嵌入式硬件技術基礎實驗與習題解答

第1篇 實驗指導
第1章 計算機組成
1.1 計算機系統的層次結構
1.2 計算機的硬件組成
1.2.1 計算機基本器件
1.2.2 計算機的硬件系統
1.3 模型機的設計
1.3.1 模型機的設計步驟
1.3.2 模型機設計實例
第2章 計算機組成原理實驗
2.1 基礎實驗
實驗1 運算器實驗
實驗2 存儲器實驗
實驗3 微程序控制器實驗
實驗4 總線控制實驗
2.2 綜合實驗
實驗1 基本模型機實驗
實驗2 復雜模型機實驗
實驗3 可重構原理計算機的組成實驗
2.3 設計實驗
實驗1 基于RISC處理器構成的模型機的設計與實現
實驗2 流水微程序模型機設計與實現
實驗3 流水硬布線控制器設計與實現
第3章 PC軟件系統
3.1 PC的基本配置
3.2 匯編語言的開發過程
3.3 匯編語言常用軟件的使用方法
3.3.1 宏匯編程序MASM
3.3.2 動態調試程序DEBUG
3.4 程序設計方法
3.5 8086程序設計
3.6 PC的基本硬件及調用方法
3.7 軟中斷
第4章 軟件基礎實驗
實驗1 清0程序
實驗2 拆字程序
實驗3 拼字程序
實驗4 數據區移動
實驗5 數據排序
實驗6 找“0”個數
實驗7 32位二進制乘法
實驗8 多分支程序
實驗9 顯示子程序
實驗10 匯編語言與C語言的混合編程實驗
第5章 微機基本系統的設計
5.1 微處理器的總線
5.2 外圍設備的擴展方法
5.3 PC／XT總線
5.4 微處理器與存儲器的接口
第6章 硬件基礎實驗
實驗1 8255A並行口實驗——方波
實驗2 8255A並行口實驗——PA輸入、PB輸出
實驗3 8255A並行口實驗——控制交通燈
實驗4 簡單I／O口擴展
實驗5 A／D轉換實驗
實驗6 D／A轉換實驗——方波
實驗7 D／A轉換實驗——鋸齒波
實驗8 8259A單級中斷控制器實驗
實驗9 定時／計數器8253實驗——方波
實驗10 8251A串口實驗
實驗11 步進電機控制
實驗12 16×16點陣顯示實驗
實驗13 使用8237A可編程DMA控制器實驗
實驗14 溫度壓力測量實驗
第7章 綜合實驗
實驗1 洗衣機的程序控制
實驗2 按鍵式電話
實驗3 彩色音樂演奏器
實驗4 照相機自拍指示
實驗5 程控信號發生器
實驗6 數字錄音機實驗
實驗7 鐘控裝置實驗
第8章 課程設計項目
第9章 嵌入式應用系統開發實驗
第2篇 習題解答
附錄A ZY15CompSys12BB計算機組成原理系統
附錄B Dais仿真實驗系統鍵盤監控簡介
附錄C 8088系列16位微機指導書
參考文獻

實驗課程的教學是硬件技術基礎課程教學中非常重要的教學環節，是培養學生實踐技能的必修課，也是培養學生學科素質和實踐能力的重要途徑。計算機硬件實驗需要學生在理解理論知識的基礎上，運用理論知識去解決實際問題，達到理論知識與應用實踐相結合。這樣的過程對于學生創新意識的培養、動手能力的提高、分析及解決問題能力的增強是非常重要的。我們總結多年的實踐教學的經驗，編寫了《嵌人式硬件技術基礎實驗與習題解答》，提出了對嵌入式硬件技術基礎實驗進行系統化、層次化的教學思路，並將實驗分成基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗。

（1）基礎性實驗，包括運算器、存儲器、控制器、總線控制器、匯編語言的基本編程思想、C語言與匯編語言的混合編程、微處理器系統典型的接口技術及接口芯片、嵌入式應用系統設計的環境及工具。實驗的安排順序循序漸進，即功能部件→CPU→嵌人式應用系統，硬件→軟件，低級語言→高級語言，基礎→創新。由易到難，由簡單到復雜，由理論到應用的教學目標使學生建立完整的系統概念。

基礎性實驗是與教學同步的，每個實驗2學時，要求學生獨立完成實驗，並寫出有理論分析的實驗報告，完成每個實驗要求的實驗思考題。

（2）綜合性實驗，包括模型機實驗、點陣顯示實驗、音樂演奏實驗、錄音機實驗等。微機系統應用的綜合性實驗通過課程設計的形式進行。課程設計要求學生面對工程實際問題，自行完成從設計、調試、測試結果、提交實驗心得體會及實驗報告。教師只對學生的設計方案和調試方法給予指導，不限制學生的設計思路。教學的目標是培養學生綜合應用能力和利用現代化調試手段的能力，培養學生工程意識，課程設計安排在小學期里。

（3）設計性實驗，包括基于RISC處理器構成模型機的設計與實現、流水微程序模型機及流水硬布線控制器。要求學生的設計具有實用性和新穎性，旨在培養學生獨立思考能力和創新能力。設計性實驗安排在第三年的小學期，三周左右。

本書的第1、2章是第一部分，介紹了微處理器系統的核心部件運算器、控制器、存儲器、模型機的設計原理、設計方法及具體的實驗內容。本書的第3、4章是第二部分，介紹了以典型微處理器8088為平台的匯編語言程序設計方法及相應的匯編語言實驗，包括與C語言的混合編程。本書的第5～8章是第三部分，介紹了典型系統的接口設計原則、設計方法及典型接口芯片相關的基礎實驗、綜合實驗和驗證性實驗。本書的第9章是第四部分，介紹了嵌入式應用系統的設計原則，設計方法及常用的開發環境。

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