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第1章 电子设计基础1

1.1 电子设计技术的发展1

1.1.1从功能固定的电子器件到可编程器件1

1.1.2从传统的电子电路设计方法到EDA技术3

1.2 电子电路设计的几个基本问题5

1.2.1电子电路设计方案的选择5

1.2.2元器件的选择7

1.2.3单元电路之间的级联12

1.3 电子电路的安装调试与抗干扰措施14

1.3.1电路安装布局的一般原则14

1.3.2电路的调试与抗干扰技术16

1.3.3设计指标及测量误差分析21

1.3.4电子设计报告23

1.4 EDA技术中使用的电子器件24

1.4.1可编程模拟器件24

1.4.2可编程逻辑器件25

1.4.3 Xilinx公司的CPLD——XC950028

1.4.4 Altera公司的FPGA——FLEX 10K34

1.5 FPGA/CPLD产品及应用开发41

1.5.1 FPGA/CPLD产品概述41

1.5.2 FPGA/CPLD应用开发流程44

第2章 用传统方法设计数字电路48

2.1数字电路设计方法48

2.1.1数字电路系统的组成48

2.1.2数字电路的设计步骤49

2.2 中小规模数字集成电路的应用51

2.2.1常用中规模组合集成电路（MSI）的功能与应用51

2.2.2中规模时序逻辑电路的功能与应用62

2.2.3集成锁相环及其应用69

2.2.4常用A/D和D/A转换电路的功能与应用74

2.2.5常用集成稳压电路与稳压电源84

2.3数字电路小系统设计举例88

2.3.1 出租车计费器设计88

2.3.2红外遥控发射、接收系统设计95

第3章VHDL语言应用基础102

3.1 VHDL语言及其程序基本结构102

3.1.1硬件描述语言VHDL102

3.1.2 VHDL程序的基本结构103

3.1.3 VHDL中的程序库、包和配置115

3.2 VHDL语言的基本要素119

3.2.1文字规则119

3.2.2数据类型121

3.2.3 VHDL的数据对象124

3.3 VHDL的操作符126

3.3.1逻辑操作符128

3.3.2算术运算符128

3.3.3关系运算符130

3.4 VHDL的基本语句解析130

3.4.1顺序语句（Sequential Statements）131

3.4.2并行语句（Concurrent Statements）140

3.5 用VHDL语言设计数字电路150

3.5.1组合电路设计150

3.5.2 时序电路设计155

3.5.3有限状态机设计165

第4章 用EDA技术设计数字电路172

4.1 用Foundation软件的原理图输入法设计172

4.1.1原理图编辑器的功能173

4.1.2原理图设计中的项目管理器173

4.1.3原理图编辑器177

4.1.4功能仿真和时序仿真180

4.1.5设计制作示例188

4.2用Foundation的文本输入法设计201

4.2.1为设计项目创建“New Project”201

4.2.2创建HDL源文件CNT.VHD202

4.2.3逻辑综合203

4.2.4功能仿真206

4.2.5 CNT设计实现208

4.2.6芯片编程209

4.2.7 Foundation 中的语言助手209

4.3 用MAX+PlusⅡ软件的原理图输入法设计210

4.3.1 MAX+PlusⅡ概述210

4.3.2用原理图输入法设计举例211

4.3.3 将原理图输入到MAX+PlusⅡ软件中212

4.3.4选择目标器件并编译215

4.3.5 时序仿真216

4.3.6引脚锁定219

4.3.7编程下载220

4.3.8设计顶层文件221

4.3.9设计过程中的其他信息222

4.4 用MAX+PlusⅡ的文本输入法设计224

4.4.1创建VHDL源文件224

4.4.2选择器件225

4.4.3编译226

4.4.4定义引脚227

4.4.5波形仿真228

4.4.6器件编程229

4.5 用PLD设计专用集成电路芯片（ASIC）229

4.5.1 ASIC设计方法229

4.5.2设计任务与要求231

4.5.3数字电压表的组成233

4.5.4 VHDL程序设计及仿真验证234

4.5.5数字电压表ASIC实验241

第5章 模拟电路设计244

5.1模拟电路设计方法244

5.1.1运算放大器的分类及选择方法244

5.1.2基于集成运算放大器的基本电路246

5.1.3直流稳压电源的设计249

5.1.4波形产生电路的设计252

5.1.5有源滤波器的设计255

5.2模拟电路应用实例——微弱信号放大电路259

5.2.1任务与要求259

5.2.2电路设计260

5.2.3单元电路分析261

5.3 实用的模拟电路参考模块262

5.3.1电源电路262

5.3.2信号放大器264

5.3.3信号产生电路270

5.3.4测量与控制电路274

5.3.5信号运算与处理电路278

5.3.6其他电路284

第6章 模拟电路计算机辅助分析及可编程模拟器件290

6.1 电路分析软件OrCAD/1spice简介290

6.1.1 OrCAD/Pspice与SPICE290

6.1.2 PspiceA/D的配套软件290

6.1.3 电路基本模拟过程291

6.1.4 Pspice的有关规定291

6.2绘制电路图292

6.2.1启动电路图绘制软件Capture292

6.2.2电路图编辑器Page Editor294

6.2.3电路各元素属性参数的编辑298

6.3 电路的基本分析302

6.3.1直流偏置计算Bias Point302

6.3.2直流传输特性分析（TF）303

6.3.3直流扫描分析（DC Sweep）304

6.3.4频率特性分析（AC Sweep）307

6.3.5瞬态分析（TRAN）309

6.3.6参数扫描分析312

6.4应用举例313

6.4.1 BJT的输出特性313

6.4.2分压式偏置电路的基本分析314

6.4.3乙类互补对称功率放大器分析317

6.4.4用运算放大器构成的波形变换电路分析320

6.4.5用运算放大器构成线性整流电路分析321

6.5在系统可编程模拟器件ispPAC及其应用322

6.5.1在系统可编程模拟器件ispPAC简介323

6.5.2在系统可编程模拟器件ispPAC的应用举例325

第7章 综合性电子系统设计课题333

7.1 数字式竞赛抢答器设计333

7.2微波炉控制器设计336

7.3 可编程时钟控制器设计341

7.4步进电机控制器设计346

7.5 交通信号灯控制器设计350

7.6简易数字频率计设计354

7.7数字温度表设计360

7.8 多路远程数据采集系统设计366

7.9低频功率放大器设计369

7.10实用信号源设计373

7.11 数字多用测量仪设计376

7.12字符显示控制电路设计378

7.13数字存储示波器控制电路设计380

7.14 FPGA/CPLD与单片机总线接口设计383

7.15数控直流电源设计385

7.16 LED大屏幕字符显示屏设计387

7.17洗衣机控制电路设计389

7.18可视可听汽车报站器设计391

7.19 简易数字逻辑分析仪设计393

7.20数字式相位测量仪设计395

第8章 电子设计竞赛397

8.1历届电子设计竞赛题分析397

8.1.1历届电子设计竞赛题目397

8.1.2竞赛题目归类398

8.1.3竞赛的知识点聚焦399

8.2 电子设计竞赛典型题解析399

8.2.1简易数字存储示波器399

8.2.2高效率音频功率放大器416

8.2.3波形发生器434

8.3 电子设计竞赛论文撰写442

8.3.1设计报告的评分标准442

8.3.2设计报告的格式、内容及注意事项442

附录一部分常用二极管、晶体管主要参数445

附录二 常用半导体集成电路的引脚及功能450

附录三 Xilinx Foundation 9500系列元件库中的基本单元电路458

附录四 SE-XC95108型ISP数字实验系统使用说明书463

参考文献469