[发明专利]一种8051单片机原理可视化演示的系统及方法

权利要求书

1.一种8051单片机原理可视化演示的系统：包括演示架（1）、三屏显示器（2）、面板（3）、PC机、单元模型（4）和导线，其特征在于：

所述的演示架（1）用于固定三屏显示器（2）和面板（3），搭建多媒体演示平台；

所述的三屏显示器（2）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（3）包括滑槽（5）和端孔（6），用于固定单元模型（4）和导线，面板（3）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（4）采用通用化设计，内含STM32系列ARM控制器，顶面有触屏LCD（7），背端引出电源接口和485总线通信接口，触屏LCD（7）分为配置区、模块名称区、端口名称区、端口状态区。

2.一种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，其特征在于包括以下步骤：

1）重构用于演示的8051软核，过程包括：按照Intel官方8051的组成框图划分软核模块，并作适当修正；严格按照三层次的结构组织各个模块，顶层和中间层使用原理图输入文件建模，底层使用Verilog硬件描述语言建模；严格按照Intel官方提供的汇编指令时序周期模型编写8051软核代码；底层使用行为级代码书写风格，便于理解和展示；

2）使用上位机软件，选择演示激励文件；

3）使用EDA软件，三屏依次显示时序图、结构图和源代码；

4）使用单元模型和导线在面板上构建汇编指令的执行路径模型；

5）使用上位机软件，将配置信息，包括：模块名称，端口名称，发送给面板上的汇编指令的执行路径模型；

6）使用上位机软件，将各端口在指令周期内某一机器周期的逻辑状态发送给汇编指令的执行路径模型，结合模型展示时序；

7）使用上位机软件，发送指令周期内不同机器周期的逻辑状态至汇编指令的执行路径模型，动态演示8051单片机原理。