數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)

前言

　　“數(shù)字電路”、“數(shù)字邏輯”等專業(yè)基礎(chǔ)課是高等院校電氣信息類的主干課程。這些基礎(chǔ)課既具有理論性又具有工程實(shí)踐性，因此，課程實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)是其中十分重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的實(shí)踐作風(fēng)，有著重要的作用。　　本書根據(jù)國家教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)2004年8月提出的“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程教學(xué)基本要求，根據(jù)可編程邏輯器件（PLD）的設(shè)計(jì)應(yīng)用，并在總結(jié)多年數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)方面的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，循序漸進(jìn)，由淺入深，闡述了數(shù)字電路和數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法與基于可編程邏輯器件EDA的現(xiàn)代方法?！　≡谡莆粘Ｓ脙x器的使用和中小規(guī)模數(shù)字集成電路分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，引入專用集成電路設(shè)計(jì)和在系統(tǒng)編程技術(shù)設(shè)計(jì)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合PLD的實(shí)際應(yīng)用，介紹EDA軟件系統(tǒng)開發(fā)工具的使用和1EDA設(shè)計(jì)實(shí)例等多方面內(nèi)容。全書共分為3章，第1章為數(shù)字邏輯基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，共20項(xiàng)，包含中小規(guī)模數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，第2章為數(shù)字電路與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，介紹了專用集成電路設(shè)計(jì)和在系統(tǒng)編程技術(shù)，設(shè)置了8項(xiàng)小的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，列出26項(xiàng)課程設(shè)計(jì)參考選題，第3章主要介紹高密度可編程器件FPGA和模擬可編程器件的開發(fā)與應(yīng)用，編制了9項(xiàng)基于FPGA的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，列出15項(xiàng)可編程器件課程設(shè)計(jì)綜合選題。附錄匯編了常用數(shù)字集成電路名稱、型號(hào)及引腳排列圖，可供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中查閱參考。　　本書作為平臺(tái)課程的教材，實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)適應(yīng)面廣，針對(duì)性強(qiáng)。對(duì)于電氣、計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生，選用第1章、第2章作為基本內(nèi)容，第3章作為選修或選讀內(nèi)容。對(duì)于通信、電子類專業(yè)學(xué)生，則3章內(nèi)容都要學(xué)會(huì)、貫通，才能達(dá)到教學(xué)基本要求。本教材一般使用兩個(gè)學(xué)期，便于課程與課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的銜接，全面提高教學(xué)質(zhì)量。　　全書包含37項(xiàng)數(shù)字電路與系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，41個(gè)課程設(shè)計(jì)綜合選題，實(shí)訓(xùn)效果好，特別適合作為實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課的教材?！　”緯蓷钇紦?dān)任主編，第1章由楊萍和許良鳳編寫，第2章由楊萍和羅殉編寫，第3章由張旭東編寫，楊萍負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿。梁華國教授和徐小紅博士對(duì)初稿進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的審閱，提出了許多寶貴的意見和修改建議，在此向他們表示衷心的感謝?！　≡诒窘滩牡木帉戇^程中，參考了多位學(xué)者和專家的著作，在此表示誠摯的謝意?！　∮捎诰幷叩乃接邢?，書中難免有疏漏和不當(dāng)之處，懇請(qǐng)各位讀者提出批評(píng)與改進(jìn)意見。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程》根據(jù)國家教育部高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)提出的“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程教學(xué)基本要求，以及可編程邏輯器件(PLD)的實(shí)際應(yīng)用而編寫。全書共分為3章，第1章為數(shù)字邏輯基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，包含20項(xiàng)中小規(guī)模數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；第2章為數(shù)字電路與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，介紹了專用集成電路設(shè)計(jì)和在系統(tǒng)編程技術(shù)，第3章主要介紹高密度可編程器件FPGA和模擬可編程器件的開發(fā)與應(yīng)用。　　《數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程》貼近實(shí)戰(zhàn)，內(nèi)容新穎，可作為高等學(xué)校電子信息科學(xué)與電氣信息類各專業(yè)的實(shí)踐教材，也可供從事電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　楊萍，女，合肥工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院副教授。從事電子線路課程教學(xué)與研究二十多年，華東地區(qū)高等學(xué)校工科電子線路課程教學(xué)研究會(huì)理事，兼任實(shí)驗(yàn)室主任和學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心副主任多年。

書籍目錄

第1章 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1.1 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)1.1.1 數(shù)字集成電路封裝1.1.2 數(shù)字電路測(cè)試及故障查找和排除1.2 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 晶體管開關(guān)特性及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)二 集成邏輯門電路參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)三 基本邏輯門電路的功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)四 集電極開路門和三態(tài)輸出門實(shí)驗(yàn)五 集成邏輯電路的連接和驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)六 編碼器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)七 譯碼器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)八 數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)九 加法器與數(shù)值比較器實(shí)驗(yàn)十 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與冒險(xiǎn)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)十一 觸發(fā)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十二 移位寄存器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十三 計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十四 脈沖分配器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)十五 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)驗(yàn)十六 EPROM存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)十七 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與施密特觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)十八 多諧振蕩器實(shí)驗(yàn)十九 555定時(shí)器及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)二十 D/A與A/D轉(zhuǎn)換器第2章 數(shù)字電路與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)2.1 專用集成電路設(shè)計(jì)訓(xùn)練2.1.1 門陣列器件GAL16V8介紹2.1.2 如何用GAL設(shè)計(jì)和制作專用集成電路實(shí)驗(yàn)一 全加器設(shè)計(jì)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)二 順序密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三 乒乓游戲機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四 交通燈控制電路設(shè)計(jì)2.2 在系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)訓(xùn)練2.2.1 ispEXPERT簡(jiǎn)介2.2.2 在系統(tǒng)編程的操作方法2.2.3 ABEL-HDL語言介紹實(shí)驗(yàn)一 格雷碼計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)二 3-8線譯碼器實(shí)驗(yàn)三 8421BCD碼計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)四 簡(jiǎn)單電子琴2.3 課程設(shè)計(jì)選題課程設(shè)計(jì)一 出租車計(jì)價(jià)器課程設(shè)計(jì)二 自動(dòng)打鈴機(jī)控制器課程設(shè)計(jì)三 復(fù)印機(jī)控制電路課程設(shè)計(jì)四 自動(dòng)洗衣機(jī)控制器課程設(shè)計(jì)五 數(shù)字密碼鎖電路課程設(shè)計(jì)六 簡(jiǎn)易頻率計(jì)課程設(shè)計(jì)七 交通控制燈課程設(shè)計(jì)八 電子鐘課程設(shè)計(jì)九 拔河游戲機(jī)課程設(shè)計(jì)十 簡(jiǎn)易投幣式自動(dòng)售貨機(jī)課程設(shè)計(jì)十一 任意進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器課程設(shè)計(jì)十二 多功能十進(jìn)制計(jì)數(shù)器課程設(shè)計(jì)十三 1011序列發(fā)生器和檢測(cè)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)十四 鐵路和公路交叉路口交通控制電路課程設(shè)計(jì)十五 碼制轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)十六 籃球比賽計(jì)時(shí)器課程設(shè)計(jì)十七 自動(dòng)電梯控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)十八 籃球30s定時(shí)控制電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)十九 節(jié)日彩燈控制器課程設(shè)計(jì)二十 智力競(jìng)賽電子搶答器課程設(shè)計(jì)二十一 數(shù)字PWM調(diào)節(jié)器課程設(shè)計(jì)二十二 汽車尾燈控制器課程設(shè)計(jì)二十三 幀同步序列檢測(cè)電路課程設(shè)計(jì)二十四 4b/5b編解碼器課程設(shè)計(jì)二十五 數(shù)字秒表課程設(shè)計(jì)二十六 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)第3章 可編程器件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)3.1 EDA工具的使用3.1.1 QuartusII軟件的使用3.1.2 QuartusII中集成第三方軟件的使用3.2 可編程器件基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 1位全加器VHDL文本輸入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)二 7人投票表決器VHDL設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三 8位硬件加法器VHDL設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)四 設(shè)計(jì)一個(gè)含異步清0和同步時(shí)鐘使能的4位加法計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)五 7段數(shù)碼顯示譯碼器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)六 巴克碼信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)七 多功能數(shù)字鐘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)八 狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)的ADC0809采樣控制電路實(shí)驗(yàn)九 波形發(fā)生與掃頻信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)3.3 可編程器件課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一 自動(dòng)售郵票機(jī)課程設(shè)計(jì)二 8位二進(jìn)制乘法電路課程設(shè)計(jì)三 樂曲演奏電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)四 VGA顯示器彩色信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)五 8位十進(jìn)制頻率計(jì)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)六 簡(jiǎn)易波形發(fā)生器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)七 Rs232通信接口課程設(shè)計(jì)八 串行二進(jìn)制碼與BCD碼變換電路課程設(shè)計(jì)九 智能裁決器課程設(shè)計(jì)十 交通信號(hào)燈課程設(shè)計(jì)十一 nR濾波器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)十二 8051與PPGA接口邏輯設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)十三 I2C總線控制器的VHDL設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)十四 設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)頻譜分析儀課程設(shè)計(jì)十五 集成電路芯片測(cè)試儀附錄1 部分集成電路引腳排列圖附錄2 常用邏輯符號(hào)對(duì)照表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)　　1.1 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)　　1.1.2　數(shù)字電路測(cè)試及故障查找和排除　　設(shè)計(jì)好一個(gè)數(shù)字電路后，要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確。測(cè)試過程中，發(fā)現(xiàn)問題要分析原因，找出故障所在，并解決它。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)也遵循這些原則?！　?.數(shù)字電路測(cè)試　　數(shù)字電路測(cè)試大體上分為靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試兩部分。靜態(tài)測(cè)試指的是，給定數(shù)字電路若干組靜態(tài)輸入值，測(cè)試數(shù)字電路的輸出值是否正確。數(shù)字電路設(shè)計(jì)好后，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上連接成一個(gè)完整的線路。線路的輸入接電平開關(guān)輸出，線路的輸出接電平顯示單元（指示燈），按功能表或狀態(tài)表的要求，改變輸入狀態(tài)，觀察輸入和輸出之間的關(guān)系是否符合設(shè)計(jì)要求。靜態(tài)測(cè)試是檢查設(shè)計(jì)是否正確、接線是否無誤的重要一步。　　在靜態(tài)測(cè)試基礎(chǔ)上，按設(shè)計(jì)要求在輸入端加動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)，觀察輸出端波形是否符合設(shè)計(jì)要求，這就是動(dòng)態(tài)測(cè)試。有些數(shù)字電路只需進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試，而有些數(shù)字電路則必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試。一般而言，時(shí)序電路應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試?！　?.數(shù)字電路的故障查找和排除　　在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，出現(xiàn)問題是難免的。重要的是分析問題，找出問題的原因，從而解決它。一般而言，有四個(gè)方面的原因產(chǎn)生問題（故障）：器件故障、接線錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和測(cè)試方法不正確。在查找故障過程中，首先要了解以上這些經(jīng)常發(fā)生的典型故障原因。

編輯推薦

　　《數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程》根據(jù)教育部高等學(xué)校電子信息與電氣學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”課程教學(xué)基本要求編寫，反映了作者豐富的實(shí)踐教學(xué)和教材編寫經(jīng)驗(yàn)。取材自合肥工業(yè)大學(xué)使用多年、反應(yīng)良好的院級(jí)平臺(tái)課程“數(shù)宇電路與數(shù)字系統(tǒng)實(shí)踐”的講義，并特別注意體現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域的新趨勢(shì)和新動(dòng)向。書中包含37項(xiàng)數(shù)字電路與系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，41個(gè)課程設(shè)計(jì)綜合選題，非常貼近工程實(shí)際。該講義近年來用于本校全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)，也收到了很好的效果。　　《數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程》適用于電子信息與電氣各學(xué)科和計(jì)算機(jī)等專業(yè)教學(xué)，特別適合用于單獨(dú)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程。

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