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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generate134

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