EDA技术实用教程

第2版前言

第1版前言

第1章 EDA技术导论

1.1 EDA技术概述

1.2 EDA技术发展历程

1.3 EDA技术的知识体系

1.4 EDA技术的基本工具

1.5 EDA技术的基本设计思路

1.6 EDA技术的发展趋势

思考题和习题

第2章 电子工作平台（EWB）的应用

2.1 EWB的界面菜单、元器件库和虚拟仪表

2.1.1 EWB的界面菜单介绍

2.1.2 EWB的元器件库栏

2.1.3 虚拟仪表的使用

2.2 EWB的基本操作

2.2.1 单元电路的建立

2.2.2 单元电路的简单测试

2.3 EWB的基本分析方法

2.3.1 EWB的运行和参数设置

2.3.2 DC Operating Point Analysis（直流工作点分析）

2.3.3 AC Frequency Analysis（交流频率分析）

2.3.4 Transient Analysis（瞬态分析）

2.3.5 Fourier Analysis（傅里叶分析）

2.3.6 Noise Analysis（噪声分析）

2.3.7 Distortion Analysis（失真度分析）

2.4 EWB与Muhisim的功能比较

2.4.1 EWB与Multisim总体概貌的比较

2.4.2 EWB与Muhisim元器件库建模型精度的比较

2.4.3 EWB与Muhisim仿真分析功能的比较

2.4.4 EWB与Multisim仪器仪表库的比较

2.4.5 EWB与Multisim增进功能的比较

2.5 EWB在电路分析中的应用

2.5.1 戴维南定理的仿真

2.5.2 RLC串联电路时域响应的研究

2.5.3 交流电路的功率及功率因数的求解

2.6 EWB在模拟电子技术中的应用

2.6.1 单管放大电路的参数测试与分析

2.6.2 负反馈放大电路的研究

2.6.3 正弦波振荡电路的分析

2.6.4 反相积分器的仿真

2.6.5 正相放大和反相放大的仿真比较

2.6.6 功率放大器特性的仿真

2.7 EWB在数字电子技术中的应用

2.7.1 555电路的设计与仿真

2.7.2 加法器的设计与仿真

2.7.3 四人表决电路的设计与仿真

思考题和习题

第3章 可编程逻辑器件

3.1 可编程逻辑器件的发展进程和典型产品

3.2 可编程逻辑器件的硬件结构

3.2.1 硬件可编程实现的基本思想

3.2.2 SPLD的基本结构

3.2.3 CPLD的结构特点

3.2.4 现场可编程门阵列(FPGA)的基本结构和配置

3.2.5 ispLSI逻辑器件的基本结构

3.3 FPGA和CPLD的开发应用选择

3.3.1 PLD比较和选用的方法

3.3.2 FPGA和CPLD的性能比较

3.3.3 FPGA和CPLD的选择

3.4 在系统可编程技术

思考题和习题

第4章 EDA的开发工具(MAX+pIusⅡ)

4.1 MAx+plusⅡ操作指南

4.1.1 建立新项目

4.1.2 建立新的图形输入文件

4.1.3 编辑图形输人文件

4.1.4 编译项目文件

4.1.5 创建波形文件并进行功能仿真

4.1.6 进行时序分析

4.2 可编程器件下载操作实例

4.3 同步十进制计数器的设计与仿真实例

4.4 Quartus Ⅱ操作指南

4.4.1 Quartus Ⅱ基本操作

4.4.2 层次化设计

4.4.3 Ahera宏功能模块应用实例

4.4.4 MAX+plus Ⅱ设计转换成Quartus Ⅱ设计

思考题和习题

第5章 VHDL硬件描述语言

5.1 概述

5.2 VHDL程序的基本(模型)结构

5.2.1 VHDL程序设计举例

5.2.2 USE定义区

5.2.3 ENTITY(实体)

5.2.4 ARCHITECTUREBODIES(结构体)

5.3 VHDL语言要素

5.3.1 IDENTIFIERS(标识符)

5.3.2 DATAOBJECTS(数据对象)

5.3.3 DATATYPES(数据类型)

5.3.4 VHDL语言的运算操作符

5.4 VHDL最基本的描述语句

5.4.1 PROCESS STATEMENTS(进程语句)

5.4.2 SEQUENTIAL(顺序描述语句)

5.4.3 CONCURRENT STATEMENTS(并行／并发同时语句)

5.5 VHDL的其他描述语句

5.5.1 属性描述与定义语句

5.5.2 BLOCK语句

5.5.3 COMPONENT语句

5.5.4 GENERATE语句

5.5.5 ASSERT STATEMENT(断言语句)

思考题和习题

第6章 VHDL程序设计基础

6.1 VHDL描述风格

6.1.1 行为描述

6.1.2 数据流描述

6.1.3 结构描述

6.2 组合逻辑设计实例

6.2.1 基本逻辑门的描述

6.2.2 ENCODER(编码器)

6.2.3 译码器

6.2.4 选择器

6.2.5 加法器

6.3 时序电路设计实例

6.3.1 锁存器

6.3.2 同步计数器

6.3.3 存储器

6.4 状态机的设计实例

6.5 硬件描述语言层次化设计

6.5.1 “自上而下”层次化设计概述

6.5.2 VHDL硬件描述语言层次化设计方法

思考题和习题

第7章 EDA技术综合应用设计实例

7.1 交通灯控制系统设计

7.1.1 系统设计要求

7.1.2 确定方案

7.1.3 模块电路的端口资源

7.1.4.模块电路设计

7.1.5 顶层设计

7.1.6 适配下载

7.1.7 硬件验证

7.1.8 总结报告

7.2 8位加法器

7.2.1 设计原理

7.2.2 程序设计

7.2.3 编译、仿真

7.2.4 下载验证

7.3 数据采集系统设计

7.3.1 系统的功能要求和设计思想

7.3.2 ADC控制模块设计

7.4 电子密码锁的设计

7.4.1 设计原理与要解决的问题

7.4.2 去抖模块的设计

7.4.3 功能模块的设计

7.4.4 其他模块的设计

7.5 抢答器的设计

7.5.1 抢答器的原理及其功能

7.5.2 利用MAX+PlusⅡ的图形界面设计四位抢答器

7.5.3 利用VHDL语言来设计四位抢答器

7.5.4 利用Protel99SE来绘制四位抢答器的电路图

7.5.5 利用Protel99SE来绘制四位抢答器的电路板图

7.6 设计选题(1)

7.6.1 8×8乘法器设计原理

7.6.2 同步清零的可逆计数器

7.6.3 可预置、可同步清零的8位双向循环移位寄存器设计

7.7 设计选题(2)

7.7.1 数字跑表

7.7.2 多功能电子表

7.7.3 出租车计费器

7.7.4 自适应频率计

7.7.5 数字式频率合成器

7.7.6 彩灯控制器

第8章 EDA技术实验

8.1 EDA技术实验的基本要求

8.2 电路的参考实验项目、内容及要求

8.2.1 验证叠加原理与戴维南定律

8.2.2 RL串联电路的仿真实验

8.2.3 直流电路中的功率传递

8.2.4 串联电路的谐振

8.2.5 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的仿真实验

8.2.6 一阶RL电路的动态过程仿真实验

8.2.7 楞次定律的仿真实验

8.2.8 非正弦波傅里叶分析的仿真实验

8.3 模拟电子的参考实验项目、内容及要求

8.3.1 单管共射极放大电路的仿真实验

8.3.2 集成运算放大电路的仿真实验

8.3.3 子电路与波特图仪的使用实验

8.3.4 电压比较器的仿真实验

8.3.5 有源低通滤波器电路的仿真实验

8.3.6 求和电路的仿真实验

8.3.7 综合性实验——高、低限越限声光报警器的仿真实验

8.3.8 设计性实验

8.4 数字电子的参考实验项目、内容及要求

8.4.1 数字逻辑电路关系测试的仿真实验

8.4.2 逻辑分析仪测试的仿真实验

8.4.3 字信号发生器的测试实验

8.4.4 分频器的测试实验

8.4.5 编码器的仿真实验

8.4.6 数据选择器的仿真实验

8.4.7 移位寄存器的仿真实验

8.4.8 异步二进制计数器的仿真实验

8.4.9 格雷码变换

8.4.10 BCD码加法器

8.4.11 四人抢答器

8.4.12 设计基本触发器

8.4.13 设计74LS169计数器功能模块

8.4.14 设计性实验

8.5 大规模可编程器件实验

8.5.1 组合逻辑设计

8.5.2 设计性实验

8.5.3 综合性实验——扫描显示电路的驱动

8.5.4 综合实验——数字钟

8.5.5 出租车计费器

8.5.6 频率计

第9章 印制电路板的设计(ProteI99SE)

9.1 Protel99sE简介

9.1.1 Protel99SE的三大技术

9.1.2.Protel99SE的三大功能模块

9.1.3 Protel99SE的常用命令及操作方法

9.2 Protel99SE原理图设计

9.2.1 建立Schematic文档、设置图纸

9.2.2 放置元器件

9.2.3 原理图布线

9.2.4 常用工具软件的使用方法及原理图的输出

9.3 网络表生成软件

9.3.1 网络表中所包含的内容

9.3.2 由原理图生成网络表

9.3.3 元件列表生成

9.3.4 原理图输出

9.4 绘制印制电路板(PCB)

9.4.1 启动PCB设计系统与环境设置

9.4.2 制作印制电路板

思考题和习题

第10章 SOPC实验实例

10.1 实验目的

10.2 硬件需求

10.3 实验原理

10.4 实验内容

10.5 实验步骤

附录

附录A 常用器件国家标准和本书用国外软件文字和图形符号对照表

附录B 实验箱简介

参考文献

本书以掌握国内外最流行的电子设计自动化（EDA）技术为教学目标，以培养学生的创新意识为主导，以实例仿真与动手训练为主线，系统地介绍了可编程逻辑器件、EDA及其应用设计技术。
本书介绍了EDA技术各个方面软件的功能、特点和使用方法，用一些简单的实例使学生能快速掌握各种EDA技术软件的使用方法，重点培养学生的电路分析、设计和应用开发能力。主要内容包括：EDA技术导论、电子工作平台（EWB）的应用、可编程逻辑器件、EDA的开发工具（MAX＋plus Ⅱ）、VHDL硬件描述语言、VHDL程序设计基础、EDA技术综合应用设计实例、EDA技术实验、印制电路板的设计（Protel 99 SE）和SOPC实验实例。
本书为EDA设计的基础教材，可供高等院校的机电工程、信息类和电类各专业的本科生使用。鉴于本书的实用性和应用性突出，还可以作为高职高专院校的EDA教材，也可作为广大工程技术人员的参考书。

本书以掌握国内外*流行的电子设计自动化（EDA）技术为教学目标，以培养学生的创新意识为主导，以实例仿真与动手训练为主线，系统地介绍了可编程逻辑器件、EDA及其应用设计技术。 本书介绍了EDA技术各个方面软件的使用方法．重点培养学生的电路分析、设计和应用开发能力。主要内容包括：EDA技术导论、电子工作平台（EWB）的应用、可编程逻辑器件、EDA的开发工具（MAX＋plusll）、VHDL硬件描述语言、VHDL程序设计基础、EDA技术综合应用设计实例、EDA技术实验、印制电路板的设计（Protel 99 SE）和SOPC实验实例。 本书为EDA设计的基础教材，可供高等院校的机电工程、信息类和电类各专业的本科生使用。鉴于本书的实用性和应用性突出，还可以作为高职高专院校的EDA教材，也可作为广大工程技术人员的参考书。