安徽师范大学《电子系统设计》实验本科教学大纲

《电子系统设计》实验教学大纲
课程性质：必修课 先修课程：计算机应用技术
总学时：16 实验个数：8
开课学院：物理与电子信息学院 适用专业：自动化
大纲执笔人：曲立国 大纲编写时间：2016.7
教研室主任审核： 教学院长审定：
一、实验的性质与任务
《电子系统设计》是一门具有工程特点和实践性很强的课程，加强工
程训练，特别是技能的培养，对于培养工程类人员的素质和能力具有十分
重要的作用。因此，在学生学习《电子系统设计》课程的同时，应加强各
种形式的实践环节。《电子系统设计》课程实验的任务是使学生在获得电
子系统设计方面基础理论、基本知识的同时，培养学生分析和解决实际问
题的能力，以及提高学生的综合动手和工程设计等方面的技能。
本课程实验的任务是使学生熟悉各种可编程逻辑器件的特性和使用
方法；掌握 FPGA 和 CPLD 的结构、工作原理、熟悉编程语言及设计方法。
二、实验目的与要求
通过本课程的系列实验，使学生能独立进行大规模可编程逻辑器件的
二次开发与应用，掌握 FPGA 和 CPLD 的硬件电路设计，掌握 VHDL 编程语
言，熟悉常规组合电路和时序电路的设计方法，熟悉 QUARTUS II 开发平
台及各种仿真工具，具有利用 IP 进行集成系统开发能力。
三、实验项目及内容提要
电子系统设计实验
序
号
实 验 名 称
学
时
必
开
选
开
实 验 类 型
内 容 提 要
验
证
基本
操作
综
合
设
计
1 基本组合逻辑实验 2 √ √ √ √
熟悉 Quartus II 的 VHDL
文本设计流程全过程，学
习基本组合逻辑电路的设
计、模块化设计、仿真和
硬件验证。
2 组合逻辑全加器设计 2 √ √ √ √
学习全加器逻辑电路的设
计、元件例化、仿真和硬
件验证。
3
十进制 7 段数码显示
译码器设计 2
√
√ √ √
学习 7 段数码管的显示译
码模块设计，熟悉 VHDL
的 CASE 语句的使用，进一
步熟悉程序的模块化设
计。
4
动态数码管显示电路
设计 2 √ √ √ √
实现 8 位 7 段数码管的动
态显示电路设计。
5 分频器设计 2
√
√ √ √
熟悉宏功能模块锁相环
PLL 使用方法，结合分频
模块可实现任意分频器。
6
正弦波信号发生器设
计 2 √ √ √ √
利用宏功能模块 ROM 设计
正弦波信号发生器设计。
学习 S ignal Tap II 的使
用方法。
7 状态机设计 2 √ √ √ √
利用 Moore 型有限状态机
设计 BCD 码计数器。掌握
有限状态机的特点和其
VHDL 语言的描述方法。
8 数字钟设计 2 √ √ √
利用原理图输入与文本输
入混合输入方法。设计具
有时、分、秒计数显示功
能，以 24 小时循环计时的
数字钟。
四、实验报告的形式
每个实验结束后均要求撰写一份实验报告。实验报告包括对基本概念
和基本原理的归纳总结、电路搭建和验证的结果、运行过程的现象和结果
分析等。
五、本课程考核方式、方法及实验成绩评定方法
实验课程考核以出席实验情况、实验过程操作情况、实验报告完成
情况进行综合评定。实验成绩占本课程总成绩的 20％。
六、实验应配套的主要仪器设备及台(套)数
本实验在 EDA 实验室进行，一般要求配备 30 台实验设备，保证每人
一台实验设备。
七、使用教材与教学参考书目
[使用教材]
物理与电子信息学院编写，《电子系统设计实验指导书》。
[教学参考书目]
1. 潘松，黄继业, 《EDA 技术实用教程》, 科学出版社，2005 年第 2 版
2. 江国强《EDA 技术与应用》（第四版）.北京：电子工业出版社.2014 年
3. 周振超《EDA 技术及应用》.清华大学出版社.2015
4. 侯伯亨《VHDL 硬件描述语言与数字逻辑电路设计》西安电子科技大学出版社.2002 年