，實現信號的可觀測性；該系統不包含真實的cpu且不使用匯編語言程序控制，可通過逐步的手動設置完成實驗，輸入、輸出接口工作速度的完全可控性，便于觀察。

附圖說明

圖1是本發明的總體結構示意圖；

圖2是本發明的緩沖器的外圍電路連接結構示意圖；

圖3是本發明的鎖存器的外圍電路連接結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

如圖1所示，本發明是一種電信號傳輸過程顯示模擬系統，所述系統包括：用于操控的控制端口單元、用于操控/用于觀測的數據輸入單元、用于操控/用于觀測的數據輸出單元、輸入/輸出接口單元；用于操控的控制端口單元、用于操控/用于觀測的數據輸入單元、用于操控/用于觀測的數據輸出單元分別與輸入/輸出接口單元相連；

其中，用于操控的控制端口單元包括：第一用于操控的控制端口單元和第二用于操控的控制端口單元；用于操控/用于觀測的數據輸入單元包括：用于操控的數據輸入單元和第一用于觀測的數據顯示單元；用于操控/用于觀測的數據輸出單元包括：用于操控的數據輸出單元和第二用于觀測的數據顯示單元；輸入/輸出接口單元包括：緩沖器和鎖存器；

如圖2所示，第一用于操控的控制端口單元包括了控制線第一開關、設置地址信號的設有不同色彩的第一觸摸開關、第一地址譯碼器和液晶顯示器第一顯示區；其中控制線第一開關和液晶顯示器第一顯示區相連，設有不同色彩的第一觸摸開關通過第一地址譯碼器和液晶顯示器第一顯示區相連，液晶顯示器第一顯示區與緩沖器的控制端口相連；

用于操控的數據輸入單元由設置數據信息的設有不同色彩的第二觸摸開關構成，與緩沖器的數據輸入端口相連；

第一用于觀測的數據顯示單元由液晶顯示器第二顯示區組成，與緩沖器的數據輸出端口相連；

如圖3所示，用于操控的數據輸出單元包括設置數據信息的設有不同色彩的第三觸摸開關和控制鎖存器數據輸入端的浮空狀態開關；

第二用于操控的控制端口單元包括了控制線第二開關、設置地址信號的設有不同色彩的第四觸摸開關、第二地址譯碼器、液晶顯示器第三顯示區、數據清零開關、液晶顯示器第四顯示區；其中控制線第二開關和液晶顯示器第三顯示區相連，設有不同色彩的第四觸摸開關通過第二地址譯碼器和液晶顯示器第三顯示區相連，液晶顯示器第三顯示區與鎖存器的控制端口相連；數據清零開關通過顯示器第四顯示區與鎖存器的控制端口相連；

第二用于觀測的數據顯示單元由液晶顯示器第五顯示區組成，與鎖存器的數據輸出端口相連。

本發明優選實施方案是，所述用于操控的數據輸入單元使用設有不同色彩的第二觸摸開關手動設置外設的數據輸入信息。

本發明優選的實施方案還有，所述第一用于操控的控制端口單元根據所用的第一地址譯碼器，使用設有不同色彩的第一觸摸開關手動設置地址信息；通過使用控制線第一開關的設置來代替cpu的讀寫控制信號，根據與之相連的液晶顯示器第一顯示區的發光狀態判斷控制端口線的通斷狀態，從而決定緩沖器的通斷。

本發明優選的實施方案還有，所述第一用于觀測的數據顯示單元使用液晶顯示器第二顯示區來顯示數據信息，若緩沖器導通，則此單元中液晶顯示器第二顯示區的發光狀態與用于操控的數據輸入單元中的設有不同色彩的第二觸摸開關設置的數據信息一致。

本發明優選的實施方案還有，所述用于操控的數據輸出單元使用設有不同色彩的第三觸摸開關手動設置輸出的數據信息，往鎖存器輸入數據時，接通浮空狀態開關后設置設有不同色彩的第三觸摸開關；數據設置完畢后斷開浮空狀態開關，控制鎖存器數據輸入端口至浮空狀態，以此說明鎖存器的數據保存能力。

本發明優選的實施方案還有，所述第二用于操控的控制端口單元根據所用的第二地址譯碼器，使用設有不同色彩的第四觸摸開關手動設置地址信息；通過使用控制線第二開關的設置來代替cpu的讀寫控制信號；根據與之相連的液晶顯示器第三顯示區的發光狀態判斷控制端口線的通斷狀態，從而決定鎖存器的通斷。

本發明優選的實施方案還有，所述數據清零開關用于清除鎖存器內所保存的數據，通過液晶顯示器第四顯示區顯示通斷狀態。

本發明優選的實施方案還有，所述第二用于觀測的數據顯示單元使用液晶顯示器第五顯示區來顯示數據信息，若鎖存器導通，則此單元中液晶顯示器第五顯示區的發光狀態與用于操控的數據輸出單元中的設有不同色彩的第三觸摸開關設置的數據信息一致。

本發明優選的實施方案還有，所述系統不包含真實的cpu且不使用匯編語言程序控制，均使用開關來模擬處理器的控制信號或外設的地址信號，使用液晶顯示器來模擬外設的數據信息，通過逐步的手動設置完成實驗，實現輸入、輸出接口工作速度的完全可控性，便于觀察。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。