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第1章 EDA技术导论1

1.1 EDA技术概述1

1.2 EDA技术发展历程2

1.3 EDA技术的知识体系4

1.4 EDA技术的基本工具7

1.5 EDA技术的基本设计思路10

1.6 EDA技术的发展趋势11

思考题和习题12

第2章 电子工作平台（EWB）的应用13

2.1 EWB的界面菜单、元器件库和虚拟仪表13

2.1.1 EWB的界面菜单介绍13

2.1.2 EWB的元器件库栏14

2.1.3 虚拟仪表的使用15

2.2 EWB的基本操作20

2.2.1 单元电路的建立20

2.2.2 单元电路的简单测试21

2.3 EWB的基本分析方法22

2.3.1 EWB的运行和参数设置22

2.3.2 DC Operating Point Analysis（直流工作点分析）23

2.3.3 AC Frequency Analysis（交流频率分析）24

2.3.4 Transient Analysis（瞬态分析）25

2.3.5 Fourier Analysis（傅里叶分析）26

2.3.6 Noise Analysis（噪声分析）27

2.3.7 Distortion Analysis（失真度分析）28

2.4 EWB与Multisim的功能比较28

2.4.1 EWB与Multisim总体概貌的比较29

2.4.2 EWB与Multisim元器件库建模型精度的比较29

2.4.3 EWB与Multisim仿真分析功能的比较29

2.4.4 EWB与Multisim仪器仪表库的比较30

2.4.5 EWB与Multisim增进功能的比较30

2.5 EWB在电路分析中的应用31

2.5.1 戴维南定理的仿真31

2.5.2 RLC串联电路时域响应的研究33

2.5.3 交流电路的功率及功率因数的求解36

2.6 EWB在模拟电子技术中的应用39

2.6.1 单管放大电路的参数测试与分析39

2.6.2 负反馈放大电路的研究45

2.6.3 正弦波振荡电路的分析51

2.6.4 反相积分器的仿真53

2.6.5 正相放大和反相放大的仿真比较54

2.6.6 功率放大器特性的仿真56

2.7 EWB在数字电子技术中的应用60

2.7.1 555电路的设计与仿真60

2.7.2 加法器的设计与仿真67

2.7.3 四人表决电路的设计与仿真69

思考题和习题70

第3章 可编程逻辑器件72

3.1 可编程逻辑器件的发展进程和典型产品72

3.2 可编程逻辑器件的硬件结构75

3.2.1 硬件可编程实现的基本思想75

3.2.2 SPLD的基本结构77

3.2.3 CPLD的结构特点78

3.2.4 现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构和配置78

3.2.5 ispLSI逻辑器件的基本结构80

3.3 FPGA和CPLD的开发应用选择83

3.3.1 PLD比较和选用的方法83

3.3.2 FPGA和CPLD的性能比较84

3.3.3 FPGA和CPLD的选择84

3.4 在系统可编程技术89

思考题和习题92

第4章 EDA的开发工具（MAX+plus Ⅱ）93

4.1 MAX+plus Ⅱ操作指南93

4.1.1 建立新项目93

4.1.2 建立新的图形输入文件94

4.1.3 编辑图形输入文件94

4.1.4 编译项目文件97

4.1.5 创建波形文件并进行功能仿真98

4.1.6 进行时序分析102

4.2 可编程器件下载操作实例102

4.3 同步十进制计数器的设计与仿真实例108

4.4 Quartus Ⅱ操作指南111

4.4.1 Quartus Ⅱ基本操作112

4.4.2 层次化设计130

4.4.3 Altera宏功能模块应用实例131

4.4.4 MAX+plus Ⅱ设计转换成Quartus Ⅱ设计136

思考题和习题138

第5章 VHDL硬件描述语言139

5.1 概述139

5.2 VHDL程序的基本（模型）结构140

5.2.1 VHDL程序设计举例140

5.2.2 USE定义区141

5.2.3 ENTITY（实体）141

5.2.4 ARCHITECTURE BODIES（结构体）143

5.3 VHDL语言要素144

5.3.1 IDENTIFIERS（标识符）144

5.3.2 DATA OBJECTS（数据对象）145

5.3.3 DATA TYPES（数据类型）147

5.3.4 VHDL语言的运算操作符151

5.4 VHDL最基本的描述语句153

5.4.1 PROCESS STATEMENTS（进程语句）153

5.4.2 SEQUENTIAL（顺序描述语句）154

5.4.3 CONCURRENT STATEMENTS（并行／并发同时语句）162

5.5 VHDL的其他描述语句164

5.5.1 属性描述与定义语句164

5.5.2 BLOCK语句166

5.5.3 COMPONENT语句167

5.5.4 GENERATE语句169

5.5.5 ASSERT STATEMENT（断言语句）171

思考题和习题174

第6章 VHDL程序设计基础175

6.1 VHDL描述风格175

6.1.1 行为描述175

6.1.2 数据流描述176

6.1.3 结构描述177

6.2 组合逻辑设计实例179

6.2.1 基本逻辑门的描述179

6.2.2 ENCODER（编码器）179

6.2.3 译码器180

6.2.4 选择器182

6.2.5 加法器183

6.3 时序电路设计实例185

6.3.1 锁存器185

6.3.2 同步计数器186

6.3.3 存储器188

6.4 状态机的设计实例190

6.5 硬件描述语言层次化设计196

6.5.1 “自上而下”层次化设计概述196

6.5.2 VHDL硬件描述语言层次化设计方法197

思考题和习题200

第7章 EDA技术综合应用设计实例201

7.1 交通灯控制系统设计201

7.1.1 系统设计要求201

7.1.2 确定方案201

7.1.3 模块电路的端口资源203

7.1.4 模块电路设计203

7.1.5 顶层设计207

7.1.6 适配下载209

7.1.7 硬件验证209

7.1.8 总结报告209

7.2 8位加法器210

7.2.1 设计原理210

7.2.2 程序设计210

7.2.3 编译、仿真212

7.2.4 下载验证213

7.3 数据采集系统设计214

7.3.1 系统的功能要求和设计思想214

7.3.2 ADC控制模块设计216

7.4 电子密码锁的设计218

7.4.1 设计原理与要解决的问题218

7.4.2 去抖模块的设计219

7.4.3 功能模块的设计220

7.4.4 其他模块的设计222

7.5 抢答器的设计227

7.5.1 抢答器的原理及其功能227

7.5.2 利用MAX+Plus Ⅱ的图形界面设计四位抢答器227

7.5.3 利用VHDL语言来设计四位抢答器227

7.5.4 利用Protel 99 SE来绘制四位抢答器的电路图229

7.5.5 利用Protel 99 SE来绘制四位抢答器的电路板图229

7.6 设计选题（1）230

7.6.1 8×8乘法器设计原理230

7.6.2 同步清零的可逆计数器232

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233

7.7 设计选题（2）233

7.7.1 数字跑表233

7.7.2 多功能电子表234

7.7.3 出租车计费器234

7.7.4 自适应频率计235

7.7.5 数字式频率合成器236

7.7.6 彩灯控制器236

第8章 EDA技术实验237

8.1 EDA技术实验的基本要求237

8.2 电路的参考实验项目、内容及要求239

8.2.1 验证叠加原理与戴维南定律239

8.2.2 RL串联电路的仿真实验239

8.2.3 直流电路中的功率传递240

8.2.4 串联电路的谐振241

8.2.5 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的仿真实验243

8.2.6 一阶RL电路的动态过程仿真实验244

8.2.7 楞次定律的仿真实验245

8.2.8 非正弦波傅里叶分析的仿真实验246

8.3 模拟电子的参考实验项目、内容及要求248

8.3.1 单管共射极放大电路的仿真实验248

8.3.2 集成运算放大电路的仿真实验249

8.3.3 子电路与波特图仪的使用实验250

8.3.4 电压比较器的仿真实验251

8.3.5 有源低通滤波器电路的仿真实验252

8.3.6 求和电路的仿真实验253

8.3.7 综合性实验——高、低限越限声光报警器的仿真实验253

8.3.8 设计性实验254

8.4 数字电子的参考实验项目、内容及要求255

8.4.1 数字逻辑电路关系测试的仿真实验255

8.4.2 逻辑分析仪测试的仿真实验256

8.4.3 字信号发生器的测试实验257

8.4.4 分频器的测试实验257

8.4.5 编码器的仿真实验258

8.4.6 数据选择器的仿真实验259

8.4.7 移位寄存器的仿真实验261

8.4.8 异步二进制计数器的仿真实验261

8.4.9 格雷码变换263

8.4.10 BCD码加法器264

8.4.11 四人抢答器266

8.4.12 设计基本触发器266

8.4.13 设计74LS169计数器功能模块270

8.4.14 设计性实验272

8.5 大规模可编程器件实验273

8.5.1 组合逻辑设计273

8.5.2 设计性实验273

8.5.3 综合性实验——扫描显示电路的驱动274

8.5.4 综合实验——数字钟276

8.5.5 出租车计费器278

8.5.6 频率计280

第9章 印制电路板的设计（Protel 99 SE）282

9.1 Protel 99 SE简介282

9.1.1 Protel 99 SE的三大技术282

9.1.2 Protel 99 SE的三大功能模块282

9.1.3 Protel 99 SE的常用命令及操作方法283

9.2 Protel 99 SE原理图设计287

9.2.1 建立Schematic文档、设置图纸288

9.2.2 放置元器件290

9.2.3 原理图布线295

9.2.4 常用工具软件的使用方法及原理图的输出297

9.3 网络表生成软件299

9.3.1 网络表中所包含的内容299

9.3.2 由原理图生成网络表300

9.3.3 元件列表生成300

9.3.4 原理图输出302

9.4 绘制印制电路板（PCB）303

9.4.1 启动PCB设计系统与环境设置304

9.4.2 制作印制电路板308

思考题和习题314

第10章 SOPC实验实例316

10.1 实验目的316

10.2 硬件需求316

10.3 实验原理316

10.4 实验内容318

10.5 实验步骤319

附录341

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341

附录B 实验箱简介342

参考文献346