数字逻辑电路实验（第2版）pdf/txt下载_在线阅读全文

内容简介

　　本书是依据高等工科院校数字电路逻辑设计课程教学大纲的基本要求，并结合作者多年的科研与教学经验编写而成的。本书详细讲解了数字逻辑电路实验及其实验基础，每项实验内容包括典型芯片的功能及应用、数字电路的逻辑仿真、基于可编程器件实现常见电路的VHDL程序设计与仿真以及电路故障诊断方法。在实验内容安排上考虑与理论教学的同步，注重学生实际工程设计能力的培养，减少验证性实验，增加设计性和综合性实验，增加了数字电路应用设计。

作者简介

　　作者研究方向为信号与系统，从事教学、科研工作27年，指导学生参加“全国大学生电子设计竞赛”“全军大学生物理创新设计竞赛”等获得一、二、三等奖多项

目　　录

第1章数字电路实验基础
1.1 概述
1.2 实验的基本过程
1.2.1 实验预习
1.2.2 实验中的EDA仿真
1.2.3　实验操作规范
1.2.4 布线原则
1.2.5 数字电路测试
1.2.6 数字电路的故障查找和排除
1.2.7 实验记录和实验报告
1.3 数字集成电路简介
1.3.1 概述
1.3.2 TTL集成电路的特点和工作条件
1.3.3 TTL集成电路使用须知

第1章 数字电路实验基础 
1.1 概述 
1.2 实验的基本过程 
1.2.1 实验预习 
1.2.2 实验中的EDA仿真 
1.2.3　实验操作规范 
1.2.4 布线原则 
1.2.5 数字电路测试 
1.2.6 数字电路的故障查找和排除 
1.2.7 实验记录和实验报告 
1.3 数字集成电路简介 
1.3.1 概述 
1.3.2 TTL集成电路的特点和工作条件 
1.3.3 TTL集成电路使用须知 
1.3.4 CMOS集成电路的特点 
1.3.5 CMOS集成电路使用须知 
1.3.6 数字IC器件的封装 
1.3.7 数字电路逻辑状态 
1.4 数字电路常用仪表的使用 
1.4.1 数字示波器DS1052E 
1.4.2 ICT-33C数字集成电路测试仪 
1.4.3 逻辑笔 
1.4.4 数字电路实验箱


	 
第2章 集成逻辑门电路 
2.1 集成逻辑门电路实验目的与要求 
2.2 集成逻辑门电路基础知识 
2.2.1 集成逻辑门电路的类型及特点 
2.2.2 典型门电路芯片 
2.2.3 TTL门电路的主要参数 
2.2.4 集成门电路的使用规则 
2.3 门电路的EDA仿真 
2.4 集成逻辑门功能测试 
2.5 门电路故障的分析及诊断 
2.6 实验报告及思考题


	 
第3章 组合逻辑电路 
3.1 全加器 
3.1.1 全加器实验目的与要求 
3.1.2 全加器基础知识 
3.1.3 全加器的EDA仿真 
3.1.4 全加器电路 
3.1.5 基于VHDL实现1位全加器 
3.1.6 组合逻辑电路故障检测 
3.1.7 实验报告及思考题 
3.2 译码器 
3.2.1 译码器实验目的与要求 
3.2.2 译码器基础知识 
3.2.3 译码器的EDA仿真 
3.2.4 译码器电路 
3.2.5 基于VHDL实现的3-8线译码器 
3.2.6 组合逻辑电路故障判断方法 
3.2.7 实验报告及思考题 
3.3 数据选择器 
3.3.1 数据选择器实验目的与要求 
3.3.2 数据选择器基础知识 
3.3.3 数据选择器的EDA仿真 
3.3.4 数据选择器电路 
3.3.5 基于VHDL实现的8选1数据选择器 
3.3.6 实验报告及思考题


	 
第4章 时序逻辑电路 
4.1 触发器 
4.1.1 触发器实验目的与要求 
4.1.2 触发器基础知识 
4.1.3 触发器的EDA仿真 
4.1.4 基本触发器电路 
4.1.5 基于VHDL实现的JK触发器 
4.1.6 触发器常见故障分析及诊断 
4.1.7 实验报告及思考题 
4.2 移位寄存器 
4.2.1 移位寄存器实验目的与要求 
4.2.2 移位寄存器基础知识 
4.2.3 移位寄存器的EDA仿真 
4.2.4 移位寄存器电路 
4.2.5 基于VHDL实现的8位移位寄存器 
4.2.6 移位寄存器常见故障分析及诊断 
4.2.7 实验报告及思考题 
4.3 计数器 
4.3.1 计数器实验目的与要求 
4.3.2 计数器基础知识 
4.3.3 由D触发器构成4位异步二进制计数器的仿真及硬件实现 
4.3.4 常用集成计数器的仿真及功能测试 
4.3.5 N进制计数器的仿真及硬件实现 
4.3.6 基于VHDL实现的4位二进制计数器 
4.3.7 计数器常见故障分析及诊断 
4.3.8 实验报告及思考题


	 
第5章 混合电路 
5.1 脉冲产生与整形电路 
5.1.1 实验目的与要求 
5.1.2 基础知识 
5.1.3 脉冲产生与整形电路的EDA仿真 
5.1.4 脉冲产生与整形电路的测试与设计 
5.1.5 实验报告及思考题 
5.2 模/数与数/模转换电路 
5.2.1 实验目的与要求 
5.2.2 基础知识 
5.2.3 模/数与数/模转换电路的仿真 
5.2.4 模/数与数/模转换电路的测试与设计 
5.2.5 实验报告及思考题 
5.3 半导体存储器——静态随机存储器实验 
5.3.1 实验目的与要求 
5.3.2 存储器基础知识 
5.3.3 存储器的EDA仿真 
5.3.4 存储器的测试 
5.3.5 实验报告及思考题


	 
第6章 数字电路应用设计 
6.1 数字电路设计概述 
6.1.1 数字电路设计流程 
6.1.2 数字电路设计方法 
6.1.3 数字电路设计性实验报告撰写 
6.2 交通信号灯自动定时控制系统 
6.2.1 控制系统的功能要求 
6.2.2 控制系统方案设计 
6.2.3 电路设计 
6.2.4 组装与调试 
6.2.5 相关题目 
6.3 拔河游戏机 
6.3.1 拔河游戏机的功能要求 
6.3.2 拔河游戏机的方案设计 
6.3.3 电路设计 
6.3.4 组装与调试 
6.4 循环彩灯控制器的设计 
6.4.1 控制器的功能要求 
6.4.2 电路设计 
6.4.3 组装与调试 
6.4.4 基于VHDL设计的循环彩灯控制器 
6.4.5 相关题目 
6.5 数字频率计设计 
6.5.1 数字频率计的功能要求 
6.5.2 数字频率计的方案设计 
6.5.3 电路设计 
6.5.4 组装与调试 
6.6 多路智力竞赛抢答器设计 
6.6.1 抢答器的功能要求 
6.6.2 抢答器的方案设计 
6.6.3 电路设计 
6.6.4 组装与调试 
6.7 时钟类应用电路设计 
6.7.1 基本单元电路 
6.7.2 数字钟电路设计 
6.7.3 数码显示星期历电路设计 
6.7.4 数码显示精密定时电路设计


	 
第7章 数字电路实验常用软件及器件 
7.1 MULTISIM11电路仿真 
7.1.1 Multisim11简介 
7.1.2 Multisim11用户界面 
7.1.3 Multisim11的基本操作 
7.1.4 Multisim11虚拟数字仪表 
7.1.5 Multisim11在数字电路中的仿真流程 
7.2 可编程逻辑器件简介 
7.2.1 可编程逻辑器件的基本概念 
7.2.2 可编程逻辑器件的基本结构 
7.2.3 EP4CE6E22C8简介 
7.3 VHDL语言简介 
…… 
附录 
参考文献

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前　　言

　　第2版前言
　　本书是在2009年编写的《数字逻辑电路实验》基础上修订再版的。在第1版出版后的几年里，电子技术、EDA仿真及可编程技术都有了很大发展，为了及时反映电子技术领域的新技术、新方法和我们在该课程领域教学改革的新成果，对第1版进行了修订。
　　这次修订的基本思路是：打破传统教材体系结构，探索EDA技术与数字电路实验的紧密结合；重视实验基本技能的教学，加强设计性教学环节，从单元实验电路设计入手，逐步过渡到课程综合电路的设计与应用；克服学生开始进行电路设计时的畏难情绪，激发他们主动实践的学习兴趣，从而逐步提高学生的实际动手能力、理论联系实际的能力、独立分析和解决问题的能力、工程设计能力和创新思维能力。
　　第2版与第1版相比，主要在以下几个方面做了调整和修改：

第2版前言 
　　本书是在2009年编写的《数字逻辑电路实验》基础上修订再版的。在第1版出版后的几年里，电子技术、EDA仿真及可编程技术都有了很大发展，为了及时反映电子技术领域的新技术、新方法和我们在该课程领域教学改革的新成果，对第1版进行了修订。 
　　这次修订的基本思路是：打破传统教材体系结构，探索EDA技术与数字电路实验的紧密结合；重视实验基本技能的教学，加强设计性教学环节，从单元实验电路设计入手，逐步过渡到课程综合电路的设计与应用；克服学生开始进行电路设计时的畏难情绪，激发他们主动实践的学习兴趣，从而逐步提高学生的实际动手能力、理论联系实际的能力、独立分析和解决问题的能力、工程设计能力和创新思维能力。 
　　第2版与第1版相比，主要在以下几个方面做了调整和修改： 
　　（1）对教材的编写体系结构进行了调整。删去了第6章的英语教学内容，将8.5节部分常用仪表的使用放到第1章的1.4节，8.6节部分常用集成电路资料作为附录，使全书的整体结构更加统一合理。全书内容按照“数字电路实验基础→集成逻辑门电路→组合逻辑电路→时序逻辑电路→混合电路→数字电路应用设计→数字电路实验常用软件及器件→附录”的体系结构编写，并对各章的内容进行了优化。从基础实验开始，逐步安排若干典型的单元电路设计与实验、课程综合电路设计及应用，先易后难，加强指导性内容，使学生能够快速掌握所学知识。 
　　（2）突破了传统实验电路教材的编写方法，按培养学生的能力层次编排实验教学项目。在每个章节的实验内容安排上重点放在实验基础知识、实验内容的EDA仿真、功能测试与硬件实现、基于VHDL的电路设计与仿真、常见故障分析及诊断上，层次清晰，内容丰富，指导性强。 
　　（3）将电路仿真、基于VHDL的电路程序设计与可编程器件渗透到具体的实验内容中，教学起点高，使学生能够更好地将所学知识融会贯通，更快地掌握现代电子技术的设计方法与实验技能。 
　　（4）在保证第1版教材特点的基础上，为适应电子技术的发展，对仿真软件、开发平台、主流器件进行了更新和修改。例如，7.1节介绍了仿真功能更加强大的Multimu 11，采用软件介绍、虚拟仿真、真实电路和虚实对比的编写思路，更好地将EDA技术与数字电路实验结合起来；7.2节选用了低成本和高性能的EP4CE6E22C8器件代换ACEX1K30可编程逻辑器件；7.4节选用了更先进实用的PLD开发软件QuartusII13.1，详细介绍该软件的电路设计与开发流程。 
　　参加第2版编写工作的有刘霞、李云和魏青梅，具体分工如下：刘霞编写第1、3、5、6章并负责全书的修改定稿，李云编写第4、7章和全书基于VHDL的电路设计与仿真，魏青梅编写第2章、附录和本书的课件。 
　　本书第2版得到了空军工程大学信息与导航学院教务办、教保办和信息侦察教研室的关怀和大力支持，侯传教副教授和李宇博讲师在第1版的编写中做了大量的工作，对第2版的编写工作也给予了热情支持，熊伟副教授对第7章Multisim11的编写提供了大量的资料。在本书出版之际，谨向他们致以最诚挚的谢意。也感谢电子工业出版社领导和相关编辑对本书编写、出版的支持与帮助。 
　　感谢读者多年来对本书的关心、支持与厚爱。本书的编写一定还存在不少缺点和不足，恳请读者批评指正。 
　　编 者 
　　2014年12月于西安


	 
　　第1版前言 
　　电子技术是高等工科院校实践性很强的技术基础课程，为培养高素质的专业技术人才，在理论教学的同时，必须十分重视和加强实践性教学环节。如何在实践教学过程中培养学生的实验能力、实际操作能力、独立分析问题和解决问题的能力、创新思维能力和理论联系实际的能力是高等工科院校着力探索与实践的重大课题。 
　　本书是为高等学校自控类、电子类和其他相近专业而编写的实验教材。在编写的过程中，参照教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会、电气基础课程教学指导委员会提出的“数字电路与逻辑设计”课程教学基础要求而编写。 
　　本书内容包括数字电路实验的基础知识、数字门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、混合电路、Experiments of Digital Circuits、数字电路应用设计与数字电路实验参考资料，详细介绍了数字逻辑电路的类型及使用常识，典型芯片的功能，并对常见的数字电路进行了逻辑仿真，对电路实际测试提出指导，给出了基于可编程器件实现常见电路的VHDL程序及仿真，以及电路故障的诊断方法。为便于双语学习，用英语编写了本书部分实验内容。在实验安排上既考虑与理论教学保持同步，又注重学生实际工程设计能力的培养，减少验证性实验，增加设计性、综合性实验，给学生留出发展个性和创新的空间。在内容的编排上着力做到多一点启发，多一点引导，多一点设计和实验举例，多一些思路上的提示。本教材特色： 
　　（1）以“保证基础，体现先进，联系实际，引导创新”为指导思想，紧紧围绕数字电路设计和应用的主线，教辅结合，融入应用工具软件。 
　　（2）选题针对课程特点，根据教学要求，在编写中注重学习能力的提高，融知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观于一体。 
　　（3）打破传统教材体系结构，按培养学生的能力层次编排实验教学项目。 
　　（4）对实验项目进行了精选，删去了部分过于陈旧的传统实验项目，合并了部分基础实验，增加教学信息量，加大基础训练内容，提高教学起点。 
　　（5）探索EDA技术与数字电路实验的结合，在实验层次编排上将电路仿真与可编程器件渗透到具体的实验中。 
　　需要说明的是，本书的一些电路图取自Multisim等软件，因此保留了其原形，其中一些元器件的符号与现有的国家标准有一定差异。 
　　本书第4章、第7章、6.6节 、8.2节、8.3节、8.4节及全书中基于可编程器件实现常见电路的VHDL程序和仿真由侯传教编写，第3章、第5章及8.5节由刘霞编写，第1章及7.1节、7.2节由杨智敏和刘颖编写，第2章、8.1节、8.6节及本书的课件由魏青梅编写，第6章由李宇博编写，戴旭瑞、吕静和李娜同学参与了资料的整理，全书由侯传教统稿。空军工程大学电讯工程学院训练部副部长高利平副教授在百忙中审阅了全书并提出了修改意见，孟涛副教授、王宽仁副教授及杨永民老师分别审阅了部分章节，空军工程大学电子线路教研室的老师对本教材提出了许多宝贵的意见和修改建议，在此一并表示感谢。在本书的编写过程中，参考了大量的国内外著作和有关院校的部分实验内容，并引用了其中一些资料，难以一一列举，在此表示衷心感谢。 
　　由于编者水平有限，书中必有许多不妥之处，敬请读者批评指正。


	　　编 者 
　　2009年6月于西安

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