我校原有的模型计算机（简称“模型机”）实验台存在芯片布局不够合理、插线散乱、不利于排错等缺点，于是我校在原有实验台的基础上对模型机重新进行了设计。由于教学级模型机的逻辑规模较大，整体布线较复杂，于是在模型机无须插线的情况下，实现对模型机的自动测试显得尤为重要。模型机包括存储器模块、运算器模块、控制器模块、时序模块和辅助电路五个模块。通过对模型机的原理和功能的研究，并参照测试系统的设计原则，提出了基于MCS51的模型机测试方案。测试系统的设计思想是利用MCS51系列单片机系统具有内嵌存储器的结构特点，将测试程序下载到单片机的内嵌存储器中，通过测试端口选择开关选择相应的测试程序，完成对模型机的存储器模块、运算器模块、控制器模块以及其他辅助电路的硬件电路测试。通过分析模型机各模块的功能和数据通路，设计出专门的模型机测试的硬件架构，提出了分时复用的主芯片引脚分配策略。将主芯片的引脚对应分配给各模块的测试口，系统通过测试口向模型机发送测试所需的控制信息和数据信息。软件设计是在系统的硬件架构基础上通过研究模型机各模块的功能，分析各模块要测试的芯片部件和测试所需的控制信号，从而设计出便于故障诊断的模块测试所需硬件线路布局。分析各模块的数据通路和模型机上现有的显示装置，设计出直观简便又高效的测试过程，并对所有可能出现的与预期输出数据不一致的情况进行分析，判断出硬件线路的故障所在。本测试系统经过多次验证，可以在模型机不插线的情况下，很方便地实现对模型机的实验前检测，对模型机的故障覆盖率达到90%以上，在保证模型机的初始完好率方面取得了很好的效果。