1实验基础知识(1) n 1.1数字集成电路简介(1) n 1.1.1概述(1) n 1.1.2TTL集成电路(1) n 1.1.3CMOS集成电路(2) n 1.2数字集成电路型号命名规则(3) n 1.2.1国内TTL、CMOS集成电路型号命名规则(3) n 1.2.2国际TTL、CMOS集成电路型号命名规则(3) n 1.3数字集成电路的主要性能参数(4) n 1.3.1直流电源电压(4) n 1.3.2输入/输出逻辑电平(4) n 1.3.3传输延时(5) n 1.3.4输入/输出电流(5) n 1.3.5功耗(6) n 1.4数字集成电路使用注意事项(6) n 1.5实验报告的基本要求(6) n 2Proteus仿真软件快速入门(8) n 2.1Proteus概述(8) n 2.2电路原理图编辑(8) n 2.2.1Proteus ISIS编辑环境(8) n 2.2.2Proteus ISIS原理图输入(9) n 2.2.3电路原理图编辑实例(12) n 2.3Proteus ISIS的库元件(14) n 2.3.1库元件的分类(14) n 2.3.2各子类介绍(15) n 2.4Proteus中常用仪器简介(20) n 2.4.1激励源(20) n 2.4.2虚拟仪器(21) n 2.4.3图表仿真工具(24) n 2.5Proteus电路仿真方法(25) n 2.5.1Proteus ISIS实时仿真(25) n 2.5.2实时仿真中的电路测量(26) n 2.5.3基于数字图表的电路分析(27) n 3数字电路基础实验(30) n 3.1常用集成门电路实验(30) n 3.1.1实验目的(30) n 3.1.2实验仪器及元器件(30) n 3.1.3预习要求(30) n 3.1.4实验原理(30) n 3.1.5基础性实验任务及要求(31) n 3.1.6设计性实验任务及要求(33) n 3.1.7思考题(33) n 3.2组合逻辑电路实验(一)(33) n 3.2.1实验目的(33) n 3.2.2实验仪器及元器件(33) n 3.2.3预习要求(34) n 3.2.4实验原理(34) n 3.2.5基础性实验任务及要求(36) n 3.2.6设计性实验任务及要求(38) n 3.2.7思考题(38) n 3.3组合逻辑电路实验(二)(38) n 3.3.1实验目的(38) n 3.3.2实验仪器及元器件(38) n 3.3.3预习要求(39) n 3.3.4实验原理(39) n 3.3.5基础性实验任务及要求(40) n 3.3.6设计性实验任务及要求(40) n 3.3.7思考题(41) n 数字电路设计·仿真·测试(第二版)目录3.4时序逻辑电路实验(一)(41) n 3.4.1实验目的(41) n 3.4.2实验仪器及元器件(41) n 3.4.3预习要求(41) n 3.4.4实验原理(41) n 3.4.5基础性实验任务及要求(44) n 3.4.6设计性实验任务及要求(45) n 3.4.7思考题(45) n 3.5时序逻辑电路实验(二)(45) n 3.5.1实验目的(45) n 3.5.2实验仪器及元器件(45) n 3.5.3预习要求(46) n 3.5.4实验原理(46) n 3.5.5基础性实验任务及要求(48) n 3.5.6设计性实验任务及要求(48) n 3.5.7思考题(48) n 3.6555定时器实验(48) n 3.6.1实验目的(48) n 3.6.2实验仪器及元器件(49) n 3.6.3预习要求(49) n 3.6.4实验原理(49) n 3.6.5基础性实验任务及要求(52) n 3.6.6设计性实验任务及要求(52) n 3.6.7思考题(53) n 3.7D/A转换器实验(53) n 3.7.1实验目的(53) n 3.7.2实验仪器及元器件(53) n 3.7.3预习要求(53) n 3.7.4实验原理(53) n 3.7.5基础性实验任务及要求(54) n 3.7.6设计性实验任务及要求(55) n 3.7.7思考题(56) n 3.8A/D转换器实验(56) n 3.8.1实验目的(56) n 3.8.2实验仪器及元器件(56) n 3.8.3预习要求(56) n 3.8.4实验原理(56) n 3.8.5基础性实验任务及要求(57) n 3.8.6设计性实验任务及要求(58) n 3.8.7思考题(58) n 4数字电路基础实验的Proteus仿真(59) n 4.1逻辑门电路的仿真(59) n 4.1.1与非门的功能仿真验证(59) n 4.1.2三态门的功能仿真验证(59) n 4.1.3三态门的应用仿真验证(60) n 4.1.4OC门的功能仿真验证(60) n 4.2组合逻辑电路的仿真(61) n 4.2.1二进制译码器74LS138的功能仿真验证(61) n 4.2.2编码与译码显示电路的功能仿真验证(61) n 4.3时序逻辑电路的仿真(63) n 4.3.1JK触发器74LS76构成二分频、四分频电路的功能仿真验证(63) n 4.3.2集成计数器74LS161构成六进制加法计数器的功能仿真验证(63) n 4.3.3集成计数器74LS161构成十进制加法计数器的功能仿真验证(63) n 4.3.4集成计数器74LS161构成六十进制加法计数器的功能仿真验证(64) n 4.4555定时器的仿真(65) n 4.4.1555定时器构成多谐振荡器的功能仿真验证(65) n 4.4.2555定时器构成单稳态触发器的功能仿真验证(65) n 4.4.3555定时器构成施密特触发器的功能仿真验证(66) n 4.5A/D与D/A转换器的仿真(66) n 4.5.1A/D转换器的功能仿真验证(66) n 4.5.2D /A转换器的功能仿真验证(66) n 4.6.3A/D与D/A联合实验的仿真验证(67) n 5数字电路综合设计实验(69) n 5.1数字密码锁设计(69) n 5.1.1设计任务与要求(69) n 5.1.2课题分析及设计思路(69) n 5.1.3集成电路及元器件选择(71) n 5.1.4原理图绘制与电路仿真(71) n 5.1.5电路安装与调试(71) n 5.1.6设计、仿真及实验问题研究(71) n 5.2十进制数的动态显示电路设计(72) n 5.2.1设计任务与要求(72) n 5.2.2课题分析及设计思路(72) n 5.2.3集成电路及元器件选择(73) n 5.2.4原理图绘制与电路仿真(73) n 5.2.5电路安装与调试(73) n 5.2.6设计、仿真及实验问题研究(74) n 5.3模M的十进制加/减可逆计数器设计(74) n 5.3.1设计任务与要求(74) n 5.3.2课题分析及设计思路(74) n 5.3.3集成电路及元器件选择(76) n 5.3.4原理图绘制与电路仿真(76) n 5.3.5电路安装与调试(76) n 5.3.6设计、仿真及实验问题研究(77) n 5.4多功能数字钟设计(77) n 5.4.1设计任务与要求(77) n 5.4.2课题分析及设计思路(78) n 5.4.3集成电路及元器件选择(82) n 5.4.4原理图绘制与电路仿真(82) n 5.4.5电路安装与调试(82) n 5.4.6设计、仿真及实验问题研究(82) n 5.5多路抢答器设计(83) n 5.5.1设计任务与要求(83) n 5.5.2课题分析及设计思路(83) n 5.5.3集成电路及元件选择(85) n 5.5.4原理图绘制与电路仿真(86) n 5.5.5电路安装与调试(86) n 5.5.6设计、仿真及实验问题研究(87) n 5.6简易频率计设计(87) n 5.6.1任务与要求(87) n 5.6.2课题分析及设计思路(87) n 5.6.3集成电路及元器件选择(90) n 5.6.4原理图绘制与电路仿真(90) n 5.6.5电路安装与调试(90) n 5.6.6设计、仿真及实验问题研究(91) n 5.7多路序列信号发生器设计(91) n 5.7.1设计任务与要求(92) n 5.7.2课题分析及设计思路(92) n 5.7.3集成电路及元器件选择(95) n 5.7.4原理图绘制与电路仿真(95) n 5.7.5电路安装与调试(96) n 5.7.6设计、仿真及实验问题研究(97) n 5.8出租车计价器控制电路设计(97) n 5.8.1设计任务与要求(97) n 5.8.2课题分析及设计思路(98) n 5.8.3集成电路及元器件选择(101) n 5.8.4原理图绘制与电路仿真(101) n 5.8.5电路安装与调试(101) n 5.8.6设计、仿真及实验问题研究(101) n 5.9交通信号灯控制电路设计(102) n 5.9.1方案设计(102) n 5.9.2组合逻辑电路设计(104) n 5.9.3时序逻辑电路设计(106) n 6可编程技术(109) n 6.1EDA技术概述(109) n 6.2硬件描述语言概述(110) n 6.2.1VHDL(110) n 6.2.2Verilog HDL(111) n 6.2.3Verilog HDL与VHDL的区别(111) n 6.3可编程逻辑器件概述(112) n 6.3.1可编程逻辑器件简介(112) n 6.3.2CPLD简介(113) n 6.3.3FPGA简介(114) n 6.3.4可编程逻辑器件的一般设计流程(116) n 6.4SOPC技术概述(118) n 6.4.1SOPC技术实现方式(118) n 6.4.2SOPC的特点(120) n 6.4.3SOPC系统开发流程(120) n 7VHDL语言基础(122) n 7.1VHDL概述(122) n 7.1.1VHDL简介(122) n 7.1.2VHDL与Verilog HDL的比较(122) n 7.2VHDL的基本结构(123) n 7.2.1实体(123) n 7.2.2结构体(125) n 7.2.3库(127) n 7.2.4包(128) n 7.2.5配置(129) n 7.3VHDL的数据对象、数据类型和运算操作符(130) n 7.3.1VHDL数据对象(130) n 7.3.2VHDL数据类型(134) n 7.3.3VHDL运算操作符(139) n 7.4VHDL的顺序语句(140) n 7.4.1赋值语句(140) n 7.4.2流程控制语句(140) n 7.4.3等待语句(144) n 7.4.4返回语句和空操作语句(145) n 7.5VHDL的并行语句(146) n 7.5.1并行信号赋值语句(146) n 7.5.2进程语句(148) n 7.5.3元件例化语句(151) n 7.5.4生成语句(152) n 7.5.5并行过程调用语句(153) n 8Verilog HDL语言基础(156) n 8.1Verilog HDL基本结构(156) n 8.1.1简单的Verilog HDL例子(156) n 8.1.2Verilog HDL模板(157) n 8.1.3逻辑功能定义(158) n 8.2Verilog HDL词法约束(159) n 8.2.1关键字(159) n 8.2.2标识符(160) n 8.2.3注释(160) n 8.2.4代码编写标准(161) n 8.3数据类型(161) n 8.3.1线网类型(161) n 8.3.2寄存器类型(162) n 8.3.3常数类型(163) n 8.4运算符及其表达式(165) n 8.4.1算术运算符(166) n 8.4.2逻辑运算符(166) n 8.4.3位运算符(167) n 8.4.4关系运算符(167) n 8.4.5归约运算符(168) n 8.4.6移位运算符(168) n 8.4.7条件运算符(168) n 8.4.8位拼接运算符(168) n 8.4.9运算符的优先级(169) n 8.5语句及结构(169) n 8.5.1赋值语句(170) n 8.5.2块语句(172) n 8.5.3条件语句(174) n 8.5.4循环语句(177) n 8.5.5结构说明语句(181) n 8.6预编译处理命令(187) n 8.6.1宏定义预编译处理命令(187) n 8.6.2文件包含预编译处理命令(188) n 8.6.3时间尺度预编译处理命令(189) n 8.6.4条件预编译处理指令(190) n 8.7Testbench(191) n 9数字电路的CPLD/FPGA实现(198) n 9.1Quartus Ⅱ使用指南(198) n 9.2组合逻辑电路实验(一)(209) n 9.2.1实验目的(209) n 9.2.2实验仪器及元器件(209) n 9.2.3预习要求(209) n 9.2.4实验内容(209) n 9.2.5思考题(214) n 9.3组合逻辑电路实验(二)(214) n 9.3.1实验目的(214) n 9.3.2实验仪器及元器件(214) n 9.3.3预习要求(214) n 9.3.4实验内容(214) n 9.3.5思考题(218) n 9.4时序逻辑电路实验(一)(218) n 9.4.1实验目的(218) n 9.4.2实验仪器及元器件(218) n 9.4.3预习要求(218) n 9.4.4实验内容(218) n 9.4.5思考题(223) n 9.5时序逻辑电路实验(二)(223) n 9.5.1实验目的(223) n 9.5.2实验仪器及元器件(224) n 9.5.3预习要求(224) n 9.5.4实验内容(224) n 9.5.5思考题(229) n 9.6多功能数字钟设计(230) n 9.6.1实验目的(230) n 9.6.2实验仪器及元器件(230) n 9.6.3预习要求(230) n 9.6.4设计性实验任务及要求(230) n 9.6.5设计思路(230) n 9.6.6仿真与测试(234) n 9.6.7思考题(235) n 9.7简易频率计设计(235) n 9.7.1实验目的(235) n 9.7.2实验仪器及元器件(235) n 9.7.3预习要求(235) n 9.7.4设计性实验任务及要求(235) n 9.7.5设计思路(236) n 9.7.6仿真与测试(238) n 9.7.7思考题(240) n 9.8出租车计价器控制电路设计(240) n 9.8.1实验目的(240) n 9.8.2实验仪器及元器件(240) n 9.8.3预习要求(240) n 9.8.4设计性实验任务及要求(240) n 9.8.5设计思路(240) n 9.8.6仿真与测试(244) n 9.8.7思考题(244) n 9.9交通信号灯控制电路设计(244) n 9.9.1实验目的(244) n 9.9.2实验仪器及元器件(245) n 9.9.3预习要求(245) n 9.9.4设计性实验任务及要求(245) n 9.9.5设计思路(245) n 9.9.6仿真与测试(247) n 9.9.7思考题(248) n 附录(249) n 附录A常用数字集成电路引脚排列图(249) n 附录BCPLD/FPGA实验装置介绍(256) n 附录CFPGA实验箱使用说明书(264) n 参考文献(273)