數字電路實驗

《數字電路實驗》可分為五部分：中小規模標準數字集成電路的電路、CPLD、單片機、數字電路專題實驗和實驗中使用較多的芯片資料。在中小規模標準數字集成電路的電路中，編者自行設計了使用EWB對74LS00內部電路的仿真，以加深學生對集成數字芯片的電路特性方面的認識。在基於HC4046的鎖相環電路設計中，要求學生根據芯片資料設計二階數字鎖相環路。

在CPl。D應用實驗中，要求學生由簡到繁學習Veril09語言。在實驗電路板上，設計了沒有防抖動電路的按鈕和有防抖動電路的按鈕，讓學生體會實際電路中可能出現的問題。在單片機實驗中，強調單片機電路與彙編語言關係。這三部分為課內必做內容。數字電路實驗一般單獨設課，為每週4學時，一學期共68學時，計2個學分。數字電路專題實驗為開放實驗，專題實驗給出題目和思路，沒有具體的辦法，前三部分的必做實驗在知識上已為做專題實驗做好了準備。 ^[1] 

第一部分 基本數字集成電路實驗

第1章 基本數字集成電路及其測量技術

1.1 器件的電氣參數測量

1.1.1 TTL和CMOS數字集成電路使用規則

1.1.2 集成門電路外特性的測試

1.2 組合電路及顯示電路

1.2.1 門電路

1.2.2 數碼顯示器件

1.2.3 MSI組合邏輯電路

1.2.4 用PLD器件設計組合電路

1.3 時序電路

1.3.1 觸發器

1.3.H MSI計數器

1.3.3 MSI移位寄存器

1.3.4 用PLD設計時序電路

1.4 時鐘產生電路和定時電路

1.4.1 555定時器

1.4.2 集成式施密特觸發器

1.4.3 多諧振盪器

1.4.4 數字鎖相環

1.4.5 單穩態觸發器

1.5 模/數、數/模轉換及應用

1.5.1 集成模/數轉換器

1.5.2 集成數/模轉換器

1.6 半導體存儲器

1.6.1 存儲器的分類

1.6.2 半導體存儲器的技術指標

1.7 數字電路的測量信號

1.7.1 二進制測量信號

1.7.2 數字電路同步波形的測量

1.7.3 黑盒子電路的測量

1.8 實驗基本技能

1.8.1 實驗手段

1.8.2 實驗中應用較廣的幾種數字邏輯電路

1.8.3 實驗中應注意的問題

1.9 數字電路常見故障的分析與排除

1.9.1 數字電路常見故障

1.9.2 檢查電路的一般方法

第2章 EWB軟件的應用

2.1 電路仿真工具EWB簡介

2.1.1 EWB的特點

2.1.2 EWB的結構和界面

2.2 數字電路仿真的基本步驟和注意事項

2.2.1 電路輸入

2.2.2 激勵源的加入

2.2.3 顯示、測試與輸出單元的使用

2.2.4 運行仿真

第3章 基本實驗

3.1 實驗要求

3.1.1 概述

3.1.2 實驗報告的撰寫

3.2 實驗板

3.2.1 麪包板與實驗板

3.2.2 電路安裝

3.2.3 佈線原則

3.2.4 故障排除

實驗0 數字電路常用儀表使用

實驗1 集成電路外特性測量(仿真)

實驗2 集成電路外特性測量

實驗3 組合邏輯電路實驗

實驗4 比較器的研究

實驗5 集成計數器74LS90的測試及分頻

實驗6 計數、譯碼、顯示電路

實驗7 可預置的CC4526減計數器的應用

實驗8 集成門組成多諧振盪器

實驗9 集成定時器555的研究

實驗10 集成雙單穩CD4528的應用

實驗11 鎖相環倍頻器

實驗12 搶答電路實驗

實驗13 數字式脈衝佔空係數測定儀

第二部分 可編程邏輯器件實驗

第4章 可編程邏輯器件

4.1 XC9500系列器件

4.1.1 Xilinx系列器件簡介

4.1.2 XC9500系列CPLD器件的主要特點

4.1.3 XC9500系列器件的結構

第5章 Verilog HDL簡介

5.1 引言

5.2 Verilog HDL的基本結構

5.2.1 簡單的Verilog HDL例子

5.2.2 Verilog HDL模塊的結構

5.2.3 邏輯功能定義

5.3 數據類型及常量、變量

5.3.1 常量

5.3.2 變量

5.4 運算符及表達式

5.4.1 算術運算符(Arithmetic opcrators)

5.4.2 邏輯運算符(Logical operatprs)

5.4.3 位運算符(Bitwise operatprs)

5.4.4 關係運算符(Relational operatprs)

5.4.5 等式運算符(Equality operatprs)

5.4.6 縮減運算符(Recluction operatprs)

5.4.7 移位運算符(Shift operatprs)

5.4.8 條件運算符(Conditional operatprs)

5.4.9 位拼接運算符(Concatenation operatprs)

5.4.10 運算符的優先級

5.5 語句

5.6 賦值語句

5.6.1 常用的賦值語句

5.6.2 阻塞賦值和非阻塞賦值的區別

5.7 條件語句

5.7.1 if-else語句

5.7.2 case語句

5.7.3 使用條件語句的注意事項

5.8 循環語句

5.8.1 for語句

5.8.2 repeat語句

5.8.3 While和forever語句

5.9 結構説明語句

5.9.1 always塊語句

5.9.2 initial語句

5.6.3 task和{unti.n語句

5.10 編譯預處理語句

5.10.1 define語句

5.10.2 include語句

5.10.3 timescale語句

5.11 語句的順序執行與並行執行

5.12 不同抽象級別的Verilog HDL模型

5.12.1 Vorilog HDL門級描述

5.12.2 Vorilog HDL的行為級描述

第6章 Xilinx ISE軟件系統及應用

6.1 概述

6.2 設計流程

6.2.1 設計輸入階段

6.2.2 實現階段

6.2.3 調試和仿真

6.2.4 設計完成和下載

6.3 軟件的使用

6.3.1 設計輸入

6.3.2 仿真行為模型(ModelSim)

6.3.3 設計輸入(ESC)

6.3.4 引腳編輯器(PACE)

6.3.5 編程與配置工具(iMPACT)

6.3.6 有限狀態機設計(StateCAD)

第7章 基本實驗

7.1 Xilinx實驗電路

7.1.1 硬件結構

7.1.2 主要器件

7.1.3 I/O口分配圖

實驗1 CPLD中組合邏輯電路的實現

實驗2 CPLD中時序電路的實現

實驗3 CPLD中搶答器電路的實現

實驗4 三層電梯控制器

實驗5 交通燈控制器

實驗6 乒乓遊戲機

實驗7 數字鎖

實驗8 數字鐘

第三部分 單片機實驗

第8章 單片機

8.1 概述

8.2 MC5-51單片機結構

8.3 MC5-51單片機引腳

8.4 MC5-51單片機吋序

8.5 MC5-51單片機I/O口

8.6 MC5-51單片機存儲器結構

8.7 MC5-51定時/計數器

8.8 MC5-51的中斷系統

8.9 MC5-51指令系統

8.9.1 MC5-51尋址方式

8.9.2 數據傳送指令

8.9.3 算術運算指令

8.9.4 邏輯運算及移位指令

8.9.5 轉移指令

8.9.6 布爾指令

8.10 彙編語言設計

8.10.1 MC5-51偽指令

8.10.2 彙編語言程序的格式

第9章 單片機開發工具軟件的使用

9.1 Keil-C51的使用

9.2 SUPERPRO 280U編程器的使用

9.2.1 應用軟件的用户界面

9.2.2 燒錄器件的步驟

第10章 基本實驗

實驗1 單片機按鍵程序設計

實驗2 LED數碼管動態顯示實驗

實驗3 模數轉換實驗

實驗4 用DAC0832產生正弦波

第四部分 綜合實驗

第11章 數字系統與開放實驗

實驗1 混響器設計

實驗2 簡易數字頻率計

實驗3 簡易數字存儲示波器

實驗4 簡易邏輯分析儀

第五部分 附錄

74LS00器件手冊

74LS90器件手冊

其他部分常用集成器件簡介

參考資料 ^[1-2]