软件学院综合实验教程 计算机硬件综合实验PDF电子书下载

第一篇 模拟与数字电路实验 5

第一部分 实验环境介绍 5

第1章THDM-1型数电模电实验箱 5

1.1 THDM-1型实验箱简介 5

1.2 THDM-1型实验箱的组成和使用 7

1.2.1 电源部分 7

1.2.2实验箱系统功能部分 8

第2章 DS5042ME型双踪示波器 15

2.1主要性能特点 15

2.2技术规格 16

2.3操作面板上的主要功能 20

2.4示波器的显示界面 24

2.5设备仪器的其他附件 25

第3章MS8221型数字万用表 26

3.1功能描述 26

3.2测量范围及量程选择 26

3.3使用步骤及注意事项 27

第4章 DG1022型函数信号发生器 28

4.1性能特点 28

4.2前操作面板 29

4.3后操作面板 30

第二部分 模拟电路实验 33

实验1 常用电子仪器的使用 33

1.1 实验目的 33

1.2实验设备、器件与相关知识 33

1.2.1实验设备和器件 33

1.2.2正弦波信号简介 33

1.2.3实验原理及预习 35

1.3实验内容和步骤 35

1.3.1数字万用表的使用 35

1.3.2数字示波器的使用 37

1.3.3函数信号发生器的使用 42

1.4实验要求与实验报告 43

实验2 常用半导体器件的识别与使用 45

2.1实验目的 45

2.2实验设备、器件与相关知识 45

2.2.1实验设备和器件 45

2.2.2半导体二极管 45

2.2.3半导体晶体管 47

2.2.4实验原理及预习 48

2.3实验内容和步骤 51

2.4实验要求与实验报告 54

实验3 晶体管共射极单管放大器 55

3.1实验目的 55

3.2实验设备、器件与相关知识 55

3.2.1实验设备和器件 55

3.2.2实验原理及预习 55

3.2.3静态工作点的分析、测量与调试 56

3.2.4电压放大倍数分析与测量 57

3.2.5放大电路Q点与饱和、截止失真的关系 59

3.2.6实验预习 60

3.3实验内容和步骤 61

3.3.1静态工作点的调试 61

3.3.2电压放大倍数的测量 62

3.3.3静态工作点对输出波形失真的影响 63

3.4实验要求与实验报告 64

实验4 集成运算放大器的线性应用 65

4.1 实验目的 65

4.2实验设备、器件与相关知识 65

4.2.1实验设备和器件 65

4.2.2电阻器的识别与使用 65

4.2.3电容器的识别与使用 68

4.2.4集成运算放大器工作原理 69

4.2.5基本运算电路 69

4.2.6实验预习 71

4.3实验内容和步骤 72

4.4实验要求与实验报告 73

实验5 滤波电路和集成稳压器 74

5.1 实验目的 74

5.2实验设备、器件和相关知识 74

5.2.1实验设备和器件 74

5.2.2直流稳压电路 74

5.2.3全波整流电路 75

5.2.4电容滤波电路 75

5.2.5集成稳压器 76

5.3实验内容和步骤 77

5.4实验要求与实验报告 80

第三部分 数字电路实验 83

实验1 数字电路基本逻辑门的功能验证 83

1.1 实验目的 83

1.2实验设备、器件与相关知识 83

1.2.1实验设备和器件 83

1.2.2脉冲信号及其主要参数 83

1.2.3 TTL集成电路特点及使用规则 84

1.2.4 CMOS集成电路特点及使用规则 85

1.2.5逻辑门的图形符号 86

1.2.6集电极开路门OC 87

1.2.7三态门 88

1.2.8集成逻辑电路的连接和驱动简介 89

1.3实验内容和步骤 90

1.4实验要求与实验报告 95

实验2 组合逻辑电路的设计和测试 96

2.1实验目的 96

2.2实验设备、器件和相关知识 96

2.2.1实验设备和器件 96

2.2.2组合逻辑电路设计 96

2.2.3组合逻辑电路设计举例 97

2.3实验内容和步骤 98

2.4实验要求与实验报告 99

实验3 译码器及其应用 100

3.1实验目的 100

3.2实验设备、器件与相关知识 100

3.2.1实验设备和器件 100

3.2.2译码器 100

3.3实验内容和步骤 102

3.4实验要求与实验报告 103

实验4 数据选择器及其应用 104

4.1 实验目的 104

4.2实验设备、器件与相关知识 104

4.2.1实验设备和器件 104

4.2.2实验原理 104

4.3实验内容和步骤 107

4.4实验要求与实验报告 107

实验5 触发器 108

5.1实验目的 108

5.2实验设备、器件与相关知识 108

5.2.1实验设备和器件 108

5.2.2实验原理 108

5.3实验内容和步骤 111

5.4实验要求与实验报告 113

实验6 计数器 114

6.1实验目的 114

6.2实验设备、器件与相关知识 114

6.2.1实验设备和器件 114

6.2.2实验原理 114

6.3实验内容和步骤 118

6.4实验要求与实验报告 120

实验7 八路彩灯控制器 121

7.1 实验目的 121

7.2实验设备、器件与相关知识 121

7.2.1实验设备和器件 121

7.2.2实验原理 121

7.3实验内容和步骤 126

7.4实验要求与实验报告 127

第二篇 计算机组成与结构实验 133

第一部分 实验环境介绍 133

第1章TEC-XP计算机组成原理与系统结构实验系统 133

1.1 TEC-XP计算机组成原理与系统结构实验箱简介 133

1.1.1 TEC-XP实验箱面板功能介绍 133

1.1.2 TEC-XP实验箱内部结构组成和实现功能 136

1.1.3软件模拟实现的教学计算机系统 137

1.2 TEC-XP实验箱的技术指标 138

1.3 TEC-XP实验系统支持的实验项目 139

1.3.1基本实验项目 139

1.3.2扩展及综合性实验项目 140

第2章TEC-XP实验系统的硬件系统和软件系统 142

2.1 TEC-XP实验系统硬件系统的结构设计 142

2.1.1实验系统的硬件组成原理 142

2.1.2硬件系统的具体实现 145

2.2软件系统的结构设计 150

2.2.1 TEC-XP系统的监控程序 150

2.2.2 TEC-XP系统的PC终端程序 163

2.2.3 TEC-XP实验系统的软件模拟系统 165

第二部分 基础性实验 179

实验1 监控程序与汇编语言程序设计实验 179

1.1 实验目的 179

1.2实验设备与相关知识 179

1.2.1实验设备 179

1.2.2指令格式 179

1.2.3 TEC-XP实验系统指令分类 181

1.3实验内容和步骤 182

1.3.1 实验箱TEC-XP通电启动步骤 182

1.3.2运行PC联机程序Pcec16.com的操作步骤 183

1.3.3实验内容 185

1.3.4实验要求与实验报告 188

实验2 运算器部件实验 189

2.1 实验目的 189

2.2实验设备与相关知识 189

2.2.1实验设备 189

2.2.2运算器芯片Am2901的结构和功能 189

2.2.3基于Am2901运算器的设计与实现 192

2.2.4 Am2901的逻辑功能 193

2.3实验内容和步骤 196

2.3.1实验说明 196

2.3.2实验操作步骤和内容 197

2.3.3实验运行环境 198

2.3.4实验要求与实验报告 199

实验3 存储器扩展实验 200

3.1实验目的 200

3.2实验设备与相关知识 200

3.2.1实验设备 200

3.2.2 TEC-XP存储系统的介绍 200

3.3实验内容和步骤 202

3.3.1实验说明 202

3.3.2实验操作步骤和内容 203

3.3.3实验运行环境 205

3.3.4实验要求与实验报告 206

实验4 中断实验 207

4.1实验目的 207

4.2实验设备与相关知识 207

4.2.1实验设备 207

4.2.2 TEC-XP系统中断线路 207

4.2.3 中断处理在教学计算机中的具体实现 211

4.3实验内容和步骤 212

4.3.1实验说明 212

4.3.2实验操作步骤和内容 212

4.3.3实验运行环境 214

4.3.4实验要求与实验报告 214

实验5 I/O口扩展实验 215

5.1 实验目的 215

5.2实验设备与相关知识 215

5.2.1实验设备 215

5.2.2 TEC-XP串行接口 215

5.3实验内容和步骤 216

5.3.1实验说明 216

5.3.2实验操作步骤和内容 216

5.3.3实验准备 219

5.3.4实验要求与实验报告 219

第三部分 综合设计性实验 223

实验6 FPGA程序设计实验 223

6.1实验目的 223

6.2实验设备与相关知识 223

6.2.1实验设备 223

6.2.2 VHDL语言概述与程序设计 223

6.2.3 VHDL语言程序设计 228

6.3实验内容和步骤 234

6.3.1实验说明 234

6.3.2实验操作步骤和内容 234

6.3.3实验准备 237

6.3.4实验要求与实验报告 238

实验7 用FPGA设计实现模型计算机 239

7.1实验目的 239

7.2实验设备与相关知识 239

7.2.1实验设备 239

7.2.2 FPGA芯片的外特性和内部结构 239

7.2.3 CPU系统设计目标与实现 240

7.2.4 在FPGA芯片中实现的非流水线的CPU系统 241

7.2.5 CPU系统的层次与模块设计 241

7.3实验内容和步骤 242

7.3.1实验说明 242

7.3.2实验操作步骤和内容 242

7.3.3实验要求与实验报告 246

参考文献 247