白中英等编著的《计算机硬件基础实验教程》是计算机系列教材之一。本书共十五章节，内容包括实践教学理念的再认识、教学实验设备与测量仪器、大容量可编程逻辑器件、硬件描述语言VHDL、EDA工具软件、TEC-5/8数字逻辑基本实验设计等。本书可供理工类非计算机专业本科生，高职院校的计算机专业员参使用。

白中英等编著的《计算机硬件基础实验教程》是在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020)》精神鼓舞下诞生的。两位作者积40余年从事计算机硬件科研与教学的亲身体验，并总结多年实验设备研制和实践教学的经验，完成了本书第2版的写作。全书共15章，内容是：(1)实践教学理念的再认识；(2)教学实验设备与测量仪器；(3)大容量可编程逻辑器件；(4)硬件描述语言VHDL；(5)EDA工具软件；(6)TEC-5/8数字逻辑基本实验设计；(7)TEC-5数字逻辑综合实验设计；(8)TEC-8数字逻辑综合实验设计；(9)TEC-5计算机组成原理基本实验设计；(10)TEC-5计算机组成原理综合实验设计；(11)TEC-8计算机组成原理基本实验设计；(12)TEC-8计算机组成原理综合实验设计；(13)TEC-8计算机系统结构综合实验设计；(14)TEC-6计算机硬件基础基本实验设计；(15)TEC-SOC片上系统单片机基本实验设计。

《计算机硬件基础实验教程》教学理念阐述透彻，引人入胜；基础性与时代性结合，应对五门课徎；实验设备均为国家专利产品；多种教学方案切实可行，可供不同类型学校或专业学生选择。

第1章 实践教学理念的再认识 /1

1.1 时代特征 /1

 1.1.1 国际竞争的时代 /1

 1.1.2 “知识爆炸”的时代 /1

 1.1.3 中国计算机学科教育大发展的时代 /2

1.2 创新与实践 /2

 1.2.1 什么是创新 /2

 1.2.2 三大支柱和三种思维 /3

 1.2.3 创新源于实践 /3

 1.2.4 知识产权保护 /4

1.3 知识、智力和能力 /4

 1.3.1 知识与知识结构 /4

 1.3.2 智力与智力结构 /4

 1.3.3 能力与能力结构 /6

1.4 实验教学的定位和组织 /6

 1.4.1 实验教学的目标--发展智力培养能力 /6

 1.4.2 实验教学队伍 /7

 1.4.3 三种实验类型和三个结合点 /7

 1.4.4 计算机学科实验教学的设计 /8

第2章 教学实验设备与测量仪器 /10

2.1 计算机 /10

2.2 教学实验设备 /10

 2.2.1 TEC-5数字逻辑与计算机组成实验系统 /10

 2.2.2 TEC-8计算机硬件综合实验系统 /11

 2.2.3 TEC-6计算机硬件基础实验系统 /12

 2.2.4 TEC-SOC片上系统单片机实验装置 /13

2.3 逻辑笔 /14

2.4 数字万用表 /15

2.5 示波器 /18

 2.5.1 示波器的分类和基本原理 /18

 2.5.2 示波器的使用 /19

第3章 大容量可编程逻辑器件 /22

3.1 FPGA器件和ISP器件 /22

3.2 ISP1032器件 /23

 3.2.1 内部结构 /23

 3.2.2 ISP1032E的引脚 /25

3.3 EPM7128S器件 /26

 3.3.1 EPM7128S内部结构 /26

 3.3.2 EPM7128S引脚 /28

第4章 硬件描述语言VHDL /29

4.1 硬件描述的创新方法 /29

4.2 VHDL的基本知识点和命名规则 /30

 4.2.1 VHDL需要掌握的5个基本知识点 /30

 4.2.2 命名规则和注释 /30

4.3 对象及其说明、运算和赋值 /30

 4.3.1 信号、变量和常量 /30

 4.3.2 数据类型 /31

 4.3.3 信号、变量和常量的说明 /32

 4.3.4 常用运算符 /33

 4.3.5 赋值语句 /35

4.4 if语句、case语句和process语句 /36

 4.4.1 if语句 /36

 4.4.2 process语句 /38

 4.4.3 case语句 /41

4.5 设计实体 /42

 4.5.1 实体（entity) /43

 4.5.2 结构体(architecture) /44

 4.5.3 库（library）和程序包（package) /46

4.6 层次结构设计 /49

4.7 一个通用寄存器组的设计 /50

 4.7.1 设计要求 /50

 4.7.2 设计方案 /50

 4.7.3 设计实现 /51

第5章 EDA工具软件 /56

5.1 Quartus II简介 /56

5.2 Quartus II主屏幕 /56

5.3 格雷码计数器设计示例 /59

5.4 仿真 /67

 5.4.1 生成仿真波形文件 /67

 5.4.2 设置仿真参数 /70

 5.4.3 启动仿真且观察波形 /71

5.5 下载 /71

5.6 使用嵌入式逻辑分析仪进行实时测试 /73

5.7 原理图和VHDL语言程序的层次结构设计 /77

第6章 TEC-5/8数字逻辑基本实验设计 /82

6.1 TEC-5/8数字逻辑实验资源 /82

 6.1.1 TEC-5数字逻辑实验资源 /82

 6.1.2 TEC-8数字逻辑实验资源 /83

6.2 基本逻辑门和三态门实验 /84

6.3 数据选择器、译码器、全加器实验 /87

6.4 触发器、移位寄存器实验 /88

6.5 计数器实验 /90

6.6 四相时钟分配器实验 /91

6.7 E2PROM实验 /93

6.8 可编程器件的原理图方式设计实验 /94

6.9 可编程器件的VHDL文本方式设计实验 /96

第7章 TEC-5数字逻辑综合实验设计 /100

7.1 简易频率计设计 /100

7.2 交通灯控制器设计 /101

7.3 电子钟设计 /102

7.4 药片装瓶系统设计 /103

第8章 TEC-8数字逻辑综合实验设计 /105

8.1 设计指导思想 /105

8.2 简易电子琴设计 /106

8.3 简易频率计设计 /109

8.4 交通灯控制器设计 /115

8.5 在VGA接口显示器显示指定图形设计 /118

第9章 TEC-5计算机组成原理基本实验设计 /122

9.1 TEC-5实验系统平台 /122

9.2 TEC-5实验系统的模块结构 /123

 9.2.1 教学实验设计的基本理念 /123

 9.2.2 运算器模块 /124

 9.2.3 操作控制台模块 /125

 9.2.4 存储器模块 /128

 9.2.5 控制器模块 /129

9.3 运算器组成实验 /132

9.4 双端口存储器实验 /135

9.5 数据通路实验 /138

9.6 微程序控制器实验 /141

9.7 CPU组成与指令周期实验 /146

第10章 TEC-5计算机组成原理综合实验设计 /149

10.1 使用硬连线控制器的CPU设计 /149

10.2 多功能ALU设计 /153

10.3 含有阵列乘法器的ALU设计 /154

10.4 SRAM故障诊断设计 /155

第11章 TEC-8计算机组成原理基本实验设计 /158

11.1 TEC-8实验系统平台 /158

11.2 TEC-8实验系统结构和操作 /159

 11.2.1 模型计算机时序信号 /159

 11.2.2 模型计算机组成 /159

 11.2.3 模型计算机指令系统 /162

 11.2.4 开关、按钮、指示灯 /163

 11.2.5 E2PROM中微代码的修改 /165

11.3 运算器组成实验 /170

11.4 双端口存储器实验 /176

11.5 数据通路实验 /180

11.6 微程序控制器实验 /186

11.7 CPU组成与机器指令的执行实验 /191

11.8 中断原理实验 /195

第12章 TEC-8计算机组成综合实验设计 /200

12.1 采用硬连线控制器的常规CPU设计 /200

12.2 含有阵列乘法器的ALU设计 /205

第13章 TEC-8计算机系统结构综合实验设计 /208

13.1 采用微程序控制器的流水CPU设计 /208

13.2 采用硬连线控制器的流水CPU设计 /213

第14章 TEC-6计算机硬件基础基本实验设计 /215

14.1 TEC-6模型计算机实验系统 /215

 14.1.1 TEC-6实验系统平台 /215

 14.1.2 TEC-6数据通路总框图 /216

 14.1.3 开关、按钮、指示灯 /218

14.2 运算器实验 /219

14.3 存储器读写实验 /226

14.4 数据通路实验 /231

14.5 微程序控制器实验 /234

14.6 TEC-6模型计算机的测试实验 /242

第15章 TEC-SOC片上系统单片机基本实验设计 /249

15.1 SOC单片机C8051F020实验平台 /249

 15.1.1 TEC-SOC片上系统单片机实验装置总框图 /249

 15.1.2 SOC单片机实验装置能够完成的基本实验 /250

15.2 I/O口输入输出实验 /250

15.3 定时器实验 /253

15.4 键盘数码管实验 /255

15.5 D/A转换实验 /259

15.6 片上系统大型综合实验 /262

附录A C8051F指令系统 /265

参考文献 /270