CPLD/FPGA应用项目教程——张智慧辛显荣主编--机械工业出版社

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装订：平装

编辑：和庆娣

开本：16

出版日期： 2015-08-11

字数：334 千字

最新版印次：1-1

最新印次时间：2015-08-11

定价：36.0

cip：2015145051

图书简介

本书以“工学结合”职业教育思想为指导，以培养EDA基本职业能力为目标，以基于可编程逻辑器件开发的实际工作过程为依据确定编写内容，采用“项目教学、任务驱动”，将理论知识溶于项目设计中，体现理论与实践相结合的理念。教材由八个项目组成，在项目安排上体现由浅入深、逐层深入的教学指导思想，通过“教、学、做”立体教学，将可编程逻辑器件结构、开发软件安装与使用、开发语言的编写、基本数字电路设计、典型数字系统设计方法等有机结合，达到有效培养学生工程实践能力和初步的数字电路系统设计能力的目的。

作者信息

张智慧是北京信息职业技术学院电子工程系教师，主要教授课程包括：实用电子电路设计与制作（TC核心课）、CPLD/FPGA应用、移动通信系统分析与测试、光传输网络组建与维护（TC核心课）、无线网络控制器操作与维护（TC核心课）、NGN软交换系统等。热爱高职教学工作，认真钻研教材教法，注重高职学生学习特点和认知规律，注重课堂教学质量，课堂教学生动、由浅入深，逐步奠定扎实理论基础、培养学生学习能力，教学效果良好，获得学生、领导好评。负责学院《CPLD/FPGA应用》课程建设，通过企业调研、专家研讨、企业工程实践等方式，提出典型项目教学架构，完成《CPLD/FPGA应用》课程标准、教学方案等教学资料的编写。在教学实施中获得良好效果。担任历年学院大学生电子设计竞赛、全国高职院校职业技能竞赛辅导团队FPGA部分技术负责/指导教师，辅导参赛队获得较好成绩，自己也多次获得“指导教师”称号。通过参加竞赛辅导工作，进一步提升专业实践能力。同时。对高职学生应具有的可编程逻辑器件设计应用能力有了更深地认识和思考，对教学资料、讲义编写起到了更好地启示和指导作用。

章节目录

目录
出版说明
前言
第1章学习使用可编程逻辑器件开发环境
1.1 任务—基于原理图的全加器设计
1.1.1 认识可编程逻辑器件
1.1.2 CPLD/FPGA开发语言和开发流程
1.1.3 Quartus Ⅱ开发环境及应用
1.1.4 一位全加器设计
1.2 知识归纳与梳理
1.3 本章习题
1.4 项目实践练习
1.4.1 实践练习1—原理图输入设计多位全加器
1.4.2 实践练习2—3线8线译码器设计
1.4.3 实践练习3—十二进制计数器设计
第2章 VHDL语言基础设计
2.1 任务1—基本门电路设计
2.1.1 VHDL的基本结构
2.1.2 数据类型
2.1.3 数据对象
2.1.4 运算符
2.1.5 设计实例
2.2 任务2—4选1数据选择器设计
2.2.1 选择信号赋值语句
2.2.2 条件信号赋值语句
2.2.3 元件例化语句
2.2.4 设计实例
2.2.5 进程语句
2.2.6 其他并行语句
2.3 任务3—N进制计数器设计
2.3.1 IF语句
2.3.2 CASE语句
2.3.3 LOOP语句
2.3.4 NEXT语句和EXIT语句
2.3.5 其他顺序语句
2.3.6 设计实例
2.4 知识归纳与梳理
2.5 本章习题
2.6 项目实践练习
2.6.1 实践练习1—七种基本门电路的设计
2.6.2 实践练习2—逻辑表达式Y=a+bc设计
2.6.3 实践练习3—2线4线译码器设计
2.6.4 实践练习4—8选1数据选择器设计
2.6.5 实践练习5—四位移位寄存器的设计
2.6.6 实践练习6—四人抢答器的设计
2.6.7 实践练习7—8线－3线优先编码器的设计
2.6.8 实践练习8—八位奇校验器的设计
2.6.9 实践练习9—十分频模块设计
2.6.10 实践练习10—四位二进制可逆计数器的设计
2.6.11 实践练习11—二十四进制计数器的设计
第3章数字系统设计与实践
3.1 任务1—数字钟系统设计
3.1.1 数字钟系统设计分析
3.1.2 数字钟系统顶层设计
3.1.3 数字钟系统功能模块设计
3.1.4 引脚配置与下载验证
3.2 任务2—数字电压表设计
3.2.1 有限状态机
3.2.2 数字电压表设计
3.3 任务3—简易波形发生器设计
3.3.1 简易波形发生器顶层设计
3.3.2 ROM设计
3.3.3 其他功能模块的设计
3.3.4 DDS信号发生器
3.3.5 嵌入式逻辑分析仪的使用
3.4 任务4—数字频率计设计
3.4.1 测频原理分析
3.4.2 频率计顶层设计
3.4.3 功能模块设计
3.4.4 下载验证
3.5 任务5—直流电动机控制器设计
3.5.1 PWM控制直流电动机设计
3.5.2 步进电动机的控制设计
3.5.3 测试文件的编写
3.5.4 Model Sim的应用
3.6 知识归纳与梳理
3.7 本章习题
3.8 项目实践练习
3.8.1 实践练习1—按键防抖动设计
3.8.2 实践练习2—矩阵键盘设计
3.8.3 实践练习3—秒表设计
3.8.4 实践练习4—多路彩灯控制器设计
3.8.5 实践练习5—交通灯控制器设计
3.8.6 实践练习6—锁相环应用设计
3.8.7 实践练习7—RAM应用设计
附录基本门电路符号对照表
参考文献

前言/序言展开 + 收缩 —

前言现代电子产品正在以前所未有的革新速度向功能多样化、功耗最低化的方向发展。基于芯片的系统设计方法已经成为电子系统设计方法的主流。现代电子产品设计越来越多地使用复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）和现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA），同时应用先进的电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）工具进行电子系统设计与产品开发。其显著优势是开发周期短，投资风险小，产品上市速度快，有效增强电子产品的市场竞争力和适应能力。目前，可编程逻辑器件被广泛应用于逻辑控制和数字信号处理等方面，在航空、航天、工业、能源、通信以及家用电器等领域日趋明显地发挥着作用。对于高职高专院校电子类相关专业的学生而言，具有初步的电子设计自动化的知识和技能是企业要求具备的核心职业能力，学生应掌握可编程逻辑器件设计开发的芯片编程、仿真、调试等能力。本书的编写重视学习能力和技能形成的规律，从基本数字电路设计到数字系统设计，结合可编程逻辑器件的开发软件、开发语言的学习，对学生能力的培养由浅入深。本书适当把握难度和深度，突出教材的实用性，同时兼顾学习者个人的可持续发展。本书采用项目实践的形式编写，体现“做中学，学中做”的指导思想，将理论知识融于任务实施过程中，真正做到了教、学、做一体化。同时，结合实验箱、开发板等进行硬件验证，以使学习者对电路硬件设计、测试和软件编程设计有全面的认识，对电子类相关专业学生的专业技能与专业素养的培养起到了推动作用。本书包括3章，主要内容如下：第1章学习使用可编程逻辑器件开发环境。任务基于原理图的全加器设计，采用学习者熟悉的原理图设计方式完成，介绍基于Quartus Ⅱ的可编程逻辑器件的设计流程。第2章 VHDL语言基础设计（包含3个设计任务）。任务 1 基本门电路设计，学习VHDL程序基本结构、基本语法要素等。任务 2 4选1数据选择器设计，学习常用并行语句的语法格式和应用、组合逻辑电路的设计方法。任务 3 N进制计数器设计，学习常用顺序语句的语法格式和应用、时序逻辑电路的设计方法。第3章数字系统设计与实践（包含5个设计任务）。任务1 数字钟系统设计，学习自上而下的系统设计方法。任务2 数字电压表设计，学习有限状态机设计、数据处理方法。任务3 简易波形发生器设计，学习宏功能IP核设计、Signal Tap 应用。任务4 数字频率计设计，学习测频方法，开发板资源的应用。任务5 直流电动机控制器设计，学习PWM控制设计、步进电动机控制、测试文件的编写与Model Sim仿真。另外，每章都配有一定数量的项目实践练习，有针对性地巩固练习相关知识和设计方法。本书的大部分设计程序在CPLD/FPGA的主流生产制造公司之一阿尔特拉（Altera）公司的开发平台Quartus Ⅱ 7.2上采用VHDL语言完成设计、编译、仿真。考虑到在Quartus Ⅱ10.0版本后需要用到第三方Model Sim进行仿真，增加了在Quartus Ⅱ11.1和Model Sim 10.0c联调内容。为了与Quartus Ⅱ软件保持一致，本书采用国外流行门电路符号，与国标符号对照表请见附录。本书第 1 章由山东电子职业技术学院辛显荣编写，第 2 章由北京信息职业技术学院张玲、张建新编写，第 3 章由北京信息职业技术学院张智慧、张建新编写。全书由张智慧统稿。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，敬请广大读者批评指正。编者

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