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第1章 数字逻辑电路实验基础1

1．1 认识数字集成电路1

1．1．1 概述1

1．1．2 TTL系列集成电路3

1．1．3 CMOS系列集成电路3

1．1．4 ECL系列集成电路4

1．2 脉冲信号研究4

1．2．1 脉冲信号的基本参数4

1．2．2 脉冲信号的模拟特性5

1．2．3 用示波器测量脉冲信号8

1．3 实验：用示波器测量脉冲信号17

1．4 逻辑分析仪基础22

1．4．1 逻辑分析仪概述22

1．4．2 逻辑分析仪基本组成23

1．5 实验：逻辑分析仪测量数字逻辑信号28

1．6 电路连接基础34

1．6．1 面包板介绍34

1．6．2 电路连接基本技术36

1．7 数字电路的故障检查和排除方法38

1．8 电路安装调试与故障排除举例41

1．9 实验：电路安装调试与故障排除42

第2章 门电路和组合逻辑44

2．1 TTL门电路的静态特性44

2．1．1 静态电压特性44

2．1．2 静态电流特性45

2．1．3 静态电源电流和静态功耗48

2．2 CMOS门电路的静态特性50

2．2．1 静态电压特性50

2．2．2 静态电流特性51

2．3 OC门、OD门和三态门51

2．3．1 集电极开路门（OC门）52

2．3．2 三态门53

2．3．3 漏极开路门（OD门）53

2．4 TTL与CMOS器件的连接54

2．4．1 连接规则54

2．4．2常 用接口电路54

2．5 实验：门电路静态特性的测试57

2．6 门电路的动态特性61

2．6．1 数字门电路的门传输延时和线延时61

2．6．2 数字门电路的交流噪声63

2．6．3 数字门电路的动态电源电流和动态功耗64

2．7 实验：门电路动态特性测试65

2．8 SSI组合逻辑设计65

2．8．1 设计方法概述65

2．8．2 变量选择66

2．8．3 变量编码的选择66

2．8．4 根据器件特点调整设计69

2．9 竞争-冒险现象71

2．9．1 竞争和冒险的基本概念71

2．9．2 毛刺捕捉73

2．9．3 消除竞争-冒险现象的方法74

2．10 实验：SSI组合逻辑设计及竞争-冒险现象75

第3章 组合逻辑函数电路77

3．1 基本组合逻辑函数电路77

3．1．1 值固定、传递和取反77

3．1．2 使能的概念和应用79

3．2 用MSI设计组合逻辑函数电路80

3．2．1 编码器设计组合逻辑函数电路80

3．2．2 译码器设计组合逻辑函数电路82

3．2．3 数据选择器设计组合逻辑函数电路84

3．2．4 半加器和全加器设计组合逻辑函数电路87

3．2．5 用MSI设计组合逻辑函数电路小结92

3．3 实验：用MSI进行组合逻辑函数电路设计92

3．4 只读存储器93

3．5 实验：用ROM设计组合逻辑函数电路96

第4章 时序逻辑电路103

4．1 基本时序逻辑电路103

4．1．1 时序逻辑电路的特点103

4．1．2 锁存器104

4．1．3 触发器105

4．1．4 用触发器设计同步计数器107

4．1．5 用触发器实现状态机108

4．1．6 触发器的时间参数112

4．1．7 时序逻辑电路的延时分析113

4．2 时序逻辑电路中的时钟114

4．2．1 常见的时钟类型115

4．2．2 时钟产生电路116

4．3 时序电路调试技巧119

4．3．1 静态调试119

4．3．2 动态调试120

4．3．3 逻辑分析仪作状态分析121

4．4 实验：触发器设计时序逻辑电路123

4．5 常用时序功能块125

4．5．1 计数器125

4．5．2 计数器的应用128

4．5．3 移位寄存器139

4．5．4 移位寄存器的应用140

4．6 实验：用时序功能块设计时序电路144

第5章 模拟和数字接口148

5．1 概述148

5．2 模数（A／D）转换149

5．2．1 A／D转换中的取样、保持和量化149

5．2．2 集成A／D转换器基本参数152

5．2．3 集成A／D转换器选择159

5．2．4 线路设计162

5．2．5 设计举例162

5．3 实验：模数转换164

5．4 数模（D／A）转换167

5．4．1 概述167

5．4．2 集成D／A转换器基本参数167

5．4．3 集成D／A转换器选择170

5．5 实验：数模转换172

第6章 数字系统设计174

6．1 概述174

6．2 设计举例：数字密码锁177

6．2．1 分析原始系统功能要求177

6．2．2 确定硬件算法，划分系统模块179

6．2．3 数据处理单元电路设计181

6．2．4 控制单元电路设计184

6．2．5 单元电路调试188

6．3 实验：小型数字系统设计189

6．3．1 十字路口交通信号灯控制电路189

6．3．2 电机测速系统189

6．3．3 健身自行车控制器190

6．3．4 掷骰子游戏191

第7章 可编程数字系统设计基础192

7．1 设计输入193

7．1．1 概述193

7．1．2 建立工程项目194

7．1．3 建立原理图输入文件196

7．2 项目处理200

7．2．1 概述200

7．2．2 图形设计文件的项目处理203

7．3 设计校验209

7．3．1 概述209

7．3．2 建立输入激励波形文件（.vwf）210

7．3．3 为输入信号建立输入激励波形212

7．3．4 功能仿真215

7．3．5 时序仿真216

7．4 器件编程217

7．4．1 概述217

7．4．2 Quartus Ⅱ器件编程218

7．5 层次化项目设计219

7．5．1 底层模块符号的建立和修改219

7．5．2 建立顶层设计文件219

7．6 几种提高设计效率的方法222

7．6．1 总线（BUS）功能222

7．6．2 MegaFunction宏功能库224

7．7 实验：可编程数字逻辑设计228

7．7．1 简易数字钟228

7．7．2 简易电子琴228

7．7．3 健身自行车控制器230

7．7．4 全自动洗衣机控制器231

7．7．5 模拟打乒乓球游戏232

附录 常用集成电路型号和引脚图234

参考文献238