EDA技术实用教程PDF电子书下载

第1章 EDA技术导论 1

1.1 EDA技术概述 1

1.2 EDA技术发展历程 2

1.3 EDA技术的知识体系 4

1.4 EDA技术的基本工具 7

1.5 EDA技术的基本设计思路 10

1.6 EDA技术的发展趋势 11

思考题和习题 12

第2章 电子工作平台（EWB）的应用 13

2.1 EWB的界面菜单、元器件库和虚拟仪表 13

2.1.1 EWB的界面菜单介绍 13

2.1.2 EWB的元器件库栏 14

2.1.3 虚拟仪表的使用 15

2.2 EWB的基本操作 20

2.2.1 单元电路的建立 20

2.2.2 单元电路的简单测试 21

2.3 EWB的基本分析方法 22

2.3.1 EWB的运行和参数设置 22

2.3.2 DC Operating Point Analysis（直流工作点分析） 23

2.3.3 AC Frequency Analysis（交流频率分析） 24

2.3.4 Transient Analysis（瞬态分析） 25

2.3.5 Fourier Analysis（傅里叶分析） 26

2.3.6 Noise Analysis（噪声分析） 27

2.3.7 Distortion Analysis（失真度分析） 28

2.4 EWB与Multisim的功能比较 28

2.4.1 EWB与Multisim总体概貌的比较 29

2.4.2 EWB与Multisim元器件库建模型精度的比较 29

2.4.3 EWB与Multisim仿真分析功能的比较 29

2.4.4 EWB与Multisim仪器仪表库的比较 30

2.4.5 EWB与Multisim增进功能的比较 30

2.5 EWB在电路分析中的应用 31

2.5.1 戴维南定理的仿真 31

2.5.2 RLC串联电路时域响应的研究 33

2.5.3 交流电路的功率及功率因数的求解 36

2.6 EWB在模拟电子技术中的应用 39

2.6.1 单管放大电路的参数测试与分析 39

2.6.2 负反馈放大电路的研究 45

2.6.3 正弦波振荡电路的分析 51

2.6.4 反相积分器的仿真 53

2.6.5 正相放大和反相放大的仿真比较 54

2.6.6 功率放大器特性的仿真 56

2.7 EWB在数字电子技术中的应用 60

2.7.1 555电路的设计与仿真 60

2.7.2 加法器的设计与仿真 67

2.7.3 四人表决电路的设计与仿真 69

思考题和习题 70

第3章 可编程逻辑器件 72

3.1 可编程逻辑器件的发展进程和典型产品 72

3.2 可编程逻辑器件的硬件结构 75

3.2.1 硬件可编程实现的基本思想 75

3.2.2 SPLD的基本结构 77

3.2.3 CPLD的结构特点 78

3.2.4 现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构和配置 78

3.2.5 ispLSI逻辑器件的基本结构 80

3.3 FPGA和CPLD的开发应用选择 83

3.3.1 PLD比较和选用的方法 83

3.3.2 FPGA和CPLD的性能比较 84

3.3.3 FPGA和CPLD的选择 84

3.4 在系统可编程技术 89

思考题和习题 92

第4章 EDA的开发工具（MAX+plus Ⅱ） 93

4.1 MAX+plus Ⅱ操作指南 93

4.1.1 建立新项目 93

4.1.2 建立新的图形输入文件 94

4.1.3 编辑图形输入文件 94

4.1.4 编译项目文件 97

4.1.5 创建波形文件并进行功能仿真 98

4.1.6 进行时序分析 102

4.2 可编程器件下载操作实例 102

4.3 同步十进制计数器的设计与仿真实例 108

4.4 Quartus Ⅱ操作指南 111

4.4.1 Quartus Ⅱ基本操作 112

4.4.2 层次化设计 130

4.4.3 Altera宏功能模块应用实例 131

4.4.4 MAX+plus Ⅱ设计转换成Quartus Ⅱ设计 136

思考题和习题 138

第5章 VHDL硬件描述语言 139

5.1 概述 139

5.2 VHDL程序的基本（模型）结构 140

5.2.1 VHDL程序设计举例 140

5.2.2 USE定义区 141

5.2.3 ENTITY（实体） 141

5.2.4 ARCHITECTURE BODIES（结构体） 143

5.3 VHDL语言要素 144

5.3.1 IDENTIFIERS（标识符） 144

5.3.2 DATA OBJECTS（数据对象） 145

5.3.3 DATA TYPES（数据类型） 147

5.3.4 VHDL语言的运算操作符 151

5.4 VHDL最基本的描述语句 153

5.4.1 PROCESS STATEMENTS（进程语句） 153

5.4.2 SEQUENTIAL（顺序描述语句） 154

5.4.3 CONCURRENT STATEMENTS（并行／并发同时语句） 162

5.5 VHDL的其他描述语句 164

5.5.1 属性描述与定义语句 164

5.5.2 BLOCK语句 166

5.5.3 COMPONENT语句 167

5.5.4 GENERATE语句 169

5.5.5 ASSERT STATEMENT（断言语句） 171

思考题和习题 174

第6章 VHDL程序设计基础 175

6.1 VHDL描述风格 175

6.1.1 行为描述 175

6.1.2 数据流描述 176

6.1.3 结构描述 177

6.2 组合逻辑设计实例 179

6.2.1 基本逻辑门的描述 179

6.2.2 ENCODER（编码器） 179

6.2.3 译码器 180

6.2.4 选择器 182

6.2.5 加法器 183

6.3 时序电路设计实例 185

6.3.1 锁存器 185

6.3.2 同步计数器 186

6.3.3 存储器 188

6.4 状态机的设计实例 190

6.5 硬件描述语言层次化设计 196

6.5.1 “自上而下”层次化设计概述 196

6.5.2 VHDL硬件描述语言层次化设计方法 197

思考题和习题 200

第7章 EDA技术综合应用设计实例 201

7.1 交通灯控制系统设计 201

7.1.1 系统设计要求 201

7.1.2 确定方案 201

7.1.3 模块电路的端口资源 203

7.1.4 模块电路设计 203

7.1.5 顶层设计 207

7.1.6 适配下载 209

7.1.7 硬件验证 209

7.1.8 总结报告 209

7.2 8位加法器 210

7.2.1 设计原理 210

7.2.2 程序设计 210

7.2.3 编译、仿真 212

7.2.4 下载验证 213

7.3 数据采集系统设计 214

7.3.1 系统的功能要求和设计思想 214

7.3.2 ADC控制模块设计 216

7.4 电子密码锁的设计 218

7.4.1 设计原理与要解决的问题 218

7.4.2 去抖模块的设计 219

7.4.3 功能模块的设计 220

7.4.4 其他模块的设计 222

7.5 抢答器的设计 227

7.5.1 抢答器的原理及其功能 227

7.5.2 利用MAX+Plus Ⅱ的图形界面设计四位抢答器 227

7.5.3 利用VHDL语言来设计四位抢答器 227

7.5.4 利用Protel 99 SE来绘制四位抢答器的电路图 229

7.5.5 利用Protel 99 SE来绘制四位抢答器的电路板图 229

7.6 设计选题（1） 230

7.6.1 8×8乘法器设计原理 230

7.6.2 同步清零的可逆计数器 232

7.6.3 可预置、可同步清零的8位双向循环移位寄存器设计 233

7.7 设计选题（2） 233

7.7.1 数字跑表 233

7.7.2 多功能电子表 234

7.7.3 出租车计费器 234

7.7.4 自适应频率计 235

7.7.5 数字式频率合成器 236

7.7.6 彩灯控制器 236

第8章 EDA技术实验 237

8.1 EDA技术实验的基本要求 237

8.2 电路的参考实验项目、内容及要求 239

8.2.1 验证叠加原理与戴维南定律 239

8.2.2 RL串联电路的仿真实验 239

8.2.3 直流电路中的功率传递 240

8.2.4 串联电路的谐振 241

8.2.5 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的仿真实验 243

8.2.6 一阶RL电路的动态过程仿真实验 244

8.2.7 楞次定律的仿真实验 245

8.2.8 非正弦波傅里叶分析的仿真实验 246

8.3 模拟电子的参考实验项目、内容及要求 248

8.3.1 单管共射极放大电路的仿真实验 248

8.3.2 集成运算放大电路的仿真实验 249

8.3.3 子电路与波特图仪的使用实验 250

8.3.4 电压比较器的仿真实验 251

8.3.5 有源低通滤波器电路的仿真实验 252

8.3.6 求和电路的仿真实验 253

8.3.7 综合性实验——高、低限越限声光报警器的仿真实验 253

8.3.8 设计性实验 254

8.4 数字电子的参考实验项目、内容及要求 255

8.4.1 数字逻辑电路关系测试的仿真实验 255

8.4.2 逻辑分析仪测试的仿真实验 256

8.4.3 字信号发生器的测试实验 257

8.4.4 分频器的测试实验 257

8.4.5 编码器的仿真实验 258

8.4.6 数据选择器的仿真实验 259

8.4.7 移位寄存器的仿真实验 261

8.4.8 异步二进制计数器的仿真实验 261

8.4.9 格雷码变换 263

8.4.10 BCD码加法器 264

8.4.11 四人抢答器 266

8.4.12 设计基本触发器 266

8.4.13 设计74LS169计数器功能模块 270

8.4.14 设计性实验 272

8.5 大规模可编程器件实验 273

8.5.1 组合逻辑设计 273

8.5.2 设计性实验 273

8.5.3 综合性实验——扫描显示电路的驱动 274

8.5.4 综合实验——数字钟 276

8.5.5 出租车计费器 278

8.5.6 频率计 280

第9章 印制电路板的设计（Protel 99 SE） 282

9.1 Protel 99 SE简介 282

9.1.1 Protel 99 SE的三大技术 282

9.1.2 Protel 99 SE的三大功能模块 282

9.1.3 Protel 99 SE的常用命令及操作方法 283

9.2 Protel 99 SE原理图设计 287

9.2.1 建立Schematic文档、设置图纸 288

9.2.2 放置元器件 290

9.2.3 原理图布线 295

9.2.4 常用工具软件的使用方法及原理图的输出 297

9.3 网络表生成软件 299

9.3.1 网络表中所包含的内容 299

9.3.2 由原理图生成网络表 300

9.3.3 元件列表生成 300

9.3.4 原理图输出 302

9.4 绘制印制电路板（PCB） 303

9.4.1 启动PCB设计系统与环境设置 304

9.4.2 制作印制电路板 308

思考题和习题 314

第10章 SOPC实验实例 316

10.1 实验目的 316

10.2 硬件需求 316

10.3 实验原理 316

10.4 实验内容 318

10.5 实验步骤 319

附录 341

附录A 常用器件国家标准和本书用国外软件文字和图形符号对照表 341

附录B 实验箱简介 342

参考文献 346