計算機硬件技術(shù)實驗教程

  “計算機硬件實驗教程”是針對計算機科學與技術(shù)專業(yè)與工程技術(shù)所有專業(yè)的實驗教程，它的特點是涉及的知識面廣、內(nèi)容多、難度大、更新快，對于深入理解理論課程的基礎(chǔ)知識，提高學生的實踐動手能力起著重要的作用。

  本實驗教程的主要目的是提高實踐能力，包括提高匯編語言的編程能力及對接口、組成、電子、單片機、嵌入式和計算機網(wǎng)絡等硬件的理解分析能力和設(shè)計電路的能力，從而學以致用。多年的課程教學和實驗教學的實踐證明，只有通過實際編程和計算機接口的硬件實踐，才能真正掌握軟硬件設(shè)計的方法，從中得到收益和提高。

在實驗類別上，本書嘗試了新的分類方法。本書將實驗劃分為三個部分。第一部分為基礎(chǔ)實驗，主要學習電子技術(shù)和匯編語言實驗；第二部分為提高實驗，主要學習微機原理和接口技術(shù)實驗及計算機組成原理實驗；第三部分為應用實驗，主要學習單片機原理與應用實驗、基于嵌入式的Linux實驗、計算機網(wǎng)絡實驗。

本書融入了作者多年的教學經(jīng)驗，在內(nèi)容選擇上既保留了一些經(jīng)典的設(shè)計內(nèi)容，也開發(fā)了一些新的實驗項目，注重實用。在內(nèi)容層次、語言表達上以及概念描述上力求通俗易懂。

本書包括七章，第1章為電子技術(shù)實驗，本章共設(shè)置八個實驗，由簡到難、由淺到深。從實驗類型的角度來看，其中五個實驗為驗證性實驗，三個實驗為設(shè)計性實驗，另安排一次實驗總結(jié)，對實驗過程中出現(xiàn)的問題進行重新驗證，以使學生對實驗內(nèi)容更好地把握。

  第2章為匯編語言實驗，本章主要介紹匯編語言基礎(chǔ)知識、8086/8088的尋址方式和指令系統(tǒng)及匯編程序格式與程序調(diào)試，對深入理解計算機的工作原理具有十分重要的意義。

  第3章為微機原理和接口技術(shù)實驗，設(shè)置的具體實驗項目大部分是驗證性實驗。本章的內(nèi)容全面、系統(tǒng)，從驗證性實驗到設(shè)計性實驗，使學生對這門課的理解逐步深入，提高學習能力。

  第4章為計算機組成原理實驗，通過本章的學習，使學生理解單處理機系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)以及各功能部件的組成和工作原理，幫助學生建立計算機的整機概念，使學生初步具備設(shè)計簡單計算機系統(tǒng)的能力，并對一些新技術(shù)、新產(chǎn)品以及計算機硬件的發(fā)展方向有一定的了解，從而為進一步學習計算機專業(yè)的后繼課程和進行與硬件有關(guān)的技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。

  第5章為單片機原理與應用實驗，本章主要以講述單片機控制系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計為目標，是一門比較難學的課程，原因是單片機控制系統(tǒng)是一種由大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成的應用系統(tǒng)。因此，要在較短時間內(nèi)弄清單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理有一定難度，而使一個初學者具備設(shè)計一個單片機應用系統(tǒng)的能力更不容易。其中第一到七項實驗為驗證性實驗，第八項實驗為綜合性實驗。

  第6章為基于嵌入式的Linux實驗，嵌入式Linux實驗是一門驗證理論，鞏固所學理論知識，根據(jù)所學知識進行簡單應用的課程。它不僅可以使學生加深對理論的了解，而且可以使學生掌握在其他操作系統(tǒng)下的操作技巧。通過實驗，可以加強學生對操作系統(tǒng)的深刻理解和對計算機硬件知識的運用，并能熟悉常用的Shell命令，重在培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。嵌入式的Linux課程共設(shè)置九個實驗，由簡到難、由淺到深。對在實驗過程中出現(xiàn)的問題進行重復驗證，以加強學生對實驗內(nèi)容更好地把握。

  第7章為計算機網(wǎng)絡實驗，本章的基本內(nèi)容主要是講述交換機和路由器兩大網(wǎng)絡交換設(shè)備的使用與管理方法，增強學生的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力；同時通過學習，使學生掌握交換機和路由器的口令以及主機名的設(shè)置、計算機與交換機IP地址設(shè)置等基本知識。其中第一到七項實驗為驗證性實驗，第八項實驗為綜合性實驗。

通過完成本書提供的實驗題目，讀者可以掌握微型計算機系統(tǒng)的工作原理，培養(yǎng)設(shè)計初步的硬件工程的能力。

  本書在編寫過程中，長春師范學院的張志勇老師主要完成第2、5章近9.8萬字的編寫工作；長春師范學院的戴金波老師主要完成第3、4章近9.6萬字的編寫工作；吉林工程技術(shù)師范學院的宋陽老師主要完成第6、7章近9.4萬字的編寫工作；長春師范學院的陳向瑞老師主要完成第1章8.6萬字的編寫工作；張利彪老師主要完成第1章8.6萬字的編寫工作。

  本書在編寫過程中，李民、耿慶田、李曉寧、陳思、趙宇、肖明堯、孔祥瑩、霍雷、趙洪濤、宗國仕、張未名等參與了部分章節(jié)的編寫并提供了相應的技術(shù)支持。

吉林市財經(jīng)學校王健、王智老師給予作者大力支持，并參與部分實驗的編寫工作，在此一并表示感謝。

  本書由長春師范學院的于繁華教授主審，并在編寫過程中給予作者大力支持和幫助，在此表示衷心感謝。

  由于編者水平有限，書中不當之處在所難免，懇請讀者批評、指正。

前言
第1章  電子技術(shù)（數(shù)字）實驗 1
實驗一  門電路邏輯功能測試及應用 1
實驗二  半加器和全加器邏輯功能實現(xiàn) 4
實驗三   基于譯碼器的組合邏輯電路設(shè)計 8
實驗四  數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能測試及應用 9
實驗五  觸發(fā)器RS、JK、D 13
實驗六  時序邏輯電路測試及研究 16
實驗七  集成計數(shù)器 19
實驗八  集成計數(shù)器級聯(lián) 22
第2章  匯編語言實驗 25
實驗一  匯編語言程序的調(diào)試與運行 25
實驗二  編寫程序完成6+3=9 27
實驗三  編寫程序完成“全體同學歡迎您”的窗口 28
實驗四  編寫程序完成5+3等于8 30
實驗五  兩個多位十進制數(shù)相加 31
實驗六  字符串匹配 35
實驗七  從鍵盤輸入數(shù)據(jù)并顯示 38
實驗八  將鍵盤輸入的小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫字母 40
實驗九  排序 43
實驗十  計算N！ 47
實驗十一  顯示目錄 48
第3章  微機原理和接口技術(shù)實驗 50
實驗一  雙色燈實驗 50
實驗二  開關(guān)狀態(tài)顯示實驗 54
實驗三  8279鍵盤顯示實驗 55
實驗四  定時器/計數(shù)器實驗 58
實驗五  A/D轉(zhuǎn)換實驗 61
實驗六  D/A轉(zhuǎn)換實驗 64
實驗七  8259A硬件中斷實驗 66
實驗八  直流電機驅(qū)動實驗 72
實驗九  步進電機驅(qū)動實驗 75
第4章  計算機組成原理實驗 81
實驗一  算術(shù)邏輯運算單元實驗 82
實驗二  通用寄存器單元實驗 87
實驗三  進位控制、通用寄存器判零實驗 90
實驗四  存儲器和總線實驗 94
實驗五  寄存器組實驗 97
實驗六  微程序控制實驗 101
實驗七  指令部件模塊實驗 104
實驗八  時序與啟停實驗 108
實驗九  模型機綜合實驗 110
第5章  單片機原理與應用實驗 114
實驗一  認識AEDK-5196單片機實驗系統(tǒng)開關(guān) 115
實驗二  認識AEDK-5196單片機各模塊的功能 119
實驗三  認識AEDK-5196單片機鍵盤的使用（1） 121
實驗四  認識AEDK-5196單片機鍵盤的使用（2） 126
實驗五  認識AEDK-5196單片機鍵盤的使用（3） 130
實驗六  AEDK-5196單片機擴展存儲器的讀寫實驗 134
實驗七  AEDK-5196單片機P1口輸入、輸出實驗 138
實驗八  AEDK-5196單片機簡單IO實驗（交通燈控制） 140
第6章  基于嵌入式的Linux實驗 143
實驗一  嵌入式Linux系統(tǒng)的安裝 143
實驗二  熟悉嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境 146
實驗三  嵌入式Linux系統(tǒng)中的常用命令 149
實驗四  在嵌入式Linux下編寫簡單的應用程序 154
實驗五  使用NFS方式的下載調(diào)試 156
實驗六  Shell語法練習 158
實驗七  Shell的語法規(guī)則 161
實驗八  Shell編程練習 165
實驗九  嵌入式Linux應用 167
第7章  計算機網(wǎng)絡實驗 172
實驗一  認識網(wǎng)絡硬件及網(wǎng)線制作工具和掌握網(wǎng)線制作流程 172
實驗二  簡單以太網(wǎng)組網(wǎng)制作和使用TCP/IP診斷實用程序 186
實驗三  交換機的基本操作（1） 202
實驗四  交換機的基本操作（2） 206
實驗五  交換機VLAN實驗 208
實驗六  路由器的基本操作 212
實驗七  路由器的基本操作 215
實驗八  一個Vlan下的單臂路由 218
參考文獻 222

1. 微機原理與接口技術(shù) [李珍香 編著]
2. 單片機原理及應用技術(shù)（C語言版） [周國運 魯慶賓 趙天翔 編著]
3. 單片機原理及應用項目化教程（C語言版） [主編 謝四連　王善偉　李石林]
4. 微機原理與接口技術(shù)（第二版） [主 編 李云強]
5. 微機原理與匯編語言程序設(shè)計（第二版） [主編 荊淑霞]
6. 單片機原理及應用設(shè)計（第二版） [主編 胡輝 ]
7. 單片機原理及典型應用接口技術(shù) [劉甫 陳健美 編著]
8. 單片機原理及應用教程（C語言版） [主編 周國運]
9. 計算機硬件技術(shù)及應用基礎(chǔ)（上冊•微機原理部分） [鄒逢興 主 編]
10. 微機原理與接口技術(shù) [梁建武 主 編 ]
11. 微機原理與接口技術(shù) [李云強 主 編 ]
12. 計算機硬件技術(shù)及應用基礎(chǔ)（下冊 微機接口部分） [鄒逢興 陳立剛 李迅 編著]
13. 單片機原理及應用 [主 編 李英順]
14. 微機原理與接口 [耿恒山 主編]
15. 單片機原理及應用（C語言版） [周國運 主編]
16. 微機原理、匯編語言與接口技術(shù) [唐瑞庭 等編著]
17. 微機原理與匯編語言程序設(shè)計--習題解答、實驗指導和實訓 [荊淑霞 主編]
18. 微機原理及接口技術(shù) [蔣新革 主編]
19. 微機原理、匯編語言與接口技術(shù) [徐雅娜 主編]
20. 微機原理與匯編語言程序設(shè)計 [荊淑霞 主編]
21. 單片機原理及應用設(shè)計 [胡輝 主編]
22. 單片機原理與應用 [金龍國 主編]
23. 單片機原理與應用技術(shù) [秦實宏 周龍 肖忠 等編著]
24. 單片機原理及基于單片機的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計 [蔡方凱 主編]
25. 計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [艾德才 等編著]
26. 單片機原理與應用 [胡輝 主編]
27. 單片機原理與應用系統(tǒng)設(shè)計 [李云鋼 等編著]