計算機硬件基礎(chǔ)實驗教程

第1章 實踐教學(xué)理念的再認識

1.1 時代特征

1.1.1 國際競爭的時代

1.1.2 "知識爆炸"的時代

1.1.3 中國計算機學(xué)科教育大發(fā)展的時代

1.2 創(chuàng)新與實踐

1.2.1 什么是創(chuàng)新

1.2.2 三大支柱和三種思維

1.2.3 創(chuàng)新源于實踐

1.2.4 知識產(chǎn)權(quán)保護

1.3 知識、智力和能力

1.3.1 知識與知識結(jié)構(gòu)

1.3.2 智力與智力結(jié)構(gòu)

1.3.3 能力與能力結(jié)構(gòu)

1.4 實驗教學(xué)的定位和組織

1.4.1 實驗教學(xué)的目標(biāo)--發(fā)展智力培養(yǎng)能力

1.4.2 實驗教學(xué)隊伍

1.4.3 三種實驗類型和三個結(jié)合點

1.4.4 計算機學(xué)科實驗教學(xué)的設(shè)計

第2章 教學(xué)實驗設(shè)備與測量儀器

2.1 計算機

2.2 教學(xué)實驗設(shè)備

2.2.1 tec-5數(shù)字邏輯與計算機組成實驗系統(tǒng)

2.2.2 tec-8計算機硬件綜合實驗系統(tǒng)

2.2.3 tec-6計算機硬件基礎(chǔ)實驗系統(tǒng)

2.2.4 tec-soc片上系統(tǒng)單片機實驗裝置

2.3 邏輯筆

2.4 數(shù)字萬用表

2.5 示波器

2.5.1 示波器的分類和基本原理

2.5.2 示波器的使用

第3章 大容量可編程邏輯器件

3.1 fpga器件和isp器件

3.2 isp1032器件

3.2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.2.2 isp1032e的引腳

3.3 epm7128s器件

3.3.1 epm7128s內(nèi)部結(jié)構(gòu)

3.3.2 epm7128s引腳

第4章 硬件描述語言vhdl

4.1 硬件描述的創(chuàng)新方法

4.2 vhdl的基本知識點和命名規(guī)則

4.2.1 vhdl需要掌握的5個基本知識點

4.2.2 命名規(guī)則和注釋

4.3 對象及其說明、運算和賦值

4.3.1 信號、變量和常量

4.3.2 數(shù)據(jù)類型

4.3.3 信號、變量和常量的說明

4.3.4 常用運算符

4.3.5 賦值語句

4.4 if語句、case語句和process語句

4.4.1 if語句

4.4.2 process語句

4.4.3 case語句

4.5 設(shè)計實體

4.5.1 實體(entity)

4.5.2 結(jié)構(gòu)體(architecture)

4.5.3 庫(library)和程序包(package)

4.6 層次結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.7 一個通用寄存器組的設(shè)計

4.7.1 設(shè)計要求

4.7.2 設(shè)計方案

4.7.3 設(shè)計實現(xiàn)

第5章 eda工具軟件

5.1 quartusii簡介

5.2 quartusii主屏幕

5.3 格雷碼計數(shù)器設(shè)計示例

5.4 仿真

5.4.1 生成仿真波形文件

5.4.2 設(shè)置仿真參數(shù)

5.4.3 啟動仿真且觀察波形

5.5 下載

5.6 使用嵌入式邏輯分析儀進行實時測試

5.7 原理圖和vhdl語言程序的層次結(jié)構(gòu)設(shè)計

第6章 tec-5/8數(shù)字邏輯基本實驗設(shè)計

6.1 tec-5/8數(shù)字邏輯實驗資源

6.1.1 tec-5數(shù)字邏輯實驗資源

6.1.2 tec-8數(shù)字邏輯實驗資源

6.2 基本邏輯門和三態(tài)門實驗

6.3 數(shù)據(jù)選擇器、譯碼器、全加器實驗

6.4 觸發(fā)器、移位寄存器實驗

6.5 計數(shù)器實驗

6.6 四相時鐘分配器實驗

6.7 e?2prom實驗

6.8 可編程器件的原理圖方式設(shè)計實驗

6.9 可編程器件的vhdl文本方式設(shè)計實驗

第7章 tec-5數(shù)字邏輯綜合實驗設(shè)計

7.1 簡易頻率計設(shè)計

7.2 交通燈控制器設(shè)計

7.3 電子鐘設(shè)計

7.4 藥片裝瓶系統(tǒng)設(shè)計

第8章 tec-8數(shù)字邏輯綜合實驗設(shè)計

8.1 設(shè)計指導(dǎo)思想

8.2 簡易電子琴設(shè)計

8.3 簡易頻率計設(shè)計

8.4 交通燈控制器設(shè)計

8.5 在vga接口顯示器顯示指定圖形設(shè)計

第9章 tec-5計算機組成原理基本實驗設(shè)計

9.1 tec-5實驗系統(tǒng)平臺

9.2 tec-5實驗系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)

9.2.1 教學(xué)實驗設(shè)計的基本理念

9.2.2 運算器模塊

9.2.3 操作控制臺模塊

9.2.4 存儲器模塊

9.2.5 控制器模塊

9.3 運算器組成實驗

9.4 雙端口存儲器實驗

9.5 數(shù)據(jù)通路實驗

9.6 微程序控制器實驗

9.7 cpu組成與指令周期實驗

第10章 tec-5計算機組成原理綜合實驗設(shè)計

10.1 使用硬連線控制器的cpu設(shè)計

10.2 多功能alu設(shè)計

10.3 含有陣列乘法器的alu設(shè)計

10.4 sram故障診斷設(shè)計

第11章 tec-8計算機組成原理基本實驗設(shè)計

11.1 tec-8實驗系統(tǒng)平臺

11.2 tec-8實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和操作

11.2.1 模型計算機時序信號

11.2.2 模型計算機組成

11.2.3 模型計算機指令系統(tǒng)

11.2.4 開關(guān)、按鈕、指示燈

11.2.5 e?2prom中微代碼的修改

11.3 運算器組成實驗

11.4 雙端口存儲器實驗

11.5 數(shù)據(jù)通路實驗

11.6 微程序控制器實驗

11.7 cpu組成與機器指令的執(zhí)行實驗

11.8 中斷原理實驗

第12章 tec-8計算機組成綜合實驗設(shè)計

12.1 采用硬連線控制器的常規(guī)cpu設(shè)計

12.2 含有陣列乘法器的alu設(shè)計

第13章 tec-8計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合實驗設(shè)計

13.1 采用微程序控制器的流水cpu設(shè)計

13.2 采用硬連線控制器的流水cpu設(shè)計

第14章 tec-6計算機硬件基礎(chǔ)基本實驗設(shè)計

14.1 tec-6模型計算機實驗系統(tǒng)

14.1.1 tec-6實驗系統(tǒng)平臺

14.1.2 tec-6數(shù)據(jù)通路總框圖

14.1.3 開關(guān)、按鈕、指示燈

14.2 運算器實驗

14.3 存儲器讀寫實驗

14.4 數(shù)據(jù)通路實驗

14.5 微程序控制器實驗

14.6 tec-6模型計算機的測試實驗

第15章 tec-soc片上系統(tǒng)單片機基本實驗設(shè)計

15.1 soc單片機c8051f020實驗平臺

15.1.1 tec-soc片上系統(tǒng)單片機實驗裝置總框圖

15.1.2 soc單片機實驗裝置能夠完成的基本實驗

15.2 i/o口輸入輸出實驗

15.3 定時器實驗

15.4 鍵盤數(shù)碼管實驗

15.5 d/a轉(zhuǎn)換實驗

15.6 片上系統(tǒng)大型綜合實驗

附錄ac8051f指令系統(tǒng)

參考文獻