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第一部分 基本数字集成电路实验1

第1章 基本数字集成电路及其测量技术3

1.1 器件的电气参数测量3

1.1.1 TTL和CMOS数字集成电路使用规则3

1.1.2 集成门电路外特性的测试6

1.2 组合电路及显示电路10

1.2.1 门电路10

1.2.2 数码显示器件11

1.2.3 MSI组合逻辑电路13

1.2.4 用PLD器件设计组合电路15

1.3 时序电路15

1.3.1 触发器15

1.3.2 MSI计数器18

1.3.3 MSI移位寄存器19

1.3.4 用PLD设计时序电路21

1.4 时钟产生电路和定时电路21

1.4.1 555定时器21

1.4.2 集成式施密特触发器23

1.4.3 多谐振荡器23

1.4.4 数字锁相环28

1.4.5 单稳态触发器36

1.5 模／数、数／模转换及应用39

1.5.1 集成模／数转换器39

1.5.2 集成数／模转换器40

1.6 半导体存储器42

1.6.1 存储器的分类42

1.6.2 半导体存储器的技术指标43

1.7 数字电路的测量信号43

1.7.1 二进制测量信号43

1.7.2 数字电路同步波形的测量44

1.7.3 黑盒子电路的测量45

1.8 实验基本技能46

1.8.1 实验手段46

1.8.2 实验中应用较广的几种数字逻辑电路47

1.8.3 实验中应注意的问题47

1.9 数字电路常见故障的分析与排除49

1.9.1 数字电路常见故障49

1.9.2 检查电路的一般方法50

第2章 EWB软件的应用51

2.1 电路仿真工具EWB简介51

2.1.1 EWB的特点51

2.1.2 EWB的结构和界面51

2.2 数字电路仿真的基本步骤和注意事项52

2.2.1 电路输入52

2.2.2 激励源的加入54

2.2.3 显示、测试与输出单元的使用56

2.2.4 运行仿真61

第3章 基本实验62

3.1 实验要求62

3.1.1 概述62

3.1.2 实验报告的撰写62

3.2 实验板64

3.2.1 面包板与实验板64

3.2.2 电路安装65

3.2.3 布线原则65

3.2.4 故障排除66

实验0 数字电路常用仪表使用68

实验1 集成电路外特性测量（仿真）69

实验2 集成电路外特性测量71

实验3 组合逻辑电路实验72

实验4 比较器的研究73

实验5 集成计数器74LS90的测试及分频75

实验6 计数、译码、显示电路76

实验7 可预置的CC4526减计数器的应用77

实验8 集成门组成多谐振荡器78

实验9 集成定时器555的研究80

实验10 集成双单稳CD4528的应用81

实验11 锁相环倍频器82

实验12 抢答电路实验84

实验13 数字式脉冲占空系数测定仪86

第二部分 可编程逻辑器件实验89

第4章 可编程逻辑器件91

4.1 XC9500系列器件91

4.1.1 Xilinx系列器件简介91

4.1.2 XC9500系列CPLD器件的主要特点91

4.1.3 XC9500系列器件的结构93

第5章 Verilog HDL简介99

5.1 引言99

5.2 Verilog HDL的基本结构99

5.2.1 简单的Verilog HDL例子99

5.2.2 Verilog HDL模块的结构100

5.2.3 逻辑功能定义101

5.3 数据类型及常量、变量102

5.3.1 常量103

5.3.2 变量104

5.4 运算符及表达式106

5.4.1 算术运算符（Arithmetic operators）106

5.4.2 逻辑运算符（Logica1 operators）106

5.4.3 位运算符（Bitwise operators）107

5.4.4 关系运算符（Relational operators）107

5.4.5 等式运算符（Equality operators）107

5.4.6 缩减运算符（Recluction operators）108

5.4.7 移位运算符（Shift operators）108

5.4.8 条件运算符（Conditional operators）108

5.4.9 位拼接运算符（Concatenation operators）108

5.4.10 运算符的优先级109

5.5 语句109

5.6 赋值语句110

5.6.1 常用的赋值语句110

5.6.2 阻塞赋值和非阻塞赋值的区别110

5.7 条件语句111

5.7.1 if-else语句112

5.7.2 case语句113

5.7.3 使用条件语句的注意事项114

5.8 循环语句115

5.8.1 for语句115

5.8.2 repeat语句116

5.8.3 while和forever语句117

5.9 结构说明语句118

5.9.1 always块语句118

5.9.2 initial语句119

5.9.3 task和funtion语句120

5.10 编译预处理语句122

5.10.1 define语句122

5.10.2 include语句123

5.10.3 timescale语句124

5.11 语句的顺序执行与并行执行124

5.12 不同抽象级别的Verilog HDL模型126

5.12.1 Vorilog HDL门级描述126

5.12.2 Vorilog HDL的行为级描述127

第6章 Xilinx ISE软件系统及应用129

6.1 概述129

6.2 设计流程129

6.2.1 设计输入阶段129

6.2.2 实现阶段129

6.2.3 调试和仿真129

6.2.4 设计完成和下载130

6.3 软件的使用130

6.3.1 设计输入130

6.3.2 仿真行为模型（ModelSim）132

6.3.3 设计输入（ESC）133

6.3.4 引脚编辑器（PACE）134

6.3.5 编程与配置工具（iMPACT）135

6.3.6 有限状态机设计（StateCAD）136

第7章 基本实验144

7.1 Xilinx实验电路144

7.1.1 硬件结构144

7.1.2 主要器件144

7.1.3 I/O口分配图145

实验1 CPLD中组合逻辑电路的实现146

实验2 CPLD中时序电路的实现147

实验3 CPLD中抢答器电路的实现149

实验4 三层电梯控制器150

实验5 交通灯控制器151

实验6 乒乓游戏机152

实验7 数字锁153

实验8 数字钟154

第三部分 单片机实验155

第8章 单片机157

8.1 概述157

8.2 MCS-51单片机结构157

8.3 MCS-51单片机引脚159

8.4 MCS-51单片机时序160

8.5 MCS-51单片机I/O口161

8.6 MCS-51单片机存储器结构162

8.7 MCS-51定时／计数器165

8.8 MCS-51的中断系统166

8.9 MSC-51指令系统168

8.9.1 MSC-51寻址方式168

8.9.2 数据传送指令170

8.9.3 算术运算指令171

8.9.4 逻辑运算及移位指令173

8.9.5 转移指令174

8.9.6 布尔指令175

8.10 汇编语言设计176

8.10.1 MCS-51伪指令176

8.10.2 汇编语言程序的格式177

第9章 单片机开发工具软件的使用178

9.1 Keil-C51的使用178

9.2 SUPERPRO 280U编程器的使用182

9.2.1 应用软件的用户界面182

9.2.2 烧录器件的步骤183

第10章 基本实验185

实验1 单片机按键程序设计185

实验2 LED数码管动态显示实验188

实验3 模数转换实验190

实验4 用DAC0832产生正弦波193

第四部分 综合实验195

第11章 数字系统与开放实验197

实验1 混响器设计197

实验2 简易数字频率计201

实验3 简易数字存储示波器210

实验4 简易逻辑分析仪211

第五部分 附录213

74LS00器件手册215

74LS90器件手册220

其他部分常用集成器件简介226

参考资料253