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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OC87

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