數(shù)字電路與系統(tǒng)實踐教程

第1章 數(shù)字電路與系統(tǒng)實驗基礎(chǔ)知識 1
1．1 數(shù)字電路與系統(tǒng)實驗基本知識 1
1．1．1 數(shù)字電路與系統(tǒng)實驗的特點 1
1．1．2 數(shù)字電路與系統(tǒng)實驗的基本過程 1
1．1．3 數(shù)字電路與系統(tǒng)實驗的基本要求 2
1．2 集成邏輯門 3
1．2．1 邏輯門的分類和特點 3
1．2．2 常用COMS邏輯門 3
1．2．3 TTL集成邏輯門電路 6
1．2．4 ECL邏輯門 7
1．3 數(shù)字電路與系統(tǒng)實驗中應(yīng)注意的問題 8
1．3．1 掌握集成邏輯門的特性參數(shù) 8
1．3．2 正確選擇和使用集成邏輯門 10
1．3．3 常見故障及排除方法 11
1．4 小結(jié) 12
1．5 問題與思考 12
第2章 數(shù)字電路與系統(tǒng)課程實驗 14
2．1 基本邏輯門功能驗證及組合邏輯電路設(shè)計 14
2．2 利用中規(guī)模集成電路設(shè)計組合邏輯電路實驗 18
2．3 VHDL語言設(shè)計簡單組合電路實驗 22
2．4 VHDL語言設(shè)計復雜組合電路實驗 33
2．5 利用觸發(fā)器設(shè)計時序邏輯電路 40
2．6 利用中規(guī)模集成電路設(shè)計時序邏輯電路 43
2．7 VHDL語言設(shè)計時序電路實驗 51
2．8 555定時器和數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗 61
2．9 數(shù)字電子鐘邏輯電路實驗 69
2．10 小結(jié) 74
第3章 VHDL語言介紹 75
3．1 VHDL概述 75
3．1．1 EDA技術(shù)的概述 75
3．1．2 VHDL設(shè)計流程 76
3．1．3 VHDL語言文字規(guī)則 77
3．2 VHDL語言程序基本結(jié)構(gòu) 78
3．2．1 庫與程序包 79
3．2．2 實體 80
3．2．3 結(jié)構(gòu)體 82
3．3 數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)對象 83
3．3．1 數(shù)據(jù)類型 83
3．3．2 數(shù)據(jù)對象 85
3．4 VHDL運算符 86
3．4．1 算術(shù)運算符 86
3．4．2 邏輯運算符 87
3．4．3 關(guān)系運算符 87
3．4．4 其他運算符 88
3．5 VHDL的描述方法 88
3．5．1 行為描述方法 88
3．5．2 數(shù)據(jù)流描述方法 89
3．5．3 結(jié)構(gòu)描述方法 90
3．6 并行語句 91
3．6．1 并發(fā)信號賦值語句 91
3．6．2 進程語句 93
3．6．3 塊語句 94
3．6．4 元件例化語句 95
3．7 順序語句 97
3．7．1 流程控制語句 97
3．7．2 等待語句 99
3．7．3 NULL語句 100
3．7．4 NEXT語句 100
3．8 小結(jié) 100
3．9 問題與思考 101
第4章 EDA軟件介紹 102
4．1 Quartus II軟件 102
4．1．1 Quartus II軟件的設(shè)計流程 102
4．1．2 Quartus II軟件的圖形用戶界面 104
4．1．3 Quartus II軟件文本輸入 107
4．1．4 Quartus II軟件原理圖輸入 121
4．2 其他EDA軟件 126
4．2．1 ISE軟件 126
4．2．2 ModelSim軟件 126
4．2．3 Max+plus II軟件 126
4．3 小結(jié) 127
4．4 問題與思考 127
第5章 數(shù)字電路與系統(tǒng)課程設(shè)計基本知識 128
5．1 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計概述 128
5．2 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計描述工具 129
5．2．1 方框圖 129
5．2．2 定時圖 130
5．2．3 邏輯流程圖 130
5．2．4 MDS圖 131
5．2．5 控制器的實現(xiàn) 131
5．3 數(shù)字系統(tǒng)自頂向下設(shè)計方法 134
5．3．1 自頂向下設(shè)計的一般步驟 134
5．3．2 數(shù)字系統(tǒng)自頂向下設(shè)計舉例 135
5．4 數(shù)字系統(tǒng)自底向上設(shè)計方法 145
5．4．1 自底向上設(shè)計的步驟及特點 145
5．4．2 數(shù)字系統(tǒng)自底向上設(shè)計舉例 146
5．5 綜合設(shè)計與功能實現(xiàn) 151
5．5．1 PLD/FPGA系統(tǒng)板的抗干擾設(shè)計 151
5．5．2 電路中毛刺現(xiàn)象的產(chǎn)生及消除 153
5．6 小結(jié) 155
5．7 問題與思考 156
第6章 數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計實例 157
6．1 自動售郵票機控制電路 157
6．1．1 設(shè)計任務(wù)和要求 157
6．1．2 設(shè)計原理 157
6．1．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 157
6．2 數(shù)字密碼鎖 160
6．2．1 設(shè)計任務(wù)和要求 160
6．2．2 設(shè)計原理 160
6．2．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 160
6．3 乒乓游戲機 163
6．3．1 設(shè)計任務(wù)和要求 163
6．3．2 設(shè)計原理 163
6．3．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 164
6．4 數(shù)字鐘 167
6．4．1 設(shè)計任務(wù)和要求 167
6．4．2 設(shè)計原理 167
6．4．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 168
6．5 數(shù)字秒表 172
6．5．1 設(shè)計任務(wù)和要求 172
6．5．2 設(shè)計原理 172
6．5．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 172
6．6 出租車計費器 176
6．6．1 設(shè)計任務(wù)和要求 176
6．6．2 設(shè)計原理 177
6．6．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 177
6．7 智力競賽搶答計時器 181
6．7．1 設(shè)計任務(wù)和要求 181
6．7．2 設(shè)計原理 182
6．7．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 182
6．8 數(shù)字頻率計 186
6．8．1 設(shè)計任務(wù)和要求 186
6．8．2 設(shè)計原理 186
6．8．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 186
6．9 函數(shù)發(fā)生器 190
6．9．1 設(shè)計任務(wù)和要求 190
6．9．2 設(shè)計原理 190
6．9．3 主要參考設(shè)計與實現(xiàn) 191
6．10 小結(jié) 199
6．11 問題與思考 199
附錄Ａ 可編程邏輯器件 201
A．1 概述 201
A．2 簡單可編程邏輯器件 203
A．3 復雜可編程邏輯器件 204
A．4 現(xiàn)場可編程門陣列 205
A．5 可編程邏輯器件的發(fā)展趨勢 206
附錄B 常用功能模塊及仿真 208
B．1 分頻器 208
B．2 消抖電路 209
B．3 LED數(shù)碼管顯示控制器設(shè)計 210
附錄C DE2實驗儀簡介 214
C．1 DE2簡介 214
C．2 DE2開發(fā)板硬件資源 214
附錄D DE2平臺的引腳分配表 217
附錄E 課程設(shè)計總結(jié)報告格式參考 220
附錄F 常用集成芯片引腳排列圖 224
參考文獻 228