[01637888]一种8051单片机原理可视化演示的系统及方法

(1)任务来源：自选项目。 （2）应用领域和技术原理：实验教学仪器领域,一种8051单片机原理可视化演示方法,在多个开源8051软核源码基础上重构出用于演示的8051软核,再从汇编指令的硬件实现入手,采用三屏显示和虚实建模的手段协同对8051单片机原理进行演示。 （3）性能指标：包括演示架、三屏显示器、面板、PC机、单元模型和导线,其特征在于：所述的演示架用于固定三屏显示器和面板,搭建多媒体演示平台;所述的三屏显示器由3个独立的LCD显示器组成,从上到下依次是上屏、中屏和下屏,显示器具有支持一机三屏配置的接口,用于显示8051软核的时序图、结构图和源代码;所述的面板包括滑槽和端孔,用于固定单元模型和导线,面板背部有电源和485通信总线,从面板右侧引入,延伸到各滑槽中;所述的PC机包括支持一机三屏的显卡,运行Ubuntu操作系统,装有Modelsim、Debussy和上位机软件;所述的单元模型采用通用化设计,内含STM32系列ARM控制器,顶面有触屏LCD,背端引出电源接口和485总线通信接口,触屏LCD分为配置区、模块名称区、端口名称区、端口状态区。 （4）与国内外同类技术比较：与2013年9月11日授权公告的实用新型专利CN203192291相比,本系统对单片机的原理和应用做了很大改进,包含支持单片机内部组成和工作原理演示的软硬件模块和实验;2011年1月由潘明、黄继业等编著,清华大学出版社出版的《单片机原理与应用技术》一书,已VQM文件的形式提供了8051IP核,无法看到底层代码,本系统提供8051的Verilog源码,深层次地展示8051单片机内部结构和工作原理;与国外的开源8051IP核相比,本系统功能与Intel标准8051核,汇编指令周期相同,功能模块完善。 （5）成果的创造性、先进性：本系统对现有开源8051 IP核进行重构,得到用于演示的8051软核,从汇编指令的硬件实现入手,采用三屏显示和虚实建模的手段协同演示8051单片机原理,演示形式新颖,演示效果全面、直观、实时性好,提高实验教学效果。 （6）作用意义：通过近5年在实验教学中的实际应用,打通了汇编指令到实现电路和具体应用的各个环节,提升了学生对单片机的学习效果。 （7）推广应用的范围：高校工科类可编程逻辑器件实验教学领域。