FPGA數(shù)字邏輯與系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教程

前言
第1章　概述 1
1.1　EDA技術(shù)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(shè)計(jì)開發(fā)流程簡介 15
第2章　VHDL語言基礎(chǔ) 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(jī)的VHDL設(shè)計(jì) 43
第3章　Quartus?Ⅱ設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 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(shè)計(jì)入門 61
第4章　FPGA平臺(tái)原理圖方式數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn) 90
4.1　實(shí)驗(yàn)1　基本邏輯門電路測試與設(shè)計(jì) 90
4.2　實(shí)驗(yàn)2　常用中小規(guī)模組合邏輯集成電路模塊測試與設(shè)計(jì) 95
4.3　實(shí)驗(yàn)3　常用中小規(guī)模時(shí)序邏輯集成電路模塊測試與設(shè)計(jì) 102
4.4　實(shí)驗(yàn)4　硬件優(yōu)先排隊(duì)電路設(shè)計(jì) 104
4.5　實(shí)驗(yàn)5　序列信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 106
4.6　實(shí)驗(yàn)6　巡回檢測報(bào)警電路設(shè)計(jì) 110
4.7　實(shí)驗(yàn)7　四路數(shù)字搶答器設(shè)計(jì) 112
4.8　實(shí)驗(yàn)8　時(shí)鐘控制器設(shè)計(jì) 117
4.9　實(shí)驗(yàn)9　雙向八位彩燈控制電路設(shè)計(jì) 119
第5章　VHDL數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 121
5.1　實(shí)驗(yàn)1　VHDL基本組合邏輯電路設(shè)計(jì) 121
5.2　實(shí)驗(yàn)2　VHDL基本時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 128
5.3　實(shí)驗(yàn)3　FPGA存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 132
5.4　實(shí)驗(yàn)4　數(shù)字鎖相環(huán)PLL應(yīng)用 138
5.5　實(shí)驗(yàn)5　流水燈電路設(shè)計(jì) 141
5.6　實(shí)驗(yàn)6　VHDL數(shù)碼管譯碼顯示電路設(shè)計(jì) 144
5.7　實(shí)驗(yàn)7　VHDL多位十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì) 149
5.8　實(shí)驗(yàn)8　分頻器設(shè)計(jì) 153
5.9　實(shí)驗(yàn)9　16×16點(diǎn)陣漢字顯示實(shí)驗(yàn) 156
5.10　實(shí)驗(yàn)10　按鍵去抖動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 158
5.11　實(shí)驗(yàn)11　4×4鍵盤掃描電路的設(shè)計(jì) 161
5.12　實(shí)驗(yàn)12　基于狀態(tài)機(jī)的序列檢測器設(shè)計(jì) 164
第6章　VHDL數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn) 169
6.1　實(shí)驗(yàn)1　可控脈沖發(fā)生器設(shè)計(jì) 169
6.2　實(shí)驗(yàn)2　正負(fù)脈寬數(shù)控信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 170
6.3　實(shí)驗(yàn)3　正弦信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì) 171
6.4　實(shí)驗(yàn)4　A/D采樣控制電路設(shè)計(jì) 175
6.5　實(shí)驗(yàn)5　直接數(shù)字合成器（DDS）實(shí)現(xiàn)正弦波形發(fā)生器設(shè)計(jì) 178
6.6　實(shí)驗(yàn)6　八位十六進(jìn)制頻率計(jì)設(shè)計(jì) 179
6.7　實(shí)驗(yàn)7　交通燈控制器設(shè)計(jì) 183
6.8　實(shí)驗(yàn)8　數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 186
6.9　實(shí)驗(yàn)9　汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì) 189
6.10　實(shí)驗(yàn)10　VHDL多路彩燈控制器設(shè)計(jì) 191
6.11　實(shí)驗(yàn)11　循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）模塊設(shè)計(jì) 192
6.12　實(shí)驗(yàn)12　樂曲硬件演奏電路設(shè)計(jì) 196
6.13　實(shí)驗(yàn)13　移位相加8位硬件乘法器設(shè)計(jì) 199
6.14　實(shí)驗(yàn)14　采用流水線技術(shù)設(shè)計(jì)高速數(shù)字相關(guān)器 202
6.15　實(shí)驗(yàn)15　線性反饋移位寄存器設(shè)計(jì) 203
6.16　實(shí)驗(yàn)16　FPGA直流電機(jī)PWM控制實(shí)驗(yàn) 204
6.17　實(shí)驗(yàn)17　VHDL四路數(shù)字搶答器電路設(shè)計(jì) 205
6.18　實(shí)驗(yàn)18　簡易計(jì)算器設(shè)計(jì) 207
6.19　實(shí)驗(yàn)19　脈沖信號(hào)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì) 208
第7章　數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐案例 211
7.1　案例1　數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 211
7.2　案例2　六層電梯控制器設(shè)計(jì) 214
7.3　案例3　出租車計(jì)費(fèi)器設(shè)計(jì) 215
7.4　案例4　自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)計(jì) 219
7.5　案例5　VGA彩條信號(hào)顯示控制器設(shè)計(jì) 221
7.6　案例6　基于ROM的VGA圖像顯示控制器設(shè)計(jì) 225
7.7　案例7 基于FPGA的LCD字符顯示設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 233
7.9　案例9　基于FPGA的CMOS圖像采集與VGA顯示邏輯電路設(shè)計(jì) 238
7.10　案例10　FPGA圖像預(yù)處理邏輯電路設(shè)計(jì) 248
7.11　實(shí)驗(yàn)11　基于FPGA的FFT IP核頻譜分析實(shí)驗(yàn) 250
7.12　案例12　FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì) 255
附錄 259
附錄A　DE0_CV FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 259
附錄B　GW48 EDA/SOPC實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 265
附錄C　部分實(shí)驗(yàn)參考程序 277
參考文獻(xiàn) 294