数字电子技术实验与课程设计

本教材是根据高等院校电类专业数字电子技术课程教学大纲，结合编者的教学实践与应用编写而成。本书按不同的实验教学平台构建相关内容，包括：使用面包板和元器件搭建的基础实验，采用EDA实验箱下载的综合设计型实验，和更加灵活实用的系统课程设计。附录中给出了VerilogHDL和两款常用可编程逻辑开发软件的使用方法。

前 言
第1章 概述1
1.1 实验与课程设计的目的及意义1
1.1.1 数字电子技术实验的目的及意义1
1.1.2 数字电子技术课程设计的目的及意义1
1.2 实验的要求与规范2
1.2.1 实验守则2
1.2.2 数电实验的基本步骤3
1.3 课程设计的要求与规范4
1.3.1 课程设计的基本要求4
1.3.2 课程设计的一般过程与规范5
1.4 故障检测与诊断6
1.4.1 产生故障的原因7
1.4.2 故障的查找和分析8
1.4.3 故障的诊断与排除9
第2章 基础实验11
2.1 TTL及CMOS集成电路逻辑功能及参数测试11
2.1.1 TTL门电路逻辑功能测试11
2.1.2 TTL与非门电路参数测试17
2.1.3 CMOS门电路逻辑功能及参数测试25
2.2 组合逻辑电路基本实验31
2.2.1 组合逻辑电路设计与测试31
2.2.2 译码器及其应用电路37
2.2.3 数据选择器及其应用电路41
2.2.4 显示译码器电路45
2.3 触发器逻辑功能测试及其应用51
2.3.1 触发器逻辑功能测试51
2.3.2 触发器基本应用电路57
2.4 时序逻辑电路基本实验61
2.4.1 触发器设计计数器61
2.4.2 集成计数器及其应用65
2.4.3 移位寄存器及其应用71
2.5 555定时器的功能及应用75
2.6 D-A转换器和A-D转换器81
2.6.1 D-A转换器81
2.6.2 A-D转换器82
第3章 综合设计型实验87
3.1 组合逻辑电路的设计与实现87
3.1.1 代码转换电路的实现87
3.1.2 病房呼叫系统设计88
3.1.3 十进制加法器的设计89
3.2 时序逻辑电路的设计与实现90
3.2.1 序列检测电路90
3.2.2 数字频率计91
3.2.3 可控脉冲发生器92
3.3 实用电路93
3.3.1 琴键控制电路的设计与实现93
3.3.2 数字钟的设计与实现95
第4章 数字系统课程设计97
4.1 数字系统认识97
4.2 数字系统设计及调试方法97
4.3 数字系统设计举例98
4.3.1 人行横道交通信号灯控制系统设计98
4.3.2 简易自动售饮料机104
4.4 数字系统设计任务108
4.4.1 汽车尾灯控制电路108
4.4.2 智能风扇控制系统109
4.4.3 洗衣机控制系统111
4.4.4 出租车自动计费器112
4.4.5 电子拔河游戏机113
4.4.6 两人乒乓球游戏机设计114
4.4.7 打地鼠游戏116
4.4.8 反应时间测试电路117
4.4.9 变步长计数器118
4.4.10 智力测验定时抢答器118
4.5 电路仿真及实现举例119
4.5.1 Multisim软件简介119
4.5.2 仿真设计实现举例122
4.6 课程设计报告模板127
附录129
附录A VerilogHDL语言简介129
A.1 VerilogHDL的特点129
A.2 VerilogHDL的语法要点130
A.3 简单的VerilogHDL模块139
A.4 VerilogHDL的开发流程146
附录B MAX＋plusII软件使用简介147
B.1 工程创建148
B.2 逻辑设计输入及工程编译150
B.3 激励设计输入及工程仿真155
B.4 逻辑资源分配及二次编译163
B.5 器件编程及功能验证167
附录C QuartusII软件使用简介171
C.1 工程创建173
C.2 逻辑设计输入及工程编译178
C.3 激励设计输入及工程仿真183
C.4 逻辑资源分配及二次编译192
C.5 器件编程及功能验证195
参考文献204

本书的第１ 版已出版使用３ 年多. 在教学中发挥了很好的作用. 第２ 版结合理论与实践教学的经验. 规范了一些元器件的引脚和逻辑符号的画法. 修正了部分字词上的错误和疏漏. 调整修改了几个章节的内容和顺序. 补充介绍了Ｑｕａｒｔｕｓ ＩＩ 软件平台的使用方法. 本书修订后能更好地指导数字电子技术实验和课程设计的教学.本书内容分４ 章和３ 个附录. 其中第１ 章概述由尤佳编写整理. 第２ 章基础实验的２.. １ ~２.. ４ 节由李春雷编写整理. ２. ５、２..６ 节由杨淑华编写整理. 第３ 章综合设计型实验的３.１ 节由杨淑华编写整理. ３.２ 节由尤佳编写整理. ３. ３ 节由李春雷编写整理. 第４ 章数字系统课程设计主要由伍春洪编写整理. 附录Ａ 由尤佳编写整理. 附录Ｂ 和附录Ｃ 由李春雷编写整理. 全书的统稿由尤佳负责.本书的编写得到了北京科技大学“十三五” 规划教材建设经费的资助. 也得到了很多同仁的指导与帮助. 并借鉴了部分往届学生的实践成果. 在此. 我们深表感谢.由于水平有限. 书中难免有不妥之处. 衷心希望使用本书的老师和同学们能予以批评指正.编  者