EDA設計實驗教程

《EDA設計實驗教程》是2014年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：EDA設計實驗教程
• 作者：艾明晶
• ISBN：9787302338277
• 定價：39元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2014年
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書以培養學生的系統設計能力、激發學生的創新意識和培養自主設計能力為目標，以適應學生的個性化差異、滿足不同基礎學生的多樣化需求為宗旨，構建了3個層次（設計型、綜合型、自主型）的實驗體系。全書分為3章，第1章“常用數字電路和數字系統實驗”通過設計型實驗培養學生的數字電路基本設計能力；第2章“複雜數字系統實驗”通過綜合型實驗培養學生的大規模數字系統的綜合設計能力；第3章“自主設計實驗”通過自主型實驗激發學生的創新意識，培養學生的自主設計能力。

圖書目錄

第1章常用數字電路和數字系統實驗1

實驗11按鍵消抖電路1

一、 實驗目的1

二、 實驗任務1

三、 實驗原理1

四、 實驗指導2

五、 實驗報告4

實驗12電子搶答器5

一、 實驗目的5

二、 實驗任務5

三、 預習要求5

四、 實驗原理5

五、 實驗指導6

六、 實驗報告11

實驗13電子秒表電路11

一、 實驗目的11

二、 實驗任務12

三、 預習要求12

四、 設計思路12

五、 實驗指導13

六、 實驗報告20

實驗14全自動洗衣機控制器21

一、 實驗目的21

二、 實驗任務21

三、 預習要求22

四、 實驗原理22

五、 實驗指導27

六、 實驗報告37

實驗15基於ROM的VGA顯示37

一、 實驗目的37

二、 實驗任務37EDA設計實驗教程目錄三、 預習要求38

四、 實驗原理38

五、 實驗指導44

六、 實驗報告54

實驗16循環冗餘校驗電路55

一、 實驗目的55

二、 實驗任務55

三、 預習要求55

四、 實驗原理55

五、 實驗指導58

六、 實驗報告69

實驗17LCD顯示控制電路70

一、 實驗目的70

二、 實驗任務70

三、 預習要求70

四、 實驗原理71

五、 實驗指導79

六、 實驗報告100

第2章複雜數字系統實驗101

實驗21電子日曆和電子時鐘101

一、 實驗目的101

二、 實驗任務101

三、 預習要求102

四、 實驗原理102

五、 實驗指導104

六、 實驗報告121

實驗22電梯控制器121

一、實驗目的121

二、實驗任務122

三、預習要求123

四、實驗原理123

五、實驗指導125

六、實驗報告148

實驗23PS/2鍵盤和滑鼠控制的電子琴149

一、實驗目的149

二、實驗任務149

三、預習要求149

四、實驗原理149

五、實驗指導156

六、實驗報告177

實驗24LCD顯示1位十進制計算器178

一、實驗目的178

二、實驗任務178

三、預習要求178

四、實驗原理178

五、實驗指導179

六、實驗報告194

實驗25對抗性彈球遊戲195

一、實驗目的195

二、實驗任務195

三、預習要求195

四、實驗原理196

五、實驗指導196

六、實驗報告225

實驗26推箱子遊戲226

一、實驗目的226

二、實驗任務226

三、預習要求226

四、實驗原理227

五、實驗指導227

六、實驗報告263

第3章自主設計實驗264

實驗31計程車計價器264

一、實驗目的264

二、實驗任務264

三、預習要求265

四、實驗原理265

五、實驗指導265

六、實驗報告273

實驗32卡式電話計費器274

一、實驗目的274

二、實驗任務274

三、預習要求275

四、實驗原理275

五、實驗指導276

六、實驗報告282

實驗33樂曲演奏電路282

一、實驗目的282

二、實驗任務282

三、預習要求283

四、實驗原理283

五、實驗指導284

六、實驗報告288

實驗34桌球遊戲機289

一、實驗目的289

二、實驗任務289

三、預習要求289

四、實驗原理290

五、實驗指導291

六、實驗報告296

實驗35自動售貨機297

一、實驗目的297

二、實驗任務297

三、預習要求297

四、實驗原理298

五、實驗指導298

六、實驗報告303

實驗36銀行自動排號叫號系統304

一、實驗目的304

二、實驗任務304

三、預習要求305

四、實驗原理305

五、實驗指導307

六、實驗報告317

實驗37可控函式信號發生器318

一、實驗目的318

二、實驗任務318

三、預習要求318

四、實驗原理318

五、實驗指導324

六、實驗報告340

第1章常用數字電路和數字系統實驗1

實驗11按鈕消抖電路1

一、實驗目的1

二、實驗任務1

三、實驗原理1

四、實驗指導3

五、實驗報告4

實驗12電子搶答器4

一、實驗目的4

二、實驗任務4

三、預習要求5

四、實驗原理5

五、實驗指導6

六、實驗報告10

實驗13電子秒表電路11

一、實驗目的11

二、實驗任務11

三、預習要求12

四、設計思路12

五、實驗指導12

六、實驗報告19

實驗14全自動洗衣機控制器20

一、實驗目的20

二、實驗任務20

三、預習要求21

四、實驗原理21五、實驗指導26

六、實驗報告35

實驗15基於ROM的VGA顯示36

一、實驗目的36

二、實驗任務36

三、預習要求36

四、實驗原理37

五、實驗指導42

六、實驗報告52

實驗16循環冗餘校驗電路53

一、實驗目的53

二、實驗任務53

三、預習要求53

四、實驗原理53

五、實驗指導56

六、實驗報告67

實驗17LCD顯示控制電路68

一、實驗目的68

二、實驗任務68

三、預習要求68

四、實驗原理68

五、實驗指導78

六、實驗報告98

第2章複雜數字系統實驗99

實驗21電子日曆和電子時鐘99

一、實驗目的99

二、實驗任務99

三、預習要求100

四、實驗原理100

五、實驗指導102

六、實驗報告118

實驗22電梯控制器119

一、實驗目的119

二、實驗任務119

三、預習要求121

四、實驗原理121

五、實驗指導123

六、實驗報告144

實驗23PS/2鍵盤和滑鼠控制的電子琴145

一、實驗目的145

二、實驗任務145

三、預習要求145

四、實驗原理145

五、實驗指導152

六、實驗報告173

實驗24LCD顯示1位十進制計算器173

一、實驗目的173

二、實驗任務174

三、預習要求174

四、實驗原理174

五、實驗指導174

六、實驗報告189

實驗25對抗性彈球遊戲190

一、實驗目的190

二、實驗任務190

三、預習要求191

四、實驗原理191

五、實驗指導191

六、實驗報告220

實驗26推箱子遊戲221

一、實驗目的221

二、實驗任務221

三、預習要求221

四、實驗原理222

五、實驗指導222

六、實驗報告257

第3章自主設計實驗259

實驗31計程車計價器259

一、實驗目的259

二、實驗任務259

三、預習要求260

四、實驗原理260

五、實驗指導260

六、實驗報告267

實驗32卡式電話計費器269

一、實驗目的269

二、實驗任務269

三、預習要求269

四、實驗原理270

五、實驗指導270

六、實驗報告275

實驗33樂曲演奏電路276

一、實驗目的276

二、實驗任務276

三、預習要求277

四、實驗原理277

五、實驗指導278

六、實驗報告281

實驗34桌球遊戲機282

一、實驗目的282

二、實驗任務282

三、預習要求283

四、實驗原理284

五、實驗指導285

六、實驗報告290

實驗35自動售貨機290

一、實驗目的290

二、實驗任務290

三、預習要求291

四、實驗原理291

五、實驗指導291

六、實驗報告297

實驗36銀行自動排號叫號系統297

一、實驗目的297

二、實驗任務297

三、預習要求298

四、實驗原理298

五、實驗指導300

六、實驗報告310

實驗37可控函式信號發生器310

一、實驗目的310

二、實驗任務311

三、預習要求311

四、實驗原理311

五、實驗指導317

六、實驗報告333

第1章計算機基礎知識1

1.1計算機系統1

1.1.1計算機的分類1

1.1.2計算機系統的組成2

1.2數制4

1.2.1計數進位制4

1.2.2二進制數的運算9

1.3邏輯代數基礎與基本邏輯門電路10

1.3.1基本邏輯運算10

1.3.2基本邏輯門電路12

1.4數的定點表示與浮點表示（定點數與浮點數）15

1.4.1定點數15

1.4.2浮點數16

1.4.3帶符號數的表示方法:原碼、反碼、補碼和移碼17

1.5碼制20

1.5.1十進制的代碼（BCD碼）20

1.5.2可靠性編碼21

習題及解答24

第2章指令系統與定址方式31

2.1指令的基本格式31

2.2定址方式33

2.2.1基本概念術語33

2.2.2有效地址EA與段超越34

2.2.3與運算元有關的定址方式36

2.2.4與轉移指令的偏移地址有關的定址方式40計算機組織與結構目錄2.3指令系統45

2.3.1數據傳送類指令46

2.3.2算術運算類指令52

2.3.3邏輯運算和移位類指令60

2.3.4串操作類指令62

2.3.5輸入輸出類指令(該類指令均不影響條件碼)64

2.3.6控制轉移類指令（該類所有指令均不影響條件碼）65

習題及解答71

第3章組合邏輯電路77

3.1邏輯代數的基本定律及規則77

3.1.1邏輯函式間的相等77

3.1.2邏輯代數的基本規律78

3.1.3邏輯代數中的三個規則78

3.2邏輯函式的化簡方法80

3.2.1“與或”式、“或與”式80

3.2.2最小項與最大項80

3.2.3代數化簡方法84

3.3邏輯函式的卡諾圖化簡方法86

3.3.1卡諾圖86

3.3.2卡諾圖的化簡88

3.3.3包含無關最小項的邏輯函式的化簡91

3.4組合邏輯電路93

3.4.1組合邏輯電路的分析93

3.4.2組合邏輯電路的設計96

3.4.3組合邏輯電路中的競爭冒險98

3.4.4中規模邏輯器件全加器101

習題及解答103

第4章觸發器與時序邏輯電路119

4.1觸發器的性質與分類119

4.1.1觸發器的性質119

4.1.2觸發器的分類119

4.2基本RS觸發器（也叫直接置位、復位觸發器）120

4.3時序觸發器121

4.3.1分類、術語及功能表現方式122

4.3.2同步SR觸發器122

4.3.3D觸發器、JK觸發器和T觸發器124

4.3.4觸發方式與空翻125

4.4時序邏輯電路129

4.4.1時序邏輯電路概述129

4.4.2時序邏輯電路的分類129

4.4.3時序邏輯電路的分析130

4.4.4時序邏輯電路的設計133

習題與解答136

第5章匯流排、中斷與I/O系統147

5.1匯流排系統147

5.1.1匯流排的基本概念147

5.1.2匯流排的控制方式（仲裁策略）150

5.1.3匯流排的通信技術152

5.2中斷系統154

5.2.1基本概念154

5.2.2中斷分類155

5.2.3中斷服務程式入口地址的獲取方式156

5.2.4中斷處理程式的優先權別156

六、實驗報告177

實驗24LCD顯示1位十進制計算器178

一、實驗目的178

二、實驗任務178

三、預習要求178

四、實驗原理178

五、實驗指導179

六、實驗報告194

實驗25對抗性彈球遊戲195

一、實驗目的195

二、實驗任務195

三、預習要求195

四、實驗原理196

五、實驗指導196

六、實驗報告225

實驗26推箱子遊戲226

一、實驗目的226

二、實驗任務226

三、預習要求226

四、實驗原理227

五、實驗指導227

六、實驗報告263

第3章自主設計實驗264

實驗31計程車計價器264

一、實驗目的264

二、實驗任務264

三、預習要求265

四、實驗原理265

五、實驗指導265

六、實驗報告273

實驗32卡式電話計費器274

一、實驗目的274

二、實驗任務274

三、預習要求275

四、實驗原理275

五、實驗指導276

六、實驗報告282

實驗33樂曲演奏電路282

一、實驗目的282

二、實驗任務282

三、預習要求283

四、實驗原理283

五、實驗指導284

六、實驗報告288

實驗34桌球遊戲機289

一、實驗目的289

二、實驗任務289

三、預習要求289

四、實驗原理290

五、實驗指導291

六、實驗報告296

實驗35自動售貨機297

一、實驗目的297

二、實驗任務297

三、預習要求297

四、實驗原理298

五、實驗指導298

六、實驗報告303

實驗36銀行自動排號叫號系統304

一、實驗目的304

二、實驗任務304

三、預習要求305

四、實驗原理305

五、實驗指導307

六、實驗報告317

實驗37可控函式信號發生器318

一、實驗目的318

二、實驗任務318

三、預習要求318

四、實驗原理318

五、實驗指導324

六、實驗報告340

第1章常用數字電路和數字系統實驗1

實驗11按鈕消抖電路1

一、實驗目的1

二、實驗任務1

三、實驗原理1

四、實驗指導3

五、實驗報告4

實驗12電子搶答器4

一、實驗目的4

二、實驗任務4

三、預習要求5

四、實驗原理5

五、實驗指導6

六、實驗報告10

實驗13電子秒表電路11

一、實驗目的11

二、實驗任務11

三、預習要求12

四、設計思路12

五、實驗指導12

六、實驗報告19

實驗14全自動洗衣機控制器20

一、實驗目的20

二、實驗任務20

三、預習要求21

四、實驗原理21五、實驗指導26

六、實驗報告35

實驗15基於ROM的VGA顯示36

一、實驗目的36

二、實驗任務36

三、預習要求36

四、實驗原理37

五、實驗指導42

六、實驗報告52

實驗16循環冗餘校驗電路53

一、實驗目的53

二、實驗任務53

三、預習要求53

四、實驗原理53

五、實驗指導56

六、實驗報告67

實驗17LCD顯示控制電路68

一、實驗目的68

二、實驗任務68

三、預習要求68

四、實驗原理68

五、實驗指導78

六、實驗報告98

第2章複雜數字系統實驗99

實驗21電子日曆和電子時鐘99

一、實驗目的99

二、實驗任務99

三、預習要求100

四、實驗原理100

五、實驗指導102

六、實驗報告118

實驗22電梯控制器119

一、實驗目的119

二、實驗任務119

三、預習要求121

四、實驗原理121

五、實驗指導123

六、實驗報告144

實驗23PS/2鍵盤和滑鼠控制的電子琴145

一、實驗目的145

二、實驗任務145

三、預習要求145

四、實驗原理145

五、實驗指導152

六、實驗報告173

實驗24LCD顯示1位十進制計算器173

一、實驗目的173

二、實驗任務174

三、預習要求174

四、實驗原理174

五、實驗指導174

六、實驗報告189

實驗25對抗性彈球遊戲190

一、實驗目的190

二、實驗任務190

三、預習要求191

四、實驗原理191

五、實驗指導191

六、實驗報告220

實驗26推箱子遊戲221

一、實驗目的221

二、實驗任務221

三、預習要求221

四、實驗原理222

五、實驗指導222

六、實驗報告257

第3章自主設計實驗259

實驗31計程車計價器259

一、實驗目的259

二、實驗任務259

三、預習要求260

四、實驗原理260

五、實驗指導260

六、實驗報告267

實驗32卡式電話計費器269

一、實驗目的269

二、實驗任務269

三、預習要求269

四、實驗原理270

五、實驗指導270

六、實驗報告275

實驗33樂曲演奏電路276

一、實驗目的276

二、實驗任務276

三、預習要求277

四、實驗原理277

五、實驗指導278

六、實驗報告281

實驗34桌球遊戲機282

一、實驗目的282

二、實驗任務282

三、預習要求283

四、實驗原理284

五、實驗指導285

六、實驗報告290

實驗35自動售貨機290

一、實驗目的290

二、實驗任務290

三、預習要求291

四、實驗原理291

五、實驗指導291

六、實驗報告297

實驗36銀行自動排號叫號系統297

一、實驗目的297

二、實驗任務297

三、預習要求298

四、實驗原理298

五、實驗指導300

六、實驗報告310

實驗37可控函式信號發生器310

一、實驗目的310

二、實驗任務311

三、預習要求311

四、實驗原理311

五、實驗指導317

六、實驗報告333

第1章計算機基礎知識1

1.1計算機系統1

1.1.1計算機的分類1

1.1.2計算機系統的組成2

1.2數制4

1.2.1計數進位制4

1.2.2二進制數的運算9

1.3邏輯代數基礎與基本邏輯門電路10

1.3.1基本邏輯運算10

1.3.2基本邏輯門電路12

1.4數的定點表示與浮點表示（定點數與浮點數）15

1.4.1定點數15

1.4.2浮點數16

1.4.3帶符號數的表示方法:原碼、反碼、補碼和移碼17

1.5碼制20

1.5.1十進制的代碼（BCD碼）20

1.5.2可靠性編碼21

習題及解答24

第2章指令系統與定址方式31

2.1指令的基本格式31

2.2定址方式33

2.2.1基本概念術語33

2.2.2有效地址EA與段超越34

2.2.3與運算元有關的定址方式36

2.2.4與轉移指令的偏移地址有關的定址方式40計算機組織與結構目錄2.3指令系統45

2.3.1數據傳送類指令46

2.3.2算術運算類指令52

2.3.3邏輯運算和移位類指令60

2.3.4串操作類指令62

2.3.5輸入輸出類指令(該類指令均不影響條件碼)64

2.3.6控制轉移類指令（該類所有指令均不影響條件碼）65

習題及解答71

第3章組合邏輯電路77

3.1邏輯代數的基本定律及規則77

3.1.1邏輯函式間的相等77

3.1.2邏輯代數的基本規律78

3.1.3邏輯代數中的三個規則78

3.2邏輯函式的化簡方法80

3.2.1“與或”式、“或與”式80

3.2.2最小項與最大項80

3.2.3代數化簡方法84

3.3邏輯函式的卡諾圖化簡方法86

3.3.1卡諾圖86

3.3.2卡諾圖的化簡88

3.3.3包含無關最小項的邏輯函式的化簡91

3.4組合邏輯電路93

3.4.1組合邏輯電路的分析93

3.4.2組合邏輯電路的設計96

3.4.3組合邏輯電路中的競爭冒險98

3.4.4中規模邏輯器件全加器101

習題及解答103

第4章觸發器與時序邏輯電路119

4.1觸發器的性質與分類119

4.1.1觸發器的性質119

4.1.2觸發器的分類119

4.2基本RS觸發器（也叫直接置位、復位觸發器）120

4.3時序觸發器121

4.3.1分類、術語及功能表現方式122

4.3.2同步SR觸發器122

4.3.3D觸發器、JK觸發器和T觸發器124

4.3.4觸發方式與空翻125

4.4時序邏輯電路129

4.4.1時序邏輯電路概述129

4.4.2時序邏輯電路的分類129

4.4.3時序邏輯電路的分析130

4.4.4時序邏輯電路的設計133

習題與解答136

第5章匯流排、中斷與I/O系統147

5.1匯流排系統147

5.1.1匯流排的基本概念147

5.1.2匯流排的控制方式（仲裁策略）150

5.1.3匯流排的通信技術152

5.2中斷系統154

5.2.1基本概念154

5.2.2中斷分類155

5.2.3中斷服務程式入口地址的獲取方式156

5.2.4中斷處理程式的優先權別156

5.3輸入輸出系統160

5.3.1I/O系統的組成160

5.3.2I/O系統的功能160

5.3.3I/O系統的4種工作方式160

5.4通道處理機與外圍處理機162

5.4.1工作原理及工作過程162

5.4.2具有通道的計算機系統結構163

5.4.3通道的類型163

5.4.4通道的流量分析164

5.4.5外圍處理機168

習題及解答169

第6章存儲系統179

6.1概述179

6.1.1分層存儲體系結構179

6.1.2衡量存儲器性能的參數179

6.1.3各指標間的矛盾180

6.1.4解決措施180

6.1.5存儲器的分類181

6.2存儲體系的形成與發展181

6.2.1存儲體系的演變過程181

6.2.2並行主存系統頻寬的分析182

6.2.3存儲體系183

6.3虛擬存儲器186

6.3.1不同的虛擬存儲管理方式186

6.3.2頁式虛擬存儲器構成190

6.3.3替換算法193

6.4高速緩衝存儲器201

6.4.1基本結構202

6.4.2地址的映像與變換方法203

6.4.3替換算法的實現213

6.4.4Cache的透明性及性能分析215

6.4.5Cache主存輔存存儲層次219

6.4.6主存保護219

習題及解答220

第7章重疊與流水方式231

7.1重疊解釋方式的基本思想231

7.1.1微操作解釋方式231

7.1.2順序解釋與重疊解釋231

7.1.3重疊對計算機組成的要求232

7.2相關處理方法234

7.2.1指令相關的處理234

7.2.2主存空間數相關的處理234

7.2.3通用暫存器組相關的處理235

7.3流水方式238

7.3.1基本概念238

7.3.2流水線處理機的主要性能242

7.4流水機器的相關處理和流水線調度251

7.4.1流水機器中的相關處理252

7.4.2流水線調度254

習題及解答258

第8章CPU子系統265

8.1CPU的結構265

8.1.1CPU的功能265

8.1.2CPU結構框圖265

8.1.3CPU內部暫存器266

8.1.4控制單元266

8.1.5ALU267

8.1.6中斷系統267

8.2指令周期267

8.2.1指令周期的基本概念267

8.2.2指令周期的數據流268

8.3操作命令分析269

8.3.1取指周期269

8.3.2間址周期270

8.3.3執行周期270

8.4控制單元的功能271

8.4.1控制單元的外特性271

8.4.2控制信號舉例272

8.4.3多級時序系統274

8.4.4控制方式275

8.4.5多級時序系統實例分析276

8.5運算方法278

8.5.1定點加減運算278

8.5.2溢出判斷279

8.5.3定點乘法運算282

8.5.4定點除法運算287

8.5.5浮點四則運算290

習題及解答292

參考文獻297