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第1章 数字电路设计方法与实验方法1

1.1 概述1

1.2 数字电路的设计方法2

1.2.1 数字电路设计的基本原则2

1.2.2 数字电路设计的一般步骤2

1.2.3 单元电路的设计3

1.3 数字电路实验的一般步骤4

1.4 数字电路实验方法6

1.4.1 实验规则6

1.4.2 电路调试中应注意的问题8

1.4.3 检查故障和排除故障的一般方法9

第2章 计算机仿真软件、FPGA设计软件和PCB设计软件介绍11

2.1 NI Multisim软件简介11

2.1.1 NI Multisim 10的主窗口及工具栏11

2.1.2 电路原理图的输入与绘制12

2.1.3 Multisim中仪表库的使用18

2.1.4 Multisim 10的电路分析功能28

2.2 FPGA设计软件Quartus Ⅱ简介34

2.2.1 简介34

2.2.2 Quartus Ⅱ软件的设计过程38

2.2.3 设计输入39

2.2.4 设计项目的编译62

2.2.5 设计项目的仿真验证72

2.2.6 时序分析78

2.2.7 引脚分配82

2.2.8 器件编程83

2.3 PCB设计软件Protel 99SE简介88

2.3.1 原理图设计89

2.3.2 印制电路板（PCB）设计97

第3章 数字电路的VHDL描述方法103

3.1 VHDL简介103

3.1.1 VHDL的诞生103

3.1.2 VHDL的特点103

3.1.3 VHDL语言设计基本流程104

3.1.4 软件开发工具105

3.2 组合电路的VHDL描述105

3.2.1 VHDL的基本模型结构106

3.2.2 VHDL实例110

3.2.3 VHDL的数据对象和数据类型113

3.2.4 VHDL的运算操作符117

3.2.5 VHDL的基本语句119

3.3 时序逻辑电路的VHDL描述126

3.3.1 时钟信号不同表述下D触发器的VHDL描述126

3.3.2 进程（PROCESS）语句128

3.3.3 VHDL实例介绍132

3.3.4 有限状态机设计141

3.4 层次化设计的VHDL描述146

3.4.1 层次化设计方式146

3.4.2 子程序结构147

3.4.3 用于层次化描述的VHDL语言基础152

3.4.4 层次化设计实例154

第4章 数字电路实验常用电子仪器简介158

4.1 概述158

4.2 函数信号发生器159

4.2.1 函数信号发生器的实现方法159

4.2.2 函数信号发生器TFG1010的使用160

4.2.3 函数信号发生器FG-506的使用163

4.3 示波器165

4.3.1 数字存储示波器的特点165

4.3.2 数字存储示波器GDS-2062的介绍与使用169

4.4 数字电路实验箱173

4.4.1 数字电路实验箱简介173

4.4.2 数字电路实验箱框图简介173

第5章 数字电路基础实验176

5.1 组合逻辑研究实验（一）176

5.1.1 实验准备与要求176

5.1.2 设计举例180

5.1.3 实验内容185

5.2 组合逻辑研究实验（二）185

5.2.1 实验准备与要求185

5.2.2 设计举例188

5.2.3 实验内容193

5.3 集成触发器实验194

5.3.1 实验准备与要求194

5.3.2 实验内容198

5.4 计数器及其应用研究实验199

5.4.1 实验准备与要求199

5.4.2 设计举例202

5.4.3 实验内容207

5.5 移位寄存器及其应用实验208

5.5.1 实验准备与要求208

5.5.2 实验原理209

5.5.3 实验内容214

5.6 脉冲波形的产生与形成实验214

5.6.1 实验准备与要求214

5.6.2 实验原理215

5.6.3 实验内容218

5.7 发光二极管点阵显示器的应用实验218

5.7.1 实验内容及要求218

5.7.2 设计说明及思路提示219

5.7.3 设计举例220

5.8 时钟控制器的设计实验223

5.8.1 实验内容及要求223

5.8.2 设计说明及思路提示223

5.9 十字路口交通灯自动控制器的设计实验226

5.9.1 实验内容及要求226

5.9.2 设计说明及思路提示227

5.10 D/A及A/D转换器实验227

5.10.1 实验要求227

5.10.2 实验原理228

5.10.3 实验内容与步骤232

第6章 数字电路的FPGA设计实例234

6.1 数字电路的FPGA设计方法234

6.2 基于FPGA的DDS波形发生器的设计236

6.2.1 DDS的基本原理236

6.2.2 DDS的顶层设计237

6.2.3 子模块设计237

6.2.4 功能和时序仿真245

6.3 VGA视频信号产生249

6.3.1 设计原理249

6.3.2 VGA同步信号产生251

6.3.3 字符的视频显示设计254

6.4 PS/2键盘接口的FPGA设计259

6.4.1 PS/2接口连接器259

6.4.2 键盘扫描编码259

6.4.3 PS/2串行数据传输261

6.4.4 用FPGA实现PS/2键盘接口通信的VHDL设计263

6.4.5 设计应用264

6.5 EDA综合设计题目265

6.5.1 自动售货控制系统设计265

6.5.2 PS/2键盘接口控制器设计266

6.5.3 VGA图像显示控制模块267

6.5.4 基于FPGA的电梯控制系统的设计269

6.5.5 洗衣机洗涤控制系统的设计270

6.5.6 基于FPGA的多路数据采集系统的设计272

附录 数字集成电路外引线排列图273

参考文献280