FPGA數(shù)字邏輯與系統(tǒng)設計實驗教程

前言
第1章　概述 1
1.1　EDA技術概述 1
1.2　FPGA/CPLD概述 1
1.3　硬件描述語言簡介 3
1.4　Modelsim概述 4
1.5　SignalTapⅡ軟件工具概述 13
1.6　數(shù)字系統(tǒng)設計開發(fā)流程簡介 15
第2章　VHDL語言基礎 17
2.1　VHDL基本結(jié)構(gòu) 17
2.2　VHDL語言要素 22
2.3　VHDL基本語句 31
2.4　子程序 40
2.5　狀態(tài)機的VHDL設計 43
第3章　Quartus?Ⅱ設計基礎 51
3.1　開發(fā)軟件QuartusⅡ簡介 51
3.2　Quartus?Ⅱ?13.0安裝步驟 54
3.3　Quartus?Ⅱ?13.0 開發(fā)環(huán)境介紹 56
3.4　Quartus?Ⅱ?13.0 工程設計入門 61
第4章　FPGA平臺原理圖方式數(shù)字邏輯實驗 90
4.1　實驗1　基本邏輯門電路測試與設計 90
4.2　實驗2　常用中小規(guī)模組合邏輯集成電路模塊測試與設計 95
4.3　實驗3　常用中小規(guī)模時序邏輯集成電路模塊測試與設計 102
4.4　實驗4　硬件優(yōu)先排隊電路設計 104
4.5　實驗5　序列信號發(fā)生器設計 106
4.6　實驗6　巡回檢測報警電路設計 110
4.7　實驗7　四路數(shù)字搶答器設計 112
4.8　實驗8　時鐘控制器設計 117
4.9　實驗9　雙向八位彩燈控制電路設計 119
第5章　VHDL數(shù)字系統(tǒng)設計基礎實驗 121
5.1　實驗1　VHDL基本組合邏輯電路設計 121
5.2　實驗2　VHDL基本時序邏輯電路設計 128
5.3　實驗3　FPGA存儲器設計 132
5.4　實驗4　數(shù)字鎖相環(huán)PLL應用 138
5.5　實驗5　流水燈電路設計 141
5.6　實驗6　VHDL數(shù)碼管譯碼顯示電路設計 144
5.7　實驗7　VHDL多位十進制計數(shù)顯示電路設計 149
5.8　實驗8　分頻器設計 153
5.9　實驗9　16×16點陣漢字顯示實驗 156
5.10　實驗10　按鍵去抖動電路的設計 158
5.11　實驗11　4×4鍵盤掃描電路的設計 161
5.12　實驗12　基于狀態(tài)機的序列檢測器設計 164
第6章　VHDL數(shù)字系統(tǒng)設計綜合實驗 169
6.1　實驗1　可控脈沖發(fā)生器設計 169
6.2　實驗2　正負脈寬數(shù)控信號發(fā)生器設計 170
6.3　實驗3　正弦信號發(fā)生器設計 171
6.4　實驗4　A/D采樣控制電路設計 175
6.5　實驗5　直接數(shù)字合成器（DDS）實現(xiàn)正弦波形發(fā)生器設計 178
6.6　實驗6　八位十六進制頻率計設計 179
6.7　實驗7　交通燈控制器設計 183
6.8　實驗8　數(shù)字鐘設計 186
6.9　實驗9　汽車尾燈控制器的設計 189
6.10　實驗10　VHDL多路彩燈控制器設計 191
6.11　實驗11　循環(huán)冗余校驗（CRC）模塊設計 192
6.12　實驗12　樂曲硬件演奏電路設計 196
6.13　實驗13　移位相加8位硬件乘法器設計 199
6.14　實驗14　采用流水線技術設計高速數(shù)字相關器 202
6.15　實驗15　線性反饋移位寄存器設計 203
6.16　實驗16　FPGA直流電機PWM控制實驗 204
6.17　實驗17　VHDL四路數(shù)字搶答器電路設計 205
6.18　實驗18　簡易計算器設計 207
6.19　實驗19　脈沖信號數(shù)字濾波器的設計 208
第7章　數(shù)字系統(tǒng)設計項目實踐案例 211
7.1　案例1　數(shù)字電壓表設計 211
7.2　案例2　六層電梯控制器設計 214
7.3　案例3　出租車計費器設計 215
7.4　案例4　自動售貨機設計 219
7.5　案例5　VGA彩條信號顯示控制器設計 221
7.6　案例6　基于ROM的VGA圖像顯示控制器設計 225
7.7　案例7 基于FPGA的LCD字符顯示設計 227
7.8　案例8　基于FPGA的多路串口數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設計 233
7.9　案例9　基于FPGA的CMOS圖像采集與VGA顯示邏輯電路設計 238
7.10　案例10　FPGA圖像預處理邏輯電路設計 248
7.11　實驗11　基于FPGA的FFT IP核頻譜分析實驗 250
7.12　案例12　FIR數(shù)字濾波器設計 255
附錄 259
附錄A　DE0_CV FPGA實驗平臺 259
附錄B　GW48 EDA/SOPC實驗平臺 265
附錄C　部分實驗參考程序 277
參考文獻 294