本書既可作為高等院校電子信息類、電氣信息類及相近專業數字電路課程配套的實驗教材，亦可供相關領域的人員參考。

全書共分4部分：第1部分為基礎知識，包括數字電路實驗與課程設計的目的、意義和要求以及常用儀器和設備等內容；第2部分為數字電路與繫統實驗，包括實驗基礎、組合邏輯電路實驗、時序邏輯電路實驗以及設計性實驗等內容；第3部分為數字電路課程設計基礎、數字電路的Verilog HDL設計以及課程設計項目等內容；第4部分附錄。本書基本涵蓋了數字電路實驗與課程設計的全部內容，各個實驗項目側重於學習數字電路的基本概念，培養數字電路設計的基本方法，以及實踐的基本技能要求，突出了綜合性和設計性的實驗比例，同時也適當考慮了工程實踐的要求。

趙權科，大連理工大學任實驗教師，主要從事數字電路實驗與課程設計的教研工作，2011年，獲東北地區高校EDA/SOPC技術類實驗優秀教學成果一等獎；2013年，獲遼寧省教學成果一等獎。

目錄
第1章數字電路實驗與課程設計概述 （1）
1．1數字電路實驗與課程設計的目的與意義 （1）
1．2數字電路實驗的基本要求 （2）
1．3數字電路課程設計的基本要求 （3）
1．4實驗室守則 （3）
1．5實驗室安全操作規範 （4）
第2章數字電路實驗基礎 （5）
2．1數字集成電路的分類 （5）
2．2數字電路中的邏輯電平 （6）
2．3TTL電路與CMOS電路的連接 （7）
2．4數字集成電路的封裝 （7）
2．5數字電路實驗的常見故障和排除方法 （9）
第3章組合邏輯電路實驗 （10）
3．1TTL和CMOS集成邏輯門電氣參數測試 （11）
一、實驗目的 （11）
二、實驗原理 （11）
三、實驗內容 （14）
四、思考題 （15）
3．2數字電路基本邏輯門功能驗證 （16）
一、實驗目的 （16）
二、實驗原理 （16）
三、實驗內容 （17）
四、思考題 （18）
3．3編碼器和譯碼器 （18）
一、實驗目的 （18）
二、實驗原理 （18）
三、實驗內容 （20）
四、思考題 （21）
3．4數據分配器及數據選擇器 （21）
一、實驗目的 （21）
二、實驗原理 （21）
三、實驗內容 （23）
四、思考題 （24）

第4章時序邏輯電路實驗 （25）
4．1觸發器及其應用 （29）
一、實驗目的 （29）
二、實驗原理 （29）
三、實驗內容 （31）
四、思考題 （31）
4．2計數器及其應用 （32）
一、實驗目的 （32）
二、實驗原理 （32）
三、實驗內容 （35）
四、思考題 （36）
4．3移位寄存器及其應用 （36）
一、實驗目的 （36）
二、實驗原理 （36）
三、實驗內容 （38）
四、思考題 （39）
4．4集成定時器及其應用 （39）
一、實驗目的 （39）
二、實驗原理 （39）
三、實驗內容 （41）
四、思考題 （41）
4．5模-數和數-模轉換器及其應用 （42）
一、實驗目的 （42）
二、實驗原理 （42）
三、實驗內容 （45）
四、思考題 （46）
第5章DE2上接口電路的使用 （47）
5．1開關和按鍵的使用 （48）
5．2LED的使用 （49）
5．3數碼管的使用 （51）
5．4時鐘的使用 （53）
5．5擴展端口的使用 （53）
5．6液晶模塊LCD1602的使用 （56）
5．7VGA接口電路的使用 （61）
5．8PS/2鍵盤接口的使用 （64）
第6章基於Verilog HDL的數字電路課程設計 （69）
6．1硬件描述語言HDL （69）
6．2Verilog HDL基本語法 （69）
6．2．1數據類型 （70）
6．2．2數據對像 （71）
6．2．3操作符 （72）
6．2．4程序基本結構 （73）
6．2．5並行語句 （74）
6．2．6順序語句 （76）
6．2．7例化語句 （80）
6．3建模指導 （82）
6．3．1常用組合邏輯的建模方法 （82）
6．3．2常用時序邏輯的建模方法 （84）
6．4常見的數字電路課程設計要求 （87）
6．4．1數字鐘 （87）
6．4．2電子密碼鎖 （88）
6．4．3電梯控制器 （88）
6．4．4自動售貨機控制繫統 （89）
6．4．5基於溫度傳感器18B20的溫控電腦散熱風扇繫統設計 （89）
第7章 Quartus II6．0軟件的使用 （92）
7．1 新建項目 （92）
7．2 編輯設計文件 （98）
7．3 編譯 （103）
7．4 分配引腳 （104）
7．5 仿真 （106）
7．6 編程下載 （115）
第8章 傑創遠程實驗 （117）
8．1 實驗背景 （117）
8．2 實驗介紹 （118）
8．3 實驗原理 （119）
8．4 實驗流程 （121）
附錄A 常用邏輯符號對照表以及 常用芯片引腳圖 （126）
附錄B 數字電路實驗箱使用介紹 （129）
參考文獻 （131）

數字電路是電子信息科學與電氣信息類專業和部分非電類專業本科生在電子技術方面入門性質的技術基礎課，包括理論教學和實驗教學兩個部分。數字電路實驗與課程設計是其中實驗教學部分，各校安排的課時略有區別，課程名稱也不盡相同。

實踐教學在整個教學體繫中是一個不可或缺的環節。一方面，學生在理論課程中學習了一些理論知識，完全掌握和靈活運用這些知識需要一個過程。實踐教學可以提供一個新的途徑，通過實際操作促進學生從另外一個角度理解這些理論。另一方面，由於理論知識是經過對客觀現實的概括、簡化和抽像得到的，會忽略一些次要因素，而實際中任何器件和繫統都不是理想的，那些非理想的因素可能會對電路性能造成影響，因此實踐課程不僅會促進學生學好基本理論，也可以培養學生的工程能力。此外，通過實踐過程了解客觀實際，纔可以更多地發現問題、解決問題，甚至提出問題。實踐能力包括電子儀器的使用、基本測試技術、實驗數據的處理、實驗報告的歸納和撰寫、檢索資料和閱讀數據手冊、數字繫統的設計方法和器件選型，數字繫統的搭接和調試、EDA工具軟件的使用等多個方面的訓練和培養。

在教育部《電子信息科學與電氣信息類平臺課程教學基本要求》中對數字電子技術實踐教學的教學任務提出了要求，包括：

（1）能夠正確使用常用電子儀器，如示波器、信號發生器、萬用表、交流毫伏表、穩壓電源等。

（2）掌握數字電子電路的基本測試技術，如脈衝信號主要參數的測試、數字電路邏輯功能的測試。

（3）能夠正確處理實驗數據，並寫出符合要求的實驗報告。

（4）能夠查閱電子器件手冊和在網上查詢電子器件有關資料。

（5）初步學會分析、尋找和排除實驗電路中故障的方法。

（6）初步學會一種EDA工具軟件的使用，對數字電路進行仿真、分析和輔助設計，並能夠實現小繫統的組裝和調試。

近幾年來，我們對數字電路實驗與課程設計進行了一繫列的改革，包括教學內容、考核方式等方面。主要的出發點就是要精心設計教學內容，多方面、多角度地培養學生的實踐能力，提高教學質量，爭取更好地完成課程的教學目標。

第一，不再提供實驗參考電路，完全要求學生自己設計，實驗教師隻對實驗電路的合理性進行有針對性的指導。

第二，由於相對來說實驗學時較少，而教學知識點較多，所以對教學內容進行了整合，而且加大了設計性和綜合性實驗題目的比例，把一些驗證性環節取消或者作為實驗內容的一個小項目。

第三，對實驗內容區分了層次性，對於不同水平的同學可以選擇適當的題目，當然課程成績會有所不同。鼓勵有興趣的學生做實驗後的選做題目或者自主設計實驗內容。

第四，對實驗內容進行了調整，主要增加了與實際工程問題相關的題目，並考慮了與後續課程的銜接。有些實驗思考題目雖然已經超出了本課程的範圍，但是涉及的概念都是課程中講過的，需要學生自主學習，查閱相關資料。

第五，增加了電子儀器的使用次數。

第六，使用EDA軟件可以在沒有硬件平臺的情況下完成實驗電路的分析和輔助設計。尤其是最近兩年，電工電子實驗中心增加了虛擬仿真實驗和虛實結合實驗以及AR、VR實驗的內容，豐富了教學內容。

關於上課的過程。首先，課前應閱讀實驗報告要求，完成實驗目的和實驗原理部分，明確每次實驗的任務和內容，自主設計電路並繪制電路圖，規劃實驗步驟和實驗儀器，準備好需要的實驗芯片的引腳圖，預留實驗數據表格。其次，在每次實驗前經實驗教師檢查合格纔能做實驗，不合格的同學需要另外選擇時間。實驗過程中，實驗教師會對學生的完成情況做記錄，回答學生的提問，指導學生自己排除故障，掌握相關電子儀器的使用方法等，不幫助學生搭接電路。最後，實驗課後完成實驗數據的處理和圖表的繪制，並回答思考問題，整理好該次實驗的全部報告。

本書由趙權科，王開宇主編，韓延義，秦曉梅副主編，孫鵬，陳景和商雲晶參編，其中陳景和趙權科完成了第3章的編寫，韓延義和趙權科完成了第6章的編寫，王開宇完成了第8章的編寫，其餘各章由趙權科編寫，秦曉梅、孫鵬和商雲晶老師也參與了部分書稿的討論、撰寫工作，趙權科和王開宇完成了統稿工作。感謝王兢教授、戚金清副教授和唐洪副教授仔細審閱了初稿，並提出了寶貴的修改意見。在編寫講義的過程中也參考了大量書籍以及網上資料，在此一並表示感謝。由於編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正。