数字电路设计·仿真·测试PDF电子书下载

1　实验基础知识 1

1.1　数字集成电路简介 1

1.1.1　概述 1

1.1.2　TTL集成电路 1

1.1.3　CMOS集成电路 2

1.2　数字集成电路型号命名规则 3

1.2.1 国内TTL、CMOS集成电路型号命名规则 3

1.2.2 国际TTL、CMOS集成电路型号命名规则 4

1.3　数字集成电路主要性能参数 4

1.3.1　直流电源电压 4

1.3.2　输入／输出逻辑电平 4

1.3.3　传输延时时间 5

1.3.4　输入／输出电流 6

1.3.5　功耗 6

1.4　数字集成电路使用注意事项 7

1.5　实验报告的基本要求 7

2　Proteus仿真软件快速入门 9

2.1　Proteus概述 9

2.2　电路原理图编辑 9

2.2.1　Proteus ISIS编辑环境 9

2.2.2　Proteus ISIS原理图输入 11

2.2.3　电路原理图编辑实例 14

2.3　Proteus ISIS的库元件 16

2.3.1　库元件的分类 16

2.3.2　各子类介绍 17

2.4　Proteus中常用仪器简介 23

2.4.1　激励源 23

2.4.2　虚拟仪器 24

2.4.3　图表仿真工具 28

2.5　Proteus电路仿真方法 29

2.5.1　Proteus ISIS实时仿真 29

2.5.2　实时仿真中的电路测量 30

2.5.3　基于数字图表的电路分析 31

3　数字电路基础实验 35

3.1　常用集成门电路实验 35

3.1.1 实验目的 35

3.1.2　实验仪器及元器件 35

3.1.3　预习要求 35

3.1.4　实验原理 35

3.1.5　基础性实验任务及要求 37

3.1.6　设计性实验任务及要求 38

3.1.7　思考题 38

3.2　组合逻辑电路实验（一） 39

3.2.1　实验目的 39

3.2.2　实验仪器及元器件 39

3.2.3　预习要求 39

3.2.4　实验原理 39

3.2.5　基础性实验任务及要求 43

3.2.6　设计性实验任务及要求 44

3.2.7　思考题 44

3.3　组合逻辑电路实验（二） 45

3.3.1　实验目的 45

3.3.2　实验仪器及元器件 45

3.3.3　预习要求 45

3.3.4　实验原理 45

3.3.5　基础性实验任务及要求 47

3.3.6　设计性实验任务及要求 48

3.3.7　思考题 48

3.4　时序逻辑电路实验（一） 48

3.4.1　实验目的 48

3.4.2　实验仪器及元器件 48

3.4.3　预习要求 49

3.4.4　实验原理 49

3.4.5　基础性实验任务及要求 51

3.4.6　设计性实验任务及要求 53

3.4.7　思考题 53

3.5　时序逻辑电路实验（二） 53

3.5.1 实验目的 53

3.5.2　实验仪器及元器件 53

3.5.3　预习要求 54

3.5.4　实验原理 54

3.5.5　基础性实验任务及要求 56

3.5.6　设计性实验任务及要求 56

3.5.7　思考题 56

3.6　555定时器实验 57

3.6.1　实验目的 57

3.6.2　实验仪器及元器件 57

3.6.3　预习要求 57

3.6.4　实验原理 57

3.6.5　基础性实验任务及要求 61

3.6.6　设计性实验任务及要求 61

3.6.7　思考题 61

3.7　D/A转换器实验 62

3.7.1　实验目的 62

3.7.2　实验仪器及元器件 62

3.7.3　预习要求 62

3.7.4　实验原理 62

3.7.5　基础性实验任务及要求 63

3.7.6　设计性实验任务及要求 64

3.7.7　思考题 64

3.8　A/D转换器实验 65

3.8.1　实验目的 65

3.8.2　实验仪器及元器件 65

3.8.3　预习要求 65

3.8.4　实验原理 65

3.8.5　基础性实验任务及要求 66

3.8.6　设计性实验任务及要求 67

3.8.7　思考题 67

4　数字电路综合设计实验 69

4.1　数字密码锁设计 69

4.1.1　设计任务与要求 69

4.1.2　课题分析及设计思路 69

4.1.3　集成电路及元器件选择 71

4.1.4　原理图绘制与电路仿真 71

4.1.5　电路安装与调试 71

4.1.6　设计、仿真及实验问题研究 72

4.2 十进制数的动态显示电路设计 72

4.2.1　设计任务与要求 72

4.2.2　课题分析及设计思路 72

4.2.3　集成电路及元器件选择 73

4.2.4　原理图绘制与电路仿真 73

4.2.5　电路安装与调试 74

4.2.6　设计、仿真及实验问题研究 74

4.3　模M的十进制加／减可逆计数器设计 74

4.3.1　设计任务与要求 74

4.3.2　课题分析及设计思路 75

4.3.3　集成电路及元器件选择 77

4.3.4　原理图绘制与电路仿真 77

4.3.5　电路安装与调试 77

4.3.6　设计、仿真及实验问题研究 78

4.4　多功能数字钟设计 78

4.4.1　设计任务与要求 78

4.4.2　课题分析及设计思路 79

4.4.3　集成电路及元器件选择 83

4.4.4　原理图绘制与电路仿真 83

4.4.5　电路安装与调试 83

4.4.6　设计、仿真及实验问题研究 84

4.5　多路抢答器设计 84

4.5.1　设计任务与要求 84

4.5.2　课题分析及设计思路 85

4.5.3　集成电路及元件选择 87

4.5.4　原理图绘制与电路仿真 87

4.5.5　电路安装与调试 88

4.5.6　设计、仿真及实验问题研究 88

4.6　简易频率计设计 89

4.6.1　任务与要求 89

4.6.2　课题分析及设计思路 89

4.6.3　集成电路及元器件选择 93

4.6.4　原理图绘制与电路仿真 93

4.6.5　电路安装与调试 93

4.6.6　设计、仿真及实验问题研究 94

4.7　多路序列信号发生器设计 94

4.7.1　设计任务与要求 94

4.7.2　课题分析及设计思路 95

4.7.3　集成电路及元器件选择 98

4.7.4　原理图绘制与电路仿真 98

4.7.5　电路安装与调试 99

4.7.6　设计、仿真及实验问题研究 100

4.8　出租车计价器控制电路设计 100

4.8.1　设计任务与要求 100

4.8.2　课题分析及设计思路 101

4.8.3　集成电路及元器件选择 104

4.8.4　原理图绘制与电路仿真 104

4.8.5　电路安装与调试 104

4.8.6　设计、仿真及实验问题研究 105

4.9　交通信号灯控制电路设计 105

4.9.1　方案设计 105

4.9.2　组合逻辑电路设计 108

4.9.3　时序逻辑电路设计 110

5　VHDL语言基础 113

5.1　VHDL概述 113

5.1.1　VHDL简介 113

5.1.2　VHDL与Verilog HDL的比较 114

5.2　VHDL的基本结构 114

5.2.1　实体 115

5.2.2　结构体 116

5.2.3　库 119

5.2.4　包 120

5.2.5　配置 121

5.3　VHDL的数据对象、数据类型和运算操作符 122

5.3.1　VHDL数据对象 122

5.3.2　VHDL数据类型 127

5.3.3　VHDL运算操作符 132

5.4　VHDL的顺序语句 133

5.4.1　赋值语句 134

5.4.2　流程控制语句 134

5.4.3　等待语句 139

5.4.4　返回语句和空操作语句 140

5.5　VHDL的并行语句 141

5.5.1　并行信号赋值语句 141

5.5.2　进程语句 143

5.5.3　元件例化语句 146

5.5.4　生成语句 148

5.5.5　并行过程调用 149

6　数字电路的CPLD/FPGA实现 153

6.1　Quartus Ⅱ使用指南 153

6.2　组合逻辑电路实验（一） 166

6.2.1　实验目的 166

6.2.2　实验仪器及元器件 166

6.2.3　预习要求 166

6.2.4　实验内容 166

6.2.5　思考题 170

6.3　组合逻辑电路实验（二） 170

6.3.1　实验目的 170

6.3.2　实验仪器及元器件 170

6.3.3　预习要求 170

6.3.4　实验内容 170

6.3.5　思考题 173

6.4　时序逻辑电路实验（一） 173

6.4.1　实验目的 173

6.4.2　实验仪器及元器件 174

6.4.3　预习要求 174

6.4.4　实验内容 174

6.4.5　思考题 178

6.5　时序逻辑电路实验（二） 178

6.5.1 实验目的 178

6.5.2　实验仪器及元器件 178

6.5.3　预习要求 178

6.5.4　实验内容 178

6.5.5　思考题 183

6.6　多功能数字钟设计 184

6.6.1　实验目的 184

6.6.2　实验仪器及元器件 184

6.6.3　预习要求 184

6.6.4　设计性实验任务及要求 184

6.6.5　设计思路 185

6.6.6　仿真与测试 187

6.6.7　思考题 188

6.7　简易频率计设计 188

6.7.1　实验目的 188

6.7.2　实验仪器及元器件 189

6.7.3　预习要求 189

6.7.4　设计性实验任务及要求 189

6.7.5　设计思路 189

6.7.6　仿真与测试 192

6.7.7　思考题 194

6.8　出租车计价器控制电路设计 194

6.8.1　实验目的 194

6.8.2　实验仪器及元器件 194

6.8.3　预习要求 194

6.8.4　设计性实验任务及要求 194

6.8.5　设计思路 195

6.8.6　仿真与测试 197

6.8.7　思考题 198

6.9　交通信号灯控制电路设计 198

6.9.1　实验目的 198

6.9.2　实验仪器及元器件 198

6.9.3　预习要求 199

6.9.4　设计性实验任务及要求 199

6.9.5　设计思路 199

6.9.6　仿真与测试 201

6.9.7　思考题 202

附录 203

附录A　常用数字集成电路引脚排列图 203

附录B　CPLD/FPGA实验装置介绍 212

参考文献 222