数字电路实验

第一部分 基本数字集成电路实验

第1章 基本数字集成电路及其测量技术

1.1 器件的电气参数测量

1.1.1 TTL和CMOS数字集成电路使用规则

1.1.2 集成门电路外特性的测试

1.2 组合电路及显示电路

1.2.1 门电路

1.2.2 数码显示器件

1.2.3 MSI组合逻辑电路

1.2.4 用PLD器件设计组合电路

1.3 时序电路

1.3.1 触发器

1.3.H MSI计数器

1.3.3 MSI移位寄存器

1.3.4 用PLD设计时序电路

1.4 时钟产生电路和定时电路

1.4.1 555定时器

1.4.2 集成式施密特触发器

1.4.3 多谐振荡器

1.4.4 数字锁相环

1.4.5 单稳态触发器

1.5 模/数、数/模转换及应用

1.5.1 集成模/数转换器

1.5.2 集成数/模转换器

1.6 半导体存储器

1.6.1 存储器的分类

1.6.2 半导体存储器的技术指标

1.7 数字电路的测量信号

1.7.1 二进制测量信号

1.7.2 数字电路同步波形的测量

1.7.3 黑盒子电路的测量

1.8 实验基本技能

1.8.1 实验手段

1.8.2 实验中应用较广的几种数字逻辑电路

1.8.3 实验中应注意的问题

1.9 数字电路常见故障的分析与排除

1.9.1 数字电路常见故障

1.9.2 检查电路的一般方法

第2章 EWB软件的应用

2.1 电路仿真工具EWB简介

2.1.1 EWB的特点

2.1.2 EWB的结构和界面

2.2 数字电路仿真的基本步骤和注意事项

2.2.1 电路输入

2.2.2 激励源的加入

2.2.3 显示、测试与输出单元的使用

2.2.4 运行仿真

第3章 基本实验

3.1 实验要求

3.1.1 概述

3.1.2 实验报告的撰写

3.2 实验板

3.2.1 面包板与实验板

3.2.2 电路安装

3.2.3 布线原则

3.2.4 故障排除

实验0 数字电路常用仪表使用

实验1 集成电路外特性测量(仿真)

实验2 集成电路外特性测量

实验3 组合逻辑电路实验

实验4 比较器的研究

实验5 集成计数器74LS90的测试及分频

实验6 计数、译码、显示电路

实验7 可预置的CC4526减计数器的应用

实验8 集成门组成多谐振荡器

实验9 集成定时器555的研究

实验10 集成双单稳CD4528的应用

实验11 锁相环倍频器

实验12 抢答电路实验

实验13 数字式脉冲占空系数测定仪

第二部分 可编程逻辑器件实验

第4章 可编程逻辑器件

4.1 XC9500系列器件

4.1.1 Xilinx系列器件简介

4.1.2 XC9500系列CPLD器件的主要特点

4.1.3 XC9500系列器件的结构

第5章 Verilog HDL简介

5.1 引言

5.2 Verilog HDL的基本结构

5.2.1 简单的Verilog HDL例子

5.2.2 Verilog HDL模块的结构

5.2.3 逻辑功能定义

5.3 数据类型及常量、变量

5.3.1 常量

5.3.2 变量

5.4 运算符及表达式

5.4.1 算术运算符(Arithmetic opcrators)

5.4.2 逻辑运算符(Logical operatprs)

5.4.3 位运算符(Bitwise operatprs)

5.4.4 关系运算符(Relational operatprs)

5.4.5 等式运算符(Equality operatprs)

5.4.6 缩减运算符(Recluction operatprs)

5.4.7 移位运算符(Shift operatprs)

5.4.8 条件运算符(Conditional operatprs)

5.4.9 位拼接运算符(Concatenation operatprs)

5.4.10 运算符的优先级

5.5 语句

5.6 赋值语句

5.6.1 常用的赋值语句

5.6.2 阻塞赋值和非阻塞赋值的区别

5.7 条件语句

5.7.1 if-else语句

5.7.2 case语句

5.7.3 使用条件语句的注意事项

5.8 循环语句

5.8.1 for语句

5.8.2 repeat语句

5.8.3 While和forever语句

5.9 结构说明语句

5.9.1 always块语句

5.9.2 initial语句

5.6.3 task和{unti.n语句

5.10 编译预处理语句

5.10.1 define语句

5.10.2 include语句

5.10.3 timescale语句

5.11 语句的顺序执行与并行执行

5.12 不同抽象级别的Verilog HDL模型

5.12.1 Vorilog HDL门级描述

5.12.2 Vorilog HDL的行为级描述

第6章 Xilinx ISE软件系统及应用

6.1 概述

6.2 设计流程

6.2.1 设计输入阶段

6.2.2 实现阶段

6.2.3 调试和仿真

6.2.4 设计完成和下载

6.3 软件的使用

6.3.1 设计输入

6.3.2 仿真行为模型(ModelSim)

6.3.3 设计输入(ESC)

6.3.4 引脚编辑器(PACE)

6.3.5 编程与配置工具(iMPACT)

6.3.6 有限状态机设计(StateCAD)

第7章 基本实验

7.1 Xilinx实验电路

7.1.1 硬件结构

7.1.2 主要器件

7.1.3 I/O口分配图

实验1 CPLD中组合逻辑电路的实现

实验2 CPLD中时序电路的实现

实验3 CPLD中抢答器电路的实现

实验4 三层电梯控制器

实验5 交通灯控制器

实验6 乒乓游戏机

实验7 数字锁

实验8 数字钟

第三部分 单片机实验

第8章 单片机

8.1 概述

8.2 MC5-51单片机结构

8.3 MC5-51单片机引脚

8.4 MC5-51单片机吋序

8.5 MC5-51单片机I/O口

8.6 MC5-51单片机存储器结构

8.7 MC5-51定时/计数器

8.8 MC5-51的中断系统

8.9 MC5-51指令系统

8.9.1 MC5-51寻址方式

8.9.2 数据传送指令

8.9.3 算术运算指令

8.9.4 逻辑运算及移位指令

8.9.5 转移指令

8.9.6 布尔指令

8.10 汇编语言设计

8.10.1 MC5-51伪指令

8.10.2 汇编语言程序的格式

第9章 单片机开发工具软件的使用

9.1 Keil-C51的使用

9.2 SUPERPRO 280U编程器的使用

9.2.1 应用软件的用户界面

9.2.2 烧录器件的步骤

第10章 基本实验

实验1 单片机按键程序设计

实验2 LED数码管动态显示实验

实验3 模数转换实验

实验4 用DAC0832产生正弦波

第四部分 综合实验

第11章 数字系统与开放实验

实验1 混响器设计

实验2 简易数字频率计

实验3 简易数字存储示波器

实验4 简易逻辑分析仪

第五部分 附录

74LS00器件手册

74LS90器件手册

其他部分常用集成器件简介

参考资料

《数字电路实验》可分为五部分：中小规模标准数字集成电路的电路、CPLD、单片机、数字电路专题实验和实验中使用较多的芯片资料。在中小规模标准数字集成电路的电路中，编者自行设计了使用EWB对74LS00内部电路的仿真，以加深学生对集成数字芯片的电路特性方面的认识。在基于HC4046的锁相环电路设计中，要求学生根据芯片资料设计二阶数字锁相环路。在CPl。D应用实验中，要求学生由简到繁学习Veril09语言。在实验电路板上，设计了没有防抖动电路的按钮和有防抖动电路的按钮，让学生体会实际电路中可能出现的问题。在单片机实验中，强调单片机电路与汇编语言关系。这三部分为课内必做内容。数字电路实验一般单独设课，为每周4学时，一学期共68学时，计2个学分。数字电路专题实验为开放实验，专题实验给出题目和思路，没有具体的办法，前三部分的必做实验在知识上已为做专题实验做好了准备。