为了适应教育事业的发展及国家人才培养的需要，杭州电子科技大学国家级电工电子实验教学示范中心的全体教师在不断提升教学理念的同时，进行了卓有成效的教学改革。本书根据杭州电子科技大学的教学大纲与实践课程设置情况，结合编者多年的教学与科研经验，并参考诸多相关优秀教材编写而成。

　　本书内容十分丰富，由浅入深，逐步加大实验难度和复杂性。既有验证性实验，又有设计性和应用性综合实验；既有基础实验，又有提高实验；既有硬件电路实验，又有软件仿真实验。本教程共分6章，具体安排如下：

　　第1章介绍数字集成电路的发展史、命名规则及使用规则，给出了数字电路中的常见故障及其分析方法，说明了要完成本书中实验的基本要求。

　　第2章是本书的核心内容，包括11个基本实验，每个基本实验又分基础实验部分和提高实验部分。基础实验部分给出了具体的实验方法及实验电路，侧重于使学生掌握课程基本知识、基本实验技能。提高实验部分则要求学生根据提示自己拟定实验方案并设计实验电路，着重培养学生对中规模及大规模数字集成电路的设计能力。

　　第3章介绍电路仿真设计软件Multisim的基本使用方法，详细阐述了如何使用该仿真软件进行组合电路和时序电路设计。

　　第4章基于现代数字电子技术，介绍了组合电路的自动化设计、仿真及实现方法。本章包括数字系统自动化设计软件QuartusⅡ的使用、组合宏模块的仿真及测试、组合电路的自动化设计、组合电路的硬件测试等实验。介绍了基于广义译码器模型设计一般组合逻辑电路的通用表述方法，从而给出了能彻底、简洁而高效地解决任何类型组合电路的分析和设计方法。

　　第5章基于现代数字电子技术，介绍了时序电路的自动化设计、仿真及实现方法。本章包括基于74宏模块的计数器设计、基于一般模型的计数器设计、基于LPM的时序电路设计、按键消抖电路设计、存储器应用电路设计等实验。介绍了数字计数器的通用模型，给出了任意类型计数器设计的一般方法，为深入学习现代数字电子技术奠定良好的基础。

　　第6章也是本书的核心内容。在完成基本的数字电子技术学习和入门后，必须迅速地学会应用基于现代数字电子设计技术的基本方法和基本理念，在学习与实践中培养学生对数字系统设计的自主创新能力。本章通过介绍多个综合性数字系统的设计思路和设计方法，给出一些对应的实验要求，让读者自己去摸索掌握数字系统设计技术及其创新的途径。本章以数字电路手工设计技术的介绍作为跨上进一步学习的台阶，以自动化设计技术的学习为能力培养手段，注重现代数字技术基本知识、理论和方法的介绍，注重工程能力、分析能力和实践能力的培养，构建一个从介绍基础知识向创新能力培养逐级递进的学习和实践的阶梯。通过教学的启迪和教程中大量有创意的实验项目训练，能动地激发学生的创新意识，培养他们的自主创新能力，从而使学生在数字电子技术的基础理论、实践能力和创新精神三方面都有收获，以便于提早参与大学生课外科技活动。

　　本书最后为附录部分，汇编了常用仪器的使用说明、常用数字集成电路的引脚排列及逻辑符号、常用文字符号、图形符号说明以及便携式开发板资料等内容，供学生在实验、课程设计和毕业设计中查阅参考。

　　本书由陈龙、牛小燕、马学条、杨柳编著，由张亚君主审。在本书编写过程中，得到了杭州电子科技大学电子信息学院和电工电子实验教学示范中心的领导及全体教师的关心和支持，在此表示衷心的感谢。

　　限于编者水平，书中难免有欠妥、疏漏和错误之处，恳请读者指正。

　　编者2017年5月

前言

第1章　实验基本知识1

1.1　数字集成电路器件简介1

1.1.1　数字集成电路发展史1

1.1.2　数字集成电路分类1

1.2　集成电路的命名规则7

1.2.1　我国集成电路的型号命名方法7

1.2.2　国外部分公司及产品代号8

1.3　数字集成电路的使用规则8

1.3.1　CMOS电路的使用规则8

1.3.2　TTL集成电路的使用规则9

1.4　数字电路中的常见故障及检测10

1.4.1　数字电路中的常见故障10

1.4.2　数字电路中的常见故障检测11

1.5　实验要求13

1.5.1　课前应做的准备工作13

1.5.2　实验注意事项13

1.5.3　实验报告的要求14

第2章　数字电路与逻辑设计基本实验15

2.1　TTL和CMOS集成门电路参数测试15

2.1.1　实验目的15

2.1.2　实验仪器与器件15

2.1.3　实验原理15

2.1.4　实验内容18

2.1.5　思考题21

2.2　TTL集电极开路门和三态门逻辑功能测试及应用21

2.2.1　实验目的21

2.2.2　实验仪器与器件21

2.2.3　实验原理22

2.2.4　实验内容25

2.2.5　思考题26

2.3　编码器、译码器的应用26

2.3.1　实验目的26

2.3.2　实验仪器与器件27

2.3.3　实验原理27

2.3.4　实验内容32

2.3.5　思考题33

2.4　数据选择器的应用33

2.4.1　实验目的33

2.4.2　实验仪器与器件33

2.4.3　实验原理34

2.4.4　实验内容39

2.4.5　思考题41

2.5　全加器的应用41

2.5.1　实验目的41

2.5.2　实验仪器与器件41

2.5.3　实验原理42

2.5.4　实验内容48

2.5.5　思考题50

2.6　组合逻辑电路的设计50

2.6.1　实验目的50

2.6.2　实验仪器与器件51

2.6.3　实验原理51

2.6.4　实验内容55

2.6.5　思考题56

2.7　触发器与计数器的应用56

2.7.1　实验目的56

2.7.2　实验仪器与器件56

2.7.3　实验原理57

2.7.4　实验内容64

2.7.5　思考题65

2.8　移位寄存器的应用65

2.8.1　实验目的65

2.8.2　实验仪器与器件65

2.8.3　实验原理66

2.8.4　实验内容70

2.8.5　思考题72

2.9　时序逻辑电路的设计72

2.9.1　实验目的72

2.9.2　实验仪器与器件72

2.9.3　实验原理72

2.9.4　实验内容76

2.9.5　思考题76

2.10　A/D、D/A转换器的应用77

2.10.1　实验目的77

2.10.2　实验仪器与器件77

2.10.3　实验原理77

2.10.4　实验内容80

2.10.5　思考题82

2.11　脉冲波形的产生与整形83

2.11.1　实验目的83

2.11.2　实验仪器与器件83

2.11.3　实验原理83

2.11.4　实验内容88

2.11.5　思考题89

第3章　电路仿真设计软件Multisim在数字电路实验中的应用…90

3.1　Multisim 10简介90

3.2　Multisim菜单栏90

3.3　Multisim工具栏92

3.3.1　标准工具栏93

3.3.2　仿真工具栏93

3.3.3　主要工具栏94

3.3.4　视图工具栏94

3.3.5　虚拟（元件）工具栏…95

3.3.6　元件工具栏95

3.3.7　图表注释工具栏96

3.3.8　仪器工具栏97

3.4　Multisim中常用仪器简介98

3.4.1　数字万用表98

3.4.2　函数信号发生器99

3.4.3　示波器99

3.4.4　逻辑转换仪100

3.4.5　逻辑分析仪100

3.5　用Multisim分析和设计数字逻辑电路101

3.5.1　用Multisim分析电路举例101

3.5.2　用Multisim设计组合电路104

3.5.3　用Multisim设计时序电路107

第4章　组合电路的自动化设计、仿真及实现109

4.1　Quartus II简介109

4.1.1　Quartus软件的特点109

4.1.2　Quartus II软件的开发流程110

4.1.3　Quartus II的用户界面111

4.1.4　Quartus II的文件管理体系112

4.2　组合逻辑宏模块的仿真及测试113

4.2.1　实验目的113

4.2.2　实验仪器与器件113

4.2.3　实验原理113

4.2.4　实验内容120

4.2.5　思考题122

4.3　组合电路的自动化设计…122

4.3.1　实验目的122

4.3.2　实验仪器与器件122

4.3.3　实验原理122

4.3.4　实验内容125

4.3.5　思考题126

4.4　广义译码器的应用126

4.4.1　实验目的126

4.4.2　实验仪器与器件127

4.4.3　实验原理127

4.4.4　实验内容130

4.4.5　思考题131

4.5　8位串行进位加法器的设计132

4.5.1　实验目的132

4.5.2　实验仪器与器件132

4.5.3　实验原理132

4.5.4　实验内容136

4.5.5　思考题137

4.6　组合电路的硬件测试137

4.6.1　实验目的137

4.6.2　实验仪器与器件137

4.6.3　实验原理137

4.6.4　实验内容142

4.6.5　思考题143

第5章　时序电路的自动化设计、仿真及实现145

5.1　基于74宏模块的计数器设计145

5.1.1　实验目的145

5.1.2　实验仪器与器件145

5.1.3　实验原理145

……