嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗與習題解答

前言

　　實驗課程的教學是硬件技術(shù)基礎課程教學中非常重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生實踐技能的必修課，也是培養(yǎng)學生學科素質(zhì)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(jié)合。這樣的過程對于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)、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(jié)多年的實踐教學的經(jīng)驗，編寫了《嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗與習題解答》，提出了對嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗進行系統(tǒng)化、層次化的教學思路，并將實驗分成基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗?！　。?）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(tǒng)典型的接口技術(shù)及接口芯片、嵌入式應用系統(tǒng)設計的環(huán)境及工具。實驗的安排順序循序漸進，即功能部件→CPU→嵌入式應用系統(tǒng)，硬件→軟件，低級語言→高級語言，基礎→創(chuàng)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(tǒng)概念?！　』A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，并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?！　。?）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(tǒng)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(diào)試、測試結(jié)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(diào)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(yǎng)學生綜合應用能力和利用現(xiàn)代化調(diào)試手段的能力，培養(yǎng)學生工程意識，課程設計安排在小學期里。　?。?）設計性實驗，包括基于RISC處理器構(gòu)成模型機的設計與實現(xiàn)、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(yǎng)學生獨立思考能力和創(chuàng)新能力。設計性實驗安排在第三年的小學期，三周左右?！　”緯牡?、2章是第一部分，介紹了微處理器系統(tǒng)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(nèi)容。本書的第3、4章是第二部分，介紹了以典型微處理器8088為平臺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(tǒng)的接口設計原則、設計方法及典型接口芯片相關(guān)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(tǒng)的設計原則，設計方法及常用的開發(fā)環(huán)境。

內(nèi)容概要

　　本書不僅有夯實學生理論基礎，培養(yǎng)學生掌握實驗基本技能的驗證性實驗，也有培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題并從書本理論走向?qū)嶋H應用能力的綜合性實驗，還有培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的設計性實驗?！　”緯卜謨善?。第1篇是實驗指導，包括4個部分：第一部分介紹微處理器系統(tǒng)核心部件的設計原理、方法及相關(guān)的實驗；第二部分介紹以典型微處理器8088為平臺的匯編語言，包括與C語言的混合編程的程序設計方法及相關(guān)實驗；第三部分介紹系統(tǒng)接口設計原則、方法及典型接口芯片相關(guān)實驗；第四部分介紹嵌入式應用系統(tǒng)的設計原則、方法及常用的開發(fā)環(huán)境。第2篇是習題解答，主要提供主教材《嵌入式硬件技術(shù)基礎》的典型例題和書后習題答案?！　”緯恰肚度胧接布夹g(shù)基礎》的配套教材，可作為嵌入式應用系統(tǒng)基礎課程的實驗教材，也可作為高等院校計算機類相關(guān)專業(yè)硬件基礎課程的教材或參考書。

書籍目錄

第1篇 實驗指導第1章 計算機組成1.1 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(gòu)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(gòu)成的模型機的設計與實現(xiàn)實驗2 流水微程序模型機設計與實現(xiàn)實驗3 流水硬布線控制器設計與實現(xiàn)第3章 PC軟件系統(tǒng)3.1 PC的基本配置3.2 匯編語言的開發(fā)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MASM3.3.2 動態(tài)調(diào)試程序DEBUG3.4.程序設計方法3.5 8086程序設計3.6 PC的基本硬件及調(diào)用方法3.7 軟中斷第4章 軟件基礎實驗實驗1 清0程序?qū)嶒? 拆字程序?qū)嶒? 拼字程序?qū)嶒? 數(shù)據(jù)區(qū)移動實驗5 數(shù)據(jù)排序?qū)嶒? 找“0”個數(shù)實驗7 32位二進制乘法實驗8 多分支程序?qū)嶒? 顯示子程序?qū)嶒?0 匯編語言與C語言的混合編程實驗第5章 微機基本系統(tǒng)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并行口實驗——方波實驗2 8255A并行口實驗——PA輸人、PB輸出實驗3 8255A并行口實驗——控制交通燈實驗4 簡單I／／O口擴展實驗5 A／D轉(zhuǎn)換實驗實驗6 D／A轉(zhuǎn)換實驗——方波實驗7 D／A轉(zhuǎn)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(shù)器8253實驗——方波實驗10 825lA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(fā)生器實驗6 數(shù)字錄音機實驗實驗7 鐘控裝置實驗實驗8 籃球計時器第8章 課程設計項目設計項目1 計算Ⅳ的階乘設計項目2 音樂演奏設計項目3 小鍵盤按鍵識別數(shù)碼管移位顯示第9章 嵌入式應用系統(tǒng)開發(fā)實驗實驗1 熟悉嵌入式開發(fā)應用系統(tǒng)環(huán)境實驗2 ADS環(huán)境配置與工程文件設置第2篇 習題解答第1章 概論第2章 數(shù)據(jù)表示和運算方法第3章 微處理器的結(jié)構(gòu)及應用特性第4章 存儲系統(tǒng)第5章 匯編語言與程序設計第6章 輸入／輸出接口第7章 中斷控制接口第8章 定時計數(shù)控制接口第9章 DMA控制接口第10章 并行接口第11章 串行通信接口第12章 模擬接口第13章 外部設備接口第14章 嵌入式應用系統(tǒng)附錄A ZY15CompSysl2BB計算機組成原理實驗系統(tǒng)附錄B Dais仿真實驗系統(tǒng)鍵盤監(jiān)控簡介附錄C 8088系列16位微機實驗指導書參考文獻

章節(jié)摘錄

　　（1）存儲器　　存儲器用來存儲信息，包括程序、數(shù)據(jù)、文檔等。存儲器的存儲容量越大、存取速度越快，系統(tǒng)的處理能力就越強、工作速度也就越高。由于一個存儲器很難同時滿足大容量、高速度的要求，因此常將存儲器分為主存、外存、高速緩存三級存儲體系?！　≈鞔嬗脕泶娣臗PU需要使用的程序和數(shù)據(jù)。主存的每個存儲單元都有固定的地址，可按地址直接訪問它們，稱為訪問存儲器。訪問存儲器時，先由地址譯碼器將送來的單元地址進行譯碼，找到相應的存儲單元；再由讀／寫控制電路，確定訪問存儲器的方式，即讀／寫；然后，按規(guī)定的方式完成讀／寫操作。與主存儲器有關(guān)的部件還有地址總線與數(shù)據(jù)總線。它們分別為訪問存儲器傳遞地址信息和數(shù)據(jù)信息。主存的速度較快，但容量有限。通常用半導體存儲器構(gòu)成主存?！　⊥獯娴娜萘亢艽?，但存取速度比主存慢，像磁盤、光盤等，都是常甩的外存。　　高速緩存是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間設置的一級速度很快的存儲器，容量較小，用來存放當前正在使用的程序和數(shù)據(jù)。高速緩存的地址總與主存某一區(qū)間的地址相映射，工作時CPU首先訪問高速緩存，如果未找到所需的內(nèi)容，再訪問主存。高速緩存由高速的半導體存儲器構(gòu)成。在現(xiàn)代計算機中，常將高速緩存集成在CPU內(nèi)部，稱為片內(nèi)Cache，或稱一級Cache。也可以在CPU外部再設置一級高速緩存，稱為片外Cache或稱二級Cache?！　。?）運算器　　運算器是數(shù)據(jù)的加工處理部件，是CPU的重要組成部分。運算器通常由算術(shù)／邏輯運算單元（ALU）和一系列寄存器構(gòu)成。ALU是完成算術(shù)運算與邏輯運算的部件。寄存器用于存放運算操作數(shù)。累加器除存放運算操作數(shù)外，還用于存放中間結(jié)果和最后結(jié)果。寄存器與累加器的數(shù)據(jù)均從存儲器或其他通用寄存器中取得，最后結(jié)果也存放到存儲器或通用寄存器中?！　。?）控制器　　控制器是全機的指揮中心，它使計算機各部件自動協(xié)調(diào)地工作?？刂破髅看螐膬?nèi)存中讀取指令，經(jīng)過分析譯碼，產(chǎn)生一系列操作命令，發(fā)向各個部件，控制各部件動作，使整個機器連續(xù)地、有條不紊地運行?！　。?）輸入／輸出設備　　輸入設備將各種形式的外部信息轉(zhuǎn)換為計算機能夠識別的代碼形式送人主機，常見的輸入設備有鍵盤、鼠標等。輸出設備將計算機處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們所能識別的形式輸出，常見的輸出設備有顯示器、打印機等。

編輯推薦

　　《嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗與習題解答》的基本思想是運用理論知識去解決實際問題，達到學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，動手能力的培養(yǎng)，分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)；《嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗與習題解答》包括軟件實驗、硬件實驗、軟硬件相結(jié)合實驗，也有相關(guān)的綜合性及設計性實驗，都體現(xiàn)理論知識與實際問題相結(jié)合的思想；《嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗與習題解答》部分程序由匯編語言和C語言對照給出。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    嵌入式硬件技術(shù)基礎實驗與習題解答 PDF格式下載

---