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第1章 数字逻辑电路实验基础 1

1．1 认识数字集成电路 1

1．1．1 概述 1

1．1．2 TTL系列集成电路 3

1．1．3 CMOS系列集成电路 3

1．1．4 ECL系列集成电路 4

1．2 脉冲信号研究 4

1．2．1 脉冲信号的基本参数 4

1．2．2 脉冲信号的模拟特性 5

1．2．3 用示波器测量脉冲信号 8

1．3 实验：用示波器测量脉冲信号 17

1．4 逻辑分析仪基础 22

1．4．1 逻辑分析仪概述 22

1．4．2 逻辑分析仪基本组成 23

1．5 实验：逻辑分析仪测量数字逻辑信号 28

1．6 电路连接基础 34

1．6．1 面包板介绍 34

1．6．2 电路连接基本技术 36

1．7 数字电路的故障检查和排除方法 38

1．8 电路安装调试与故障排除举例 41

1．9 实验：电路安装调试与故障排除 42

第2章 门电路和组合逻辑 44

2．1 TTL门电路的静态特性 44

2．1．1 静态电压特性 44

2．1．2 静态电流特性 45

2．1．3 静态电源电流和静态功耗 48

2．2 CMOS门电路的静态特性 50

2．2．1 静态电压特性 50

2．2．2 静态电流特性 51

2．3 OC门、OD门和三态门 51

2．3．1 集电极开路门（OC门） 52

2．3．2 三态门 53

2．3．3 漏极开路门（OD门） 53

2．4 TTL与CMOS器件的连接 54

2．4．1 连接规则 54

2．4．2常 用接口电路 54

2．5 实验：门电路静态特性的测试 57

2．6 门电路的动态特性 61

2．6．1 数字门电路的门传输延时和线延时 61

2．6．2 数字门电路的交流噪声 63

2．6．3 数字门电路的动态电源电流和动态功耗 64

2．7 实验：门电路动态特性测试 65

2．8 SSI组合逻辑设计 65

2．8．1 设计方法概述 65

2．8．2 变量选择 66

2．8．3 变量编码的选择 66

2．8．4 根据器件特点调整设计 69

2．9 竞争-冒险现象 71

2．9．1 竞争和冒险的基本概念 71

2．9．2 毛刺捕捉 73

2．9．3 消除竞争-冒险现象的方法 74

2．10 实验：SSI组合逻辑设计及竞争-冒险现象 75

第3章 组合逻辑函数电路 77

3．1 基本组合逻辑函数电路 77

3．1．1 值固定、传递和取反 77

3．1．2 使能的概念和应用 79

3．2 用MSI设计组合逻辑函数电路 80

3．2．1 编码器设计组合逻辑函数电路 80

3．2．2 译码器设计组合逻辑函数电路 82

3．2．3 数据选择器设计组合逻辑函数电路 84

3．2．4 半加器和全加器设计组合逻辑函数电路 87

3．2．5 用MSI设计组合逻辑函数电路小结 92

3．3 实验：用MSI进行组合逻辑函数电路设计 92

3．4 只读存储器 93

3．5 实验：用ROM设计组合逻辑函数电路 96

第4章 时序逻辑电路 103

4．1 基本时序逻辑电路 103

4．1．1 时序逻辑电路的特点 103

4．1．2 锁存器 104

4．1．3 触发器 105

4．1．4 用触发器设计同步计数器 107

4．1．5 用触发器实现状态机 108

4．1．6 触发器的时间参数 112

4．1．7 时序逻辑电路的延时分析 113

4．2 时序逻辑电路中的时钟 114

4．2．1 常见的时钟类型 115

4．2．2 时钟产生电路 116

4．3 时序电路调试技巧 119

4．3．1 静态调试 119

4．3．2 动态调试 120

4．3．3 逻辑分析仪作状态分析 121

4．4 实验：触发器设计时序逻辑电路 123

4．5 常用时序功能块 125

4．5．1 计数器 125

4．5．2 计数器的应用 128

4．5．3 移位寄存器 139

4．5．4 移位寄存器的应用 140

4．6 实验：用时序功能块设计时序电路 144

第5章 模拟和数字接口 148

5．1 概述 148

5．2 模数（A／D）转换 149

5．2．1 A／D转换中的取样、保持和量化 149

5．2．2 集成A／D转换器基本参数 152

5．2．3 集成A／D转换器选择 159

5．2．4 线路设计 162

5．2．5 设计举例 162

5．3 实验：模数转换 164

5．4 数模（D／A）转换 167

5．4．1 概述 167

5．4．2 集成D／A转换器基本参数 167

5．4．3 集成D／A转换器选择 170

5．5 实验：数模转换 172

第6章 数字系统设计 174

6．1 概述 174

6．2 设计举例：数字密码锁 177

6．2．1 分析原始系统功能要求 177

6．2．2 确定硬件算法，划分系统模块 179

6．2．3 数据处理单元电路设计 181

6．2．4 控制单元电路设计 184

6．2．5 单元电路调试 188

6．3 实验：小型数字系统设计 189

6．3．1 十字路口交通信号灯控制电路 189

6．3．2 电机测速系统 189

6．3．3 健身自行车控制器 190

6．3．4 掷骰子游戏 191

第7章 可编程数字系统设计基础 192

7．1 设计输入 193

7．1．1 概述 193

7．1．2 建立工程项目 194

7．1．3 建立原理图输入文件 196

7．2 项目处理 200

7．2．1 概述 200

7．2．2 图形设计文件的项目处理 203

7．3 设计校验 209

7．3．1 概述 209

7．3．2 建立输入激励波形文件（.vwf） 210

7．3．3 为输入信号建立输入激励波形 212

7．3．4 功能仿真 215

7．3．5 时序仿真 216

7．4 器件编程 217

7．4．1 概述 217

7．4．2 Quartus Ⅱ器件编程 218

7．5 层次化项目设计 219

7．5．1 底层模块符号的建立和修改 219

7．5．2 建立顶层设计文件 219

7．6 几种提高设计效率的方法 222

7．6．1 总线（BUS）功能 222

7．6．2 MegaFunction宏功能库 224

7．7 实验：可编程数字逻辑设计 228

7．7．1 简易数字钟 228

7．7．2 简易电子琴 228

7．7．3 健身自行车控制器 230

7．7．4 全自动洗衣机控制器 231

7．7．5 模拟打乒乓球游戏 232

附录 常用集成电路型号和引脚图 234

参考文献 238