上篇 数字电路实验 3
第1章 数字电路实验基础 3
1.1 数字电路实验基础知识 3
1.1.1 数字电路实验的特点 3
1.1.2 数字电路实验的基本过程 3
1.1.3 实验预习 3
1.1.4 数字电路实验中的操作规范 4
1.1.5 数字电路实验的布线原则 4
1.1.6 实验数据记录和实验报告要求 5
1.2 集成门电路基础知识 5
1.2.1 概述 5
1.2.2 CMOS逻辑门 6
1.2.3 TTL逻辑门 7
1.2.4 逻辑门使用注意事项 9
1.3 数字信源状态分析实验箱简介 9
1.3.1 技术指标及主要功能 10
1.3.2 使用说明 10
1.4 数字电路实验故障分析与查找 11
1.4.1 数字实验电路的测试 11
1.4.2 数字实验的故障查找与排查 12
1.4.3 常用的故障查找方法 13
第2章 数字电路实验 14
2.1 数字电路基础实验 14
实验1 门电路的逻辑功能验证及逻辑变换 14
实验2 集成逻辑门的参数测试 17
实验3 组合逻辑电路的设计（编码器和译码器） 24
实验4 组合逻辑电路的设计（数据选择器和全加器） 31
实验5 组合逻辑电路的竞争与冒险 35
实验6 触发器及其应用 38
实验7 小规模SSI计数器及其应用 43
实验8 计数器及其应用 47
实验9 移位寄存器及其应用 53
实验10 555定时器及其应用 59
实验11 数模／模数转换器基本应用 65
2.2 数字电路综合实验 71
综合一 交通灯控制系统 71
综合二 多路彩灯的设计 72
综合三 抢答器的设计 73
综合四 数字钟逻辑电路的设计 74
综合五 数字频率计的设计 75
下篇 可编程逻辑设计 79
第3章 数字系统设计基础 79
3.1 数字系统基本结构 79
3.2 现代数字系统描述工具和设计方法 80
3.2.1 数字系统设计的描述工具 80
3.2.2 数字系统设计步骤及方法 85
3.3 设计举例 87
3.3.1 交通灯控制器的设计 87
3.3.2 乘法器设计 89
第4章 EDA技术及可编程逻辑器件 91
4.1 EDA技术简介 91
4.1.1 概述 91
4.1.2 EDA技术的基本特征 91
4.1.3 未来EDA技术的发展趋势 93
4.2 可编程逻辑器件的分类和特点 93
4.2.1 可编程逻辑器件的分类 93
4.2.2 CPLD和FPGA的结构 94
4.2.3 CPLD和FPGA的特点 99
4.3 下一代可编程逻辑器件设计技术展望 101
4.4 MAX 7000系列芯片介绍 101
4.4.1 MAX 7000系列的结构 101
4.4.2 MAX 7000系列的技术性能、特点及软件工作环境 106
第5章 VHDL硬件描述语言 108
5.1 VHDL程序结构 108
5.1.1 实体 109
5.1.2 结构体 111
5.1.3 库与包的调用 113
5.1.4 VHDL与定义数据类型 114
5.1.5 IEEE预定义标准逻辑位与矢量 115
5.1.6 用户自定义的数据类型 116
5.2 VHDL语言的描述方法 116
5.2.1 行为描述方法 117
5.2.2 数据流描述方法 118
5.2.3 结构描述方法 119
5.2.4 混合描述方法 120
5.3 VHDL数据对象 122
5.3.1 信号 122
5.3.2 变量 124
5.3.3 常数 125
5.4 VHDL运算符 126
5.4.1 算术运算符 126
5.4.2 并置运算符 126
5.4.3 关系运算符 127
5.4.4 逻辑运算符 127
5.5 VHDL并行语句 128
5.5.1 并行信号赋值语句 128
5.5.2 进程语句 131
5.5.3 块语句 133
5.5.4 生成语句generate 134
5.6 VHDL顺序语句 135
5.6.1 赋值语句 135
5.6.2 流程控制语句 136
5.6.3 Null语句 139
5.7 状态机的VHDL设计 139
5.7.1 Moore型状态机的VHDL描述 140
5.7.2 Mealy型状态机的VHDL描述 141
第6章 EDA软件 144
6.1 MAX+plus Ⅱ软件简介 144
6.1.1 概述 144
6.1.2 界面介绍 145
6.1.3 设计输入 147
6.1.4 设计编译 154
6.1.5 设计验证 162
6.1.6 器件编程 168
6.1.7 参数型宏器件 171
6.2 其他EDA软件简介 172
6.2.1 Quartus Ⅱ使用简介 172
6.2.2 ISE使用简介 175
第7章 EDA基础实验 179
7.1 实验要求 179
7.1.1 概述 179
7.1.2 实验报告的撰写 179
7.2 实验电路板 180
7.2.1 实验电路板简介 180
7.2.2 芯片管脚图 181
7.3 实验课题 182
实验1 用原理图输入法设计门电路 182
实验2 用文本输入法设计门电路 184
实验3 组合逻辑电路设计（一）——编译码器设计 189
实验4 组合逻辑电路设计（二）——三态门、数选器、逻辑运算器 195
实验5 显示驱动电路设计 200
实验6 触发器设计 204
实验7 移位寄存器设计 209
实验8 计数器设计 213
实验9 序列检测器设计 217
实验10 LPM模块应用设计 220
实验11 电子琴电子设计 224
实验12 移位相加8位乘法器电路设计 229
第8章 EDA课程设计 234
课题1 抢答器设计 234
课题2 多路彩灯控制器 235
课题3 数字秒表的设计 236
课题4 函数发生器 237
课题5 自动售货机 238
课题6 出租车计费器 239
课题7 洗衣机控制器 241
课题8 电梯控制器 242
课题9 VGA图像显示控制器 243
课题10 PS/2键盘接口控制器设计 245
参考文献 249