《數(shù)字電路實驗與實踐》以DICE-KM5 型數(shù)/模電實驗箱和Basys 3源可編程數(shù)字開發(fā)板為硬件平臺,沿著“基礎(chǔ)知識→基礎(chǔ)實驗→綜合設(shè)計實驗→可編程設(shè)計實驗” 的思路,由淺入深、先易后難、先簡單后綜合地講述了數(shù)字電路實驗技術(shù)。《數(shù)字電路實驗與實踐》注重實驗技術(shù)的傳承,既保留傳統(tǒng)依托數(shù)電實驗箱的基礎(chǔ)實驗,又增添開放性自主選題的綜合實驗,還引入基于新一代開源可編程數(shù)字平臺的提高性實驗項目!稊(shù)字電路實驗與實踐》編撰從培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才出發(fā),重視理論與實踐的結(jié)合,可作為普通高等院校電子信息類、自動化類、電氣信息類專業(yè)的電子技術(shù)實驗實訓(xùn)課程教材,也可供從事電子電路技術(shù)的有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
前言
《數(shù)字電路實驗與實踐》是一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)實驗課程,是與數(shù)字電子技術(shù)理論課程相結(jié)合的一門課程。隨著半導(dǎo)體工藝和處理器技術(shù)的飛速發(fā)展,以及開放自主實驗教學(xué)模式的改革,傳統(tǒng)的拘泥于實驗室里的數(shù)字邏輯實驗箱而開展的實驗課程面臨巨大挑戰(zhàn)。目前,很多國內(nèi)高校對數(shù)字電路實驗課程的軟硬件資源和教學(xué)方法都進行了有效的改革,如開放式自主選題的數(shù)電實驗教改,數(shù)電實驗軟硬件的開放教學(xué)平臺搭建,計算機技術(shù)構(gòu)建數(shù)字電路實驗教學(xué)虛擬仿真平臺等,極大地促進了學(xué)生自主能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
作為應(yīng)用型本科大學(xué)的學(xué)生,既要具備搭建電路、現(xiàn)場調(diào)試、故障排除等基本動手操作能力,又要培養(yǎng)方案設(shè)計、仿真模擬、優(yōu)化改進等自主創(chuàng)新能力,真正成為能夠解決復(fù)雜工程問題的應(yīng)用型工程技術(shù)人才,本書就是為了培養(yǎng)這類學(xué)生而編寫的。因此,本書既保留傳統(tǒng)依托數(shù)電實驗箱的基礎(chǔ)性實驗項目,又增添開放性自主選題的綜合性實驗項目,還引入基于新一代開源可編程數(shù)字平臺的提高性實驗項目。其中,基礎(chǔ)性實驗主要針對數(shù)字電子技術(shù)中的基礎(chǔ)知識、基本電路、基本元器件等形成基本訓(xùn)練驗證性項目,一方面鞏固和加深相關(guān)重要的基礎(chǔ)理論,另一方面,幫助學(xué)生認(rèn)識現(xiàn)象,掌握基本實驗知識、基本方法和基本操作技能,為理論論證和實驗技能的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。綜合性實驗項目屬于應(yīng)用性實驗,實驗內(nèi)容以基礎(chǔ)性實驗項目為基本單元,構(gòu)建具有一定簡單功能的電路,側(cè)重于對相關(guān)理論知識和基礎(chǔ)性實驗項目的綜合應(yīng)用,其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識和解決較復(fù)雜的實際問題的能力。提高性實驗項目對于學(xué)生來說既有綜合性又有探索性,它主要側(cè)重于某些理論知識的靈活運用和復(fù)雜工程問題的應(yīng)用,例如多功能數(shù)字電子鐘的設(shè)計、仿真、安裝和調(diào)試等,它要求學(xué)生通過分組分工進行資料查閱、方案設(shè)計和組織實驗等工作,寫出設(shè)計方案和實驗報告,該項目可提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)實驗?zāi)芰。培養(yǎng)學(xué)生獨立自主學(xué)習(xí)、正確分析問題和解決問題的能力,也為培養(yǎng)能夠解決復(fù)雜工程問題的應(yīng)用型工程技術(shù)人才打下重要基礎(chǔ)。
編寫分工:本書第1章由陳勇、徐偉編寫;第2章由陳勇編寫;第3章由徐偉、艾偉清、陳勇共同編寫;第4章由艾偉清編寫。陳勇對全書進行了統(tǒng)稿。本書的撰寫得到了索與電子科技(上海)有限公司趙波經(jīng)理、深圳市鼎陽科技股份有限公司王鐵平經(jīng)理、南京愛思電子有限公司王永江經(jīng)理的大力支持和幫助,他們?yōu)楸緯木帉懱峁┝舜罅康馁Y料和硬件平臺,向各位致以衷心的謝意!
由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,懇請廣大技術(shù)專家和讀者批評指正。聯(lián)系郵箱:cheny_2735033@163.com。
陳勇,男,常熟理工學(xué)院講師,目前負(fù)責(zé)三電平臺工作,主要承擔(dān)《電路》《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》等多門課程實驗教學(xué)工作。2015年獲常熟理工學(xué)院青年教師實驗基本功競賽一等獎。徐偉和艾偉清均為常熟理工學(xué)院老師
目錄
第1章數(shù)字電路實驗基礎(chǔ)
1.1數(shù)字集成電路和PLD的基本知識
1.1.1數(shù)字集成電路簡介
1.1.2PLD簡介
1.2數(shù)字電路實驗方法
1.2.1實驗預(yù)習(xí)
1.2.2實驗安全操作規(guī)范
1.2.3實驗故障類型及其排除方法
1.2.4實驗記錄和報告
1.3主要儀器及使用方法
1.3.1SDG2042X系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器
1.3.2SDM3055X-E數(shù)字多用表
1.3.3SDS1000X-E數(shù)字示波器
1.4數(shù)字電路實驗箱
1.5開源可編程數(shù)字平臺——Basys 3簡介
1.5.1Basys 3板卡
1.5.2電源電路
1.5.3FPGA配置電路
1.5.4存儲器
1.5.5晶振/時鐘
1.5.6USB-UART橋接(串口)
1.5.7基本I/O口
1.6Multisim 12.0概述
1.6.1Multisim發(fā)展歷程
1.6.2Multisim 12的基本界面
1.6.3Multisim 12的元件庫
1.6.4Multisim 12的虛擬儀器庫
1.6.5Multisim 12的使用方法與實例
第2章基礎(chǔ)實驗
實驗1門電路邏輯功能及測試
實驗2譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器功能測試
實驗3加法運算電路功能測試
實驗4觸發(fā)器功能測試
實驗5計數(shù)器電路測試及研究
實驗6波形產(chǎn)生及單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器測試
實驗7555時基電路功能測試
實驗8競爭冒險現(xiàn)象研究
實驗9寄存器及其應(yīng)用
實驗10同步時序電路應(yīng)用
第3章綜合設(shè)計實驗
實驗1簡易彩燈控制器設(shè)計
實驗2數(shù)字電子鐘設(shè)計
實驗3智力競賽搶答器設(shè)計
實驗4汽車尾燈控制器
實驗5電子拔河游戲機設(shè)計
實驗6電子秒表設(shè)計
實驗7交通燈控制器設(shè)計
實驗8四位乘法器設(shè)計
實驗9巡回檢測報警器設(shè)計
第4章可編程設(shè)計實驗
實驗1門電路Verilog HDL設(shè)計
實驗2編碼器設(shè)計
實驗3七段譯碼器設(shè)計
實驗48位補碼串行加法器設(shè)計
實驗516位環(huán)形移位寄存器設(shè)計
實驗6計數(shù)器與數(shù)碼管顯示
實驗7狀態(tài)機實驗-序列信號檢測
實驗8數(shù)字鐘設(shè)計
參考文獻