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第1章 电子设计基础 1

1.1 电子设计技术的发展 1

1.1.1从功能固定的电子器件到可编程器件 1

1.1.2从传统的电子电路设计方法到EDA技术 3

1.2 电子电路设计的几个基本问题 5

1.2.1电子电路设计方案的选择 5

1.2.2元器件的选择 7

1.2.3单元电路之间的级联 12

1.3 电子电路的安装调试与抗干扰措施 14

1.3.1电路安装布局的一般原则 14

1.3.2电路的调试与抗干扰技术 16

1.3.3设计指标及测量误差分析 21

1.3.4电子设计报告 23

1.4 EDA技术中使用的电子器件 24

1.4.1可编程模拟器件 24

1.4.2可编程逻辑器件 25

1.4.3 Xilinx公司的CPLD——XC9500 28

1.4.4 Altera公司的FPGA——FLEX 10K 34

1.5 FPGA/CPLD产品及应用开发 41

1.5.1 FPGA/CPLD产品概述 41

1.5.2 FPGA/CPLD应用开发流程 44

第2章 用传统方法设计数字电路 48

2.1数字电路设计方法 48

2.1.1数字电路系统的组成 48

2.1.2数字电路的设计步骤 49

2.2 中小规模数字集成电路的应用 51

2.2.1常用中规模组合集成电路（MSI）的功能与应用 51

2.2.2中规模时序逻辑电路的功能与应用 62

2.2.3集成锁相环及其应用 69

2.2.4常用A/D和D/A转换电路的功能与应用 74

2.2.5常用集成稳压电路与稳压电源 84

2.3数字电路小系统设计举例 88

2.3.1 出租车计费器设计 88

2.3.2红外遥控发射、接收系统设计 95

第3章VHDL语言应用基础 102

3.1 VHDL语言及其程序基本结构 102

3.1.1硬件描述语言VHDL 102

3.1.2 VHDL程序的基本结构 103

3.1.3 VHDL中的程序库、包和配置 115

3.2 VHDL语言的基本要素 119

3.2.1文字规则 119

3.2.2数据类型 121

3.2.3 VHDL的数据对象 124

3.3 VHDL的操作符 126

3.3.1逻辑操作符 128

3.3.2算术运算符 128

3.3.3关系运算符 130

3.4 VHDL的基本语句解析 130

3.4.1顺序语句（Sequential Statements） 131

3.4.2并行语句（Concurrent Statements） 140

3.5 用VHDL语言设计数字电路 150

3.5.1组合电路设计 150

3.5.2 时序电路设计 155

3.5.3有限状态机设计 165

第4章 用EDA技术设计数字电路 172

4.1 用Foundation软件的原理图输入法设计 172

4.1.1原理图编辑器的功能 173

4.1.2原理图设计中的项目管理器 173

4.1.3原理图编辑器 177

4.1.4功能仿真和时序仿真 180

4.1.5设计制作示例 188

4.2用Foundation的文本输入法设计 201

4.2.1为设计项目创建“New Project” 201

4.2.2创建HDL源文件CNT.VHD 202

4.2.3逻辑综合 203

4.2.4功能仿真 206

4.2.5 CNT设计实现 208

4.2.6芯片编程 209

4.2.7 Foundation 中的语言助手 209

4.3 用MAX+PlusⅡ软件的原理图输入法设计 210

4.3.1 MAX+PlusⅡ概述 210

4.3.2用原理图输入法设计举例 211

4.3.3 将原理图输入到MAX+PlusⅡ软件中 212

4.3.4选择目标器件并编译 215

4.3.5 时序仿真 216

4.3.6引脚锁定 219

4.3.7编程下载 220

4.3.8设计顶层文件 221

4.3.9设计过程中的其他信息 222

4.4 用MAX+PlusⅡ的文本输入法设计 224

4.4.1创建VHDL源文件 224

4.4.2选择器件 225

4.4.3编译 226

4.4.4定义引脚 227

4.4.5波形仿真 228

4.4.6器件编程 229

4.5 用PLD设计专用集成电路芯片（ASIC） 229

4.5.1 ASIC设计方法 229

4.5.2设计任务与要求 231

4.5.3数字电压表的组成 233

4.5.4 VHDL程序设计及仿真验证 234

4.5.5数字电压表ASIC实验 241

第5章 模拟电路设计 244

5.1模拟电路设计方法 244

5.1.1运算放大器的分类及选择方法 244

5.1.2基于集成运算放大器的基本电路 246

5.1.3直流稳压电源的设计 249

5.1.4波形产生电路的设计 252

5.1.5有源滤波器的设计 255

5.2模拟电路应用实例——微弱信号放大电路 259

5.2.1任务与要求 259

5.2.2电路设计 260

5.2.3单元电路分析 261

5.3 实用的模拟电路参考模块 262

5.3.1电源电路 262

5.3.2信号放大器 264

5.3.3信号产生电路 270

5.3.4测量与控制电路 274

5.3.5信号运算与处理电路 278

5.3.6其他电路 284

第6章 模拟电路计算机辅助分析及可编程模拟器件 290

6.1 电路分析软件OrCAD/1spice简介 290

6.1.1 OrCAD/Pspice与SPICE 290

6.1.2 PspiceA/D的配套软件 290

6.1.3 电路基本模拟过程 291

6.1.4 Pspice的有关规定 291

6.2绘制电路图 292

6.2.1启动电路图绘制软件Capture 292

6.2.2电路图编辑器Page Editor 294

6.2.3电路各元素属性参数的编辑 298

6.3 电路的基本分析 302

6.3.1直流偏置计算Bias Point 302

6.3.2直流传输特性分析（TF） 303

6.3.3直流扫描分析（DC Sweep） 304

6.3.4频率特性分析（AC Sweep） 307

6.3.5瞬态分析（TRAN） 309

6.3.6参数扫描分析 312

6.4应用举例 313

6.4.1 BJT的输出特性 313

6.4.2分压式偏置电路的基本分析 314

6.4.3乙类互补对称功率放大器分析 317

6.4.4用运算放大器构成的波形变换电路分析 320

6.4.5用运算放大器构成线性整流电路分析 321

6.5在系统可编程模拟器件ispPAC及其应用 322

6.5.1在系统可编程模拟器件ispPAC简介 323

6.5.2在系统可编程模拟器件ispPAC的应用举例 325

第7章 综合性电子系统设计课题 333

7.1 数字式竞赛抢答器设计 333

7.2微波炉控制器设计 336

7.3 可编程时钟控制器设计 341

7.4步进电机控制器设计 346

7.5 交通信号灯控制器设计 350

7.6简易数字频率计设计 354

7.7数字温度表设计 360

7.8 多路远程数据采集系统设计 366

7.9低频功率放大器设计 369

7.10实用信号源设计 373

7.11 数字多用测量仪设计 376

7.12字符显示控制电路设计 378

7.13数字存储示波器控制电路设计 380

7.14 FPGA/CPLD与单片机总线接口设计 383

7.15数控直流电源设计 385

7.16 LED大屏幕字符显示屏设计 387

7.17洗衣机控制电路设计 389

7.18可视可听汽车报站器设计 391

7.19 简易数字逻辑分析仪设计 393

7.20数字式相位测量仪设计 395

第8章 电子设计竞赛 397

8.1历届电子设计竞赛题分析 397

8.1.1历届电子设计竞赛题目 397

8.1.2竞赛题目归类 398

8.1.3竞赛的知识点聚焦 399

8.2 电子设计竞赛典型题解析 399

8.2.1简易数字存储示波器 399

8.2.2高效率音频功率放大器 416

8.2.3波形发生器 434

8.3 电子设计竞赛论文撰写 442

8.3.1设计报告的评分标准 442

8.3.2设计报告的格式、内容及注意事项 442

附录一部分常用二极管、晶体管主要参数 445

附录二 常用半导体集成电路的引脚及功能 450

附录三 Xilinx Foundation 9500系列元件库中的基本单元电路 458

附录四 SE-XC95108型ISP数字实验系统使用说明书 463

参考文献 469