數(shù)字電路設計、仿真、測試（第二版）

1實驗基礎知識(1)
1.1數(shù)字集成電路簡介(1)
1.1.1概述(1)
1.1.2TTL集成電路(1)
1.1.3CMOS集成電路(2)
1.2數(shù)字集成電路型號命名規(guī)則(3)
1.2.1國內(nèi)TTL、CMOS集成電路型號命名規(guī)則(3)
1.2.2國際TTL、CMOS集成電路型號命名規(guī)則(3)
1.3數(shù)字集成電路的主要性能參數(shù)(4)
1.3.1直流電源電壓(4)
1.3.2輸入/輸出邏輯電平(4)
1.3.3傳輸延時(5)
1.3.4輸入/輸出電流(5)
1.3.5功耗(6)
1.4數(shù)字集成電路使用注意事項(6)
1.5實驗報告的基本要求(6)
2Proteus仿真軟件快速入門(8)
2.1Proteus概述(8)
2.2電路原理圖編輯(8)
2.2.1Proteus ISIS編輯環(huán)境(8)
2.2.2Proteus ISIS原理圖輸入(9)
2.2.3電路原理圖編輯實例(12)
2.3Proteus ISIS的庫元件(14)
2.3.1庫元件的分類(14)
2.3.2各子類介紹(15)
2.4Proteus中常用儀器簡介(20)
2.4.1激勵源(20)
2.4.2虛擬儀器(21)
2.4.3圖表仿真工具(24)
2.5Proteus電路仿真方法(25)
2.5.1Proteus ISIS實時仿真(25)
2.5.2實時仿真中的電路測量(26)
2.5.3基于數(shù)字圖表的電路分析(27)
3數(shù)字電路基礎實驗(30)
3.1常用集成門電路實驗(30)
3.1.1實驗目的(30)
3.1.2實驗儀器及元器件(30)
3.1.3預習要求(30)
3.1.4實驗原理(30)
3.1.5基礎性實驗任務及要求(31)
3.1.6設計性實驗任務及要求(33)
3.1.7思考題(33)
3.2組合邏輯電路實驗（一）(33)
3.2.1實驗目的(33)
3.2.2實驗儀器及元器件(33)
3.2.3預習要求(34)
3.2.4實驗原理(34)
3.2.5基礎性實驗任務及要求(36)
3.2.6設計性實驗任務及要求(38)
3.2.7思考題(38)
3.3組合邏輯電路實驗（二）(38)
3.3.1實驗目的(38)
3.3.2實驗儀器及元器件(38)
3.3.3預習要求(39)
3.3.4實驗原理(39)
3.3.5基礎性實驗任務及要求(40)
3.3.6設計性實驗任務及要求(40)
3.3.7思考題(41)
數(shù)字電路設計·仿真·測試（第二版）目錄3.4時序邏輯電路實驗（一）(41)
3.4.1實驗目的(41)
3.4.2實驗儀器及元器件(41)
3.4.3預習要求(41)
3.4.4實驗原理(41)
3.4.5基礎性實驗任務及要求(44)
3.4.6設計性實驗任務及要求(45)
3.4.7思考題(45)
3.5時序邏輯電路實驗（二）(45)
3.5.1實驗目的(45)
3.5.2實驗儀器及元器件(45)
3.5.3預習要求(46)
3.5.4實驗原理(46)
3.5.5基礎性實驗任務及要求(48)
3.5.6設計性實驗任務及要求(48)
3.5.7思考題(48)
3.6555定時器實驗(48)
3.6.1實驗目的(48)
3.6.2實驗儀器及元器件(49)
3.6.3預習要求(49)
3.6.4實驗原理(49)
3.6.5基礎性實驗任務及要求(52)
3.6.6設計性實驗任務及要求(52)
3.6.7思考題(53)
3.7D/A轉(zhuǎn)換器實驗(53)
3.7.1實驗目的(53)
3.7.2實驗儀器及元器件(53)
3.7.3預習要求(53)
3.7.4實驗原理(53)
3.7.5基礎性實驗任務及要求(54)
3.7.6設計性實驗任務及要求(55)
3.7.7思考題(56)
3.8A/D轉(zhuǎn)換器實驗(56)
3.8.1實驗目的(56)
3.8.2實驗儀器及元器件(56)
3.8.3預習要求(56)
3.8.4實驗原理(56)
3.8.5基礎性實驗任務及要求(57)
3.8.6設計性實驗任務及要求(58)
3.8.7思考題(58)
4數(shù)字電路基礎實驗的Proteus仿真(59)
4.1邏輯門電路的仿真(59)
4.1.1與非門的功能仿真驗證(59)
4.1.2三態(tài)門的功能仿真驗證(59)
4.1.3三態(tài)門的應用仿真驗證(60)
4.1.4OC門的功能仿真驗證(60)
4.2組合邏輯電路的仿真(61)
4.2.1二進制譯碼器74LS138的功能仿真驗證(61)
4.2.2編碼與譯碼顯示電路的功能仿真驗證(61)
4.3時序邏輯電路的仿真(63)
4.3.1JK觸發(fā)器74LS76構(gòu)成二分頻、四分頻電路的功能仿真驗證(63)
4.3.2集成計數(shù)器74LS161構(gòu)成六進制加法計數(shù)器的功能仿真驗證(63)
4.3.3集成計數(shù)器74LS161構(gòu)成十進制加法計數(shù)器的功能仿真驗證(63)
4.3.4集成計數(shù)器74LS161構(gòu)成六十進制加法計數(shù)器的功能仿真驗證(64)
4.4555定時器的仿真(65)
4.4.1555定時器構(gòu)成多諧振蕩器的功能仿真驗證(65)
4.4.2555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能仿真驗證(65)
4.4.3555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的功能仿真驗證(66)
4.5A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的仿真(66)
4.5.1A/D轉(zhuǎn)換器的功能仿真驗證(66)
4.5.2D /A轉(zhuǎn)換器的功能仿真驗證(66)
4.6.3A/D與D/A聯(lián)合實驗的仿真驗證(67)
5數(shù)字電路綜合設計實驗(69)
5.1數(shù)字密碼鎖設計(69)
5.1.1設計任務與要求(69)
5.1.2課題分析及設計思路(69)
5.1.3集成電路及元器件選擇(71)
5.1.4原理圖繪制與電路仿真(71)
5.1.5電路安裝與調(diào)試(71)
5.1.6設計、仿真及實驗問題研究(71)
5.2十進制數(shù)的動態(tài)顯示電路設計(72)
5.2.1設計任務與要求(72)
5.2.2課題分析及設計思路(72)
5.2.3集成電路及元器件選擇(73)
5.2.4原理圖繪制與電路仿真(73)
5.2.5電路安裝與調(diào)試(73)
5.2.6設計、仿真及實驗問題研究(74)
5.3模M的十進制加/減可逆計數(shù)器設計(74)
5.3.1設計任務與要求(74)
5.3.2課題分析及設計思路(74)
5.3.3集成電路及元器件選擇(76)
5.3.4原理圖繪制與電路仿真(76)
5.3.5電路安裝與調(diào)試(76)
5.3.6設計、仿真及實驗問題研究(77)
5.4多功能數(shù)字鐘設計(77)
5.4.1設計任務與要求(77)
5.4.2課題分析及設計思路(78)
5.4.3集成電路及元器件選擇(82)
5.4.4原理圖繪制與電路仿真(82)
5.4.5電路安裝與調(diào)試(82)
5.4.6設計、仿真及實驗問題研究(82)
5.5多路搶答器設計(83)
5.5.1設計任務與要求(83)
5.5.2課題分析及設計思路(83)
5.5.3集成電路及元件選擇(85)
5.5.4原理圖繪制與電路仿真(86)
5.5.5電路安裝與調(diào)試(86)
5.5.6設計、仿真及實驗問題研究(87)
5.6簡易頻率計設計(87)
5.6.1任務與要求(87)
5.6.2課題分析及設計思路(87)
5.6.3集成電路及元器件選擇(90)
5.6.4原理圖繪制與電路仿真(90)
5.6.5電路安裝與調(diào)試(90)
5.6.6設計、仿真及實驗問題研究(91)
5.7多路序列信號發(fā)生器設計(91)
5.7.1設計任務與要求(92)
5.7.2課題分析及設計思路(92)
5.7.3集成電路及元器件選擇(95)
5.7.4原理圖繪制與電路仿真(95)
5.7.5電路安裝與調(diào)試(96)
5.7.6設計、仿真及實驗問題研究(97)
5.8出租車計價器控制電路設計(97)
5.8.1設計任務與要求(97)
5.8.2課題分析及設計思路(98)
5.8.3集成電路及元器件選擇(101)
5.8.4原理圖繪制與電路仿真(101)
5.8.5電路安裝與調(diào)試(101)
5.8.6設計、仿真及實驗問題研究(101)
5.9交通信號燈控制電路設計(102)
5.9.1方案設計(102)
5.9.2組合邏輯電路設計(104)
5.9.3時序邏輯電路設計(106)
6可編程技術(shù)(109)
6.1EDA技術(shù)概述(109)
6.2硬件描述語言概述(110)
6.2.1VHDL(110)
6.2.2Verilog HDL(111)
6.2.3Verilog HDL與VHDL的區(qū)別(111)
6.3可編程邏輯器件概述(112)
6.3.1可編程邏輯器件簡介(112)
6.3.2CPLD簡介(113)
6.3.3FPGA簡介(114)
6.3.4可編程邏輯器件的一般設計流程(116)
6.4SOPC技術(shù)概述(118)
6.4.1SOPC技術(shù)實現(xiàn)方式(118)
6.4.2SOPC的特點(120)
6.4.3SOPC系統(tǒng)開發(fā)流程(120)
7VHDL語言基礎(122)
7.1VHDL概述(122)
7.1.1VHDL簡介(122)
7.1.2VHDL與Verilog HDL的比較(122)
7.2VHDL的基本結(jié)構(gòu)(123)
7.2.1實體(123)
7.2.2結(jié)構(gòu)體(125)
7.2.3庫(127)
7.2.4包(128)
7.2.5配置(129)
7.3VHDL的數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)類型和運算操作符(130)
7.3.1VHDL數(shù)據(jù)對象(130)
7.3.2VHDL數(shù)據(jù)類型(134)
7.3.3VHDL運算操作符(139)
7.4VHDL的順序語句(140)
7.4.1賦值語句(140)
7.4.2流程控制語句(140)
7.4.3等待語句(144)
7.4.4返回語句和空操作語句(145)
7.5VHDL的并行語句(146)
7.5.1并行信號賦值語句(146)
7.5.2進程語句(148)
7.5.3元件例化語句(151)
7.5.4生成語句(152)
7.5.5并行過程調(diào)用語句(153)
8Verilog HDL語言基礎(156)
8.1Verilog HDL基本結(jié)構(gòu)(156)
8.1.1簡單的Verilog HDL例子(156)
8.1.2Verilog HDL模板(157)
8.1.3邏輯功能定義(158)
8.2Verilog HDL詞法約束(159)
8.2.1關(guān)鍵字(159)
8.2.2標識符(160)
8.2.3注釋(160)
8.2.4代碼編寫標準(161)
8.3數(shù)據(jù)類型(161)
8.3.1線網(wǎng)類型(161)
8.3.2寄存器類型(162)
8.3.3常數(shù)類型(163)
8.4運算符及其表達式(165)
8.4.1算術(shù)運算符(166)
8.4.2邏輯運算符(166)
8.4.3位運算符(167)
8.4.4關(guān)系運算符(167)
8.4.5歸約運算符(168)
8.4.6移位運算符(168)
8.4.7條件運算符(168)
8.4.8位拼接運算符(168)
8.4.9運算符的優(yōu)先級(169)
8.5語句及結(jié)構(gòu)(169)
8.5.1賦值語句(170)
8.5.2塊語句(172)
8.5.3條件語句(174)
8.5.4循環(huán)語句(177)
8.5.5結(jié)構(gòu)說明語句(181)
8.6預編譯處理命令(187)
8.6.1宏定義預編譯處理命令(187)
8.6.2文件包含預編譯處理命令(188)
8.6.3時間尺度預編譯處理命令(189)
8.6.4條件預編譯處理指令(190)
8.7Testbench(191)
9數(shù)字電路的CPLD/FPGA實現(xiàn)(198)
9.1Quartus Ⅱ使用指南(198)
9.2組合邏輯電路實驗(一)(209)
9.2.1實驗目的(209)
9.2.2實驗儀器及元器件(209)
9.2.3預習要求(209)
9.2.4實驗內(nèi)容(209)
9.2.5思考題(214)
9.3組合邏輯電路實驗(二)(214)
9.3.1實驗目的(214)
9.3.2實驗儀器及元器件(214)
9.3.3預習要求(214)
9.3.4實驗內(nèi)容(214)
9.3.5思考題(218)
9.4時序邏輯電路實驗(一)(218)
9.4.1實驗目的(218)
9.4.2實驗儀器及元器件(218)
9.4.3預習要求(218)
9.4.4實驗內(nèi)容(218)
9.4.5思考題(223)
9.5時序邏輯電路實驗(二)(223)
9.5.1實驗目的(223)
9.5.2實驗儀器及元器件(224)
9.5.3預習要求(224)
9.5.4實驗內(nèi)容(224)
9.5.5思考題(229)
9.6多功能數(shù)字鐘設計(230)
9.6.1實驗目的(230)
9.6.2實驗儀器及元器件(230)
9.6.3預習要求(230)
9.6.4設計性實驗任務及要求(230)
9.6.5設計思路(230)
9.6.6仿真與測試(234)
9.6.7思考題(235)
9.7簡易頻率計設計(235)
9.7.1實驗目的(235)
9.7.2實驗儀器及元器件(235)
9.7.3預習要求(235)
9.7.4設計性實驗任務及要求(235)
9.7.5設計思路(236)
9.7.6仿真與測試(238)
9.7.7思考題(240)
9.8出租車計價器控制電路設計(240)
9.8.1實驗目的(240)
9.8.2實驗儀器及元器件(240)
9.8.3預習要求(240)
9.8.4設計性實驗任務及要求(240)
9.8.5設計思路(240)
9.8.6仿真與測試(244)
9.8.7思考題(244)
9.9交通信號燈控制電路設計(244)
9.9.1實驗目的(244)
9.9.2實驗儀器及元器件(245)
9.9.3預習要求(245)
9.9.4設計性實驗任務及要求(245)
9.9.5設計思路(245)
9.9.6仿真與測試(247)
9.9.7思考題(248)
附錄(249)
附錄A常用數(shù)字集成電路引腳排列圖(249)
附錄BCPLD/FPGA實驗裝置介紹(256)
附錄CFPGA實驗箱使用說明書(264)
參考文獻(273)