CPLD/FPGA技術套用項目教程

CPLD/FPGA技術套用項目教程

《CPLD/FPGA技術套用項目教程》是2015年1月電子工業出版社出版的圖書,作者是陳明芳、樊秋月。

基本介紹

  • 書名:CPLD/FPGA技術套用項目教程
  • 作者:陳明芳、樊秋月
  • ISBN:9787121244964
  • 頁數:244頁
  • 定價:34元
  • 出版社:電子工業出版社
  • 出版時間:2015年1月
  • 開本:16開
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書以SP-FGCE11AFPGA實驗箱為硬體平台闡述了基於CPLD/FPGA技術的常見數字電路和數字系統的設計方法,主要目標是培養學生熟練使用EDA開發工具,套用Verilog HDL硬體描述語言開發電子產品所需的綜合知識、素質和技能。
本書按照基於工作過程的“項目”載體和適應“任務驅動”教學模式的思路進行編寫,“項目”的選取上以直觀性、實用性、針對性為原則,按照學生的認知規律(由淺入深、由簡單到複雜、由單項到系統、由驗證到設計)對教材內容進行科學合理的安排。全書共3個模組,模組一選取14個常見數字電路設計作為項目載體,介紹EDA技術發展概況和硬體描述語言的相關知識、Quartus II軟體和ModelSim軟體的使用方法與技巧和運用Verilog HDL設計簡單數字電路或系統。模組二選取11個基於SP-FGCE11AFPGA實訓平台的項目為載體,介紹可程式邏輯器件產品概況和用硬體描述語言驅動常見外圍硬體資源設計數字系統的方法。模組三選取了多功能數字電子時鐘、VGA圖像顯示、UART通信接口和I2C匯流排接口設計四個綜合設計項目,介紹怎樣運用自頂向下的數字電路設計方法完成較複雜的數字系統設計。

圖書目錄

模組一 EDA基礎設計項目
項目1 3-8解碼器設計 1
項目要求 1
一、項目任務 1
二、實訓設備 1
三、學習目標 1
項目相關知識 2
一、EDA技術與硬體描述語言 2
二、Verilog HDL模組結構 5
三、解碼器原理 6
四、源碼 6
項目實施 7
一、編輯調試模組代碼 7
二、創建和導入原理圖 10
三、仿真 12
拓展練習 18
項目2 8-3編碼器設計 19
項目要求 19
一、項目任務 19
二、實訓設備 19
三、學習目標 19
項目相關知識 19
一、Verilog HDL基本規範 19
二、case語句 20
三、編碼器原理 21
四、模組符號 22
五、源碼 22
項目實施 23
一、編輯調試模組代碼 23
二、仿真測試模組功能 23
拓展練習 24
項目3 優先編碼器設計 25
項目要求 25
一、項目任務 25
二、實訓設備 25
三、學習目標 25
項目相關知識 25
一、Verilog HDL的常量 25
二、優先編碼器原理 27
三、模組符號 27
四、源碼 28
項目實施 28
一、編輯調試模組代碼 28
二、仿真測試模組功能 29
拓展練習 30
項目4 數據選擇器設計 31
項目要求 31
一、項目任務 31
二、實訓設備 31
三、學習目標 31
項目相關知識 31
一、Verilog HDL參數型常量 31
二、if-else語句 32
三、數據選擇器原理 33
四、模組符號 34
五、源碼 34
項目實施 35
一、編輯調試模組代碼 35
二、仿真測試模組功能 35
拓展練習 37
項目5 多位數值比較器設計 38
項目要求 38
一、項目任務 38
二、實訓設備 38
三、學習目標 38
項目相關知識 38
一、關係運算符和全等運算符 38
二、Verilog HDL的變數 39
三、多位數值比較器原理 41
四、模組符號 41
五、源碼 42
項目實施 43
一、編輯調試模組代碼 43
二、仿真測試模組功能 43
拓展練習 44
項目6 半加器與全加器設計 45
項目要求 45
一、項目任務 45
二、實訓設備 45
三、學習目標 45
項目相關知識 45
一、位拼接運算符 45
二、結構化的建模方式 46
三、數據流建模方式 46
四、半加器原理 47
五、全加器原理 48
六、模組符號 48
七、源碼 49
項目實施 49
一、編輯調試模組代碼 49
二、仿真測試模組功能 50
拓展練習 51
項目7 D觸發器設計 52
項目要求 52
一、項目任務 52
二、實訓設備 52
三、學習目標 52
項目相關知識 52
一、算術運算符和位運算符 52
二、行為建模方式 54
三、D觸發器原理 55
四、模組符號 56
五、源碼 57
項目實施 57
一、編輯調試模組代碼 57
二、仿真測試模組功能 57
拓展練習 58
項目8 暫存器,雙向移位暫存器設計 59
項目要求 59
一、項目任務 59
二、實訓設備 59
三、學習目標 59
項目相關知識 59
一、賦值運算 59
二、移位運算 60
三、暫存器原理 61
四、移位暫存器原理 61
五、模組符號 61
六、源碼 62
項目實施 63
一、編輯調試模組代碼 63
二、仿真測試模組功能 63
拓展練習 65
項目9 四位二進制加減計數器設計 66
項目要求 66
一、項目任務 66
二、實訓設備 66
三、學習目標 66
項目相關知識 66
一、邏輯運算符 66
二、縮減運算符 67
三、計數器原理 67
四、模組符號 69
五、源碼 70
項目實施 70
一、編輯調試模組代碼 70
二、仿真測試模組功能 70
拓展練習 72
項目10 十進制加減計數器設計 73
項目要求 73
一、項目任務 73
二、實訓設備 73
三、學習目標 73
項目相關知識 73
一、Testbench 73
二、順序塊語句 73
三、十進制計數器原理 75
四、模組符號 76
五、源碼 76
項目實施 78
一、編輯調試模組代碼 78
二、仿真測試模組功能 78
拓展練習 79
項目11 順序脈衝發生器設計 80
項目要求 80
一、項目任務 80
二、實訓設備 80
三、學習目標 80
項目相關知識 80
一、順序脈衝發生器原理 80
二、模組符號 81
三、源碼 81
項目實施 82
一、編輯調試模組代碼 82
二、仿真測試模組功能 82
拓展練習 83
項目12 序列信號發生器設計 84
項目要求 84
一、項目任務 84
二、實訓設備 84
三、學習目標 84
項目相關知識 84
一、序列信號發生器原理 84
二、模組符號 85
三、源碼 85
項目實施 86
一、編輯調試模組代碼 86
二、仿真測試模組功能 86
拓展練習 88
項目13 串列數據檢測器設計 89
項目要求 89
一、項目任務 89
二、實訓設備 89
三、學習目標 89
項目相關知識 89
一、串列數據檢測器原理 89
二、模組符號 90
三、源碼 90
項目實施 91
一、編輯調試模組代碼 91
二、仿真測試模組功能 92
拓展練習 93
項目14 分頻器設計 94
項目要求 94
一、項目任務 94
二、實訓設備 94
三、學習目標 94
項目相關知識 94
一、分頻器原理 94
二、整數分頻器的設計 94
三、模組符號 95
四、源碼 95
項目實施 96
一、編輯調試模組代碼 96
二、仿真測試模組功能 96
拓展練習 97
模組二 FPGA技術套用項目
項目1 跑馬燈設計 98
項目要求 98
一、項目任務 98
二、實訓設備 98
三、學習目標 98
項目相關知識 99
一、可程式邏輯器件 99
二、SP-FGCE11A FPGA實訓平台 102
三、跑馬燈原理 103
四、引腳分配 104
五、模組符號 109
六、源碼 110
項目實施 110
一、編輯調試模組代碼 110
二、分配引腳 111
三、配置 112
四、編譯 113
五、下載 113
拓展練習 115
項目2 按鍵控制LED設計 116
項目要求 116
一、項目任務 116
二、實訓設備 116
三、學習目標 116
項目相關知識 116
一、按鍵控制led燈原理 116
二、模組符號 116
三、源碼 117
項目實施 117
一、編輯調試模組代碼 117
二、分配引腳 117
三、配置 118
四、編譯 118
五、下載 118
拓展練習 118
項目3 蜂鳴器設計 119
項目要求 119
一、項目任務 119
二、實訓設備 119
三、學習目標 119
項目相關知識 119
一、蜂鳴器原理 119
二、模組符號 120
三、源碼 120
項目實施 121
一、編輯調試模組代碼 121
二、分配引腳 121
三、配置 121
四、編譯 121
五、下載 121
拓展練習 122
項目4 七段數碼管掃描顯示設計 123
項目要求 123
一、項目任務 123
二、實訓設備 123
三、學習目標 123
項目相關知識 123
一、七段數碼管掃描顯示原理簡介 123
二、模組符號 124
三、源碼 124
項目實施 125
一、編輯調試模組代碼 125
二、分配引腳 125
三、配置 125
四、編譯 126
五、下載 126
拓展練習 126
項目5 點陣控制設計 127
項目要求 127
一、項目任務 127
二、實訓設備 127
三、學習目標 127
項目相關知識 127
一、點陣控制原理簡介 127
二、模組符號 128
三、源碼 128
項目實施 130
一、編輯調試模組代碼 130
二、分配引腳 130
三、配置 131
四、編譯 131
五、下載 131
拓展練習 131
項目6 直流電機控制設計 132
項目要求 132
一、項目任務 132
二、實訓設備 132
三、學習目標 132
項目相關知識 132
一、直流電機控制原理簡介 132
二、模組符號 133
三、源碼 133
項目實施 136
一、編輯調試模組代碼 136
二、分配引腳 136
三、配置 136
四、編譯 136
五、下載 136
拓展練習 137
項目7 步進電機控制設計 138
項目要求 138
一、項目任務 138
二、實訓設備 138
三、學習目標 138
項目相關知識 138
一、步進電機控制原理簡介 138
二、模組符號 139
三、源碼 139
項目實施 140
一、編輯調試模組代碼 140
二、分配引腳 141
三、配置 141
四、編譯 141
五、下載 141
拓展練習 141
項目8 矩陣鍵盤接口控制設計 142
項目要求 142
一、項目任務 142
二、實訓設備 142
三、學習目標 142
項目相關知識 142
一、矩陣鍵盤接口控制原理簡介 142
二、模組符號 144
三、源碼 144
項目實施 146
一、編輯調試模組代碼 146
二、分配引腳 147
三、配置 147
四、編譯 147
五、下載 147
拓展練習 147
項目9 LCD1602控制器設計 148
項目要求 148
一、項目任務 148
二、實訓設備 148
三、學習目標 148
項目相關知識 148
一、LCD1602原理 148
二、模組符號 151
三、源碼 152
項目實施 153
一、編輯調試模組代碼 153
二、分配引腳 154
三、配置 154
四、編譯 154
五、下載 154
拓展練習 154
項目10 ADC0809控制設計 155
項目要求 155
一、項目任務 155
二、實訓設備 155
三、學習目標 155
項目相關知識 155
一、ADC0809轉換原理 155
二、ADC0809控制器符號 158
三、源碼 158
項目實施 160
一、編輯調試模組代碼 160
二、分配引腳 161
三、配置 161
四、編譯 161
五、下載 161
拓展練習 162
項目11 DAC0832控制設計 163
項目要求 163
一、項目任務 163
二、實訓設備 163
三、學習目標 163
項目相關知識 163
一、DAC0832轉換原理 163
二、DAC0832控制器符號 166
三、源碼 166
項目實施 167
一、編輯調試模組代碼 167
二、分配引腳 167
三、配置 168
四、編譯 168
五、下載 168
拓展練習 168
模組三 FPGA技術綜合設計項目
項目1 多功能數字時鐘設計 169
項目要求 169
一、項目任務 169
二、實訓設備 169
三、學習目標 169
項目相關知識 170
一、自頂向下的設計方法 170
二、數字鐘的功能要求 170
三、頂層設計 170
四、模組 170
五、源碼 174
項目實施 178
一、編輯調試模組代碼 178
二、分配引腳 183
三、配置 183
四、編譯 183
五、下載 183
拓展練習 184
項目2 VGA圖像顯示設計 185
項目要求 185
一、項目任務 185
二、實訓設備 185
三、學習目標 185
項目相關知識 185
一、VGA簡介 185
二、VGA接口引腳圖 185
三、VGA 時序分析 186
四、硬體電路 187
五、頂層設計 189
六、程式解析 190
七、源碼 191
項目實施 195
一、編輯調試模組代碼 195
二、分配引腳 195
三、配置 196
四、編譯 196
五、下載 196
拓展練習 196
項目3 UART通信接口設計 197
項目要求 197
一、項目任務 197
二、實訓設備 197
三、學習目標 197
項目相關知識 197
一、模組實例化方法 197
二、串口引腳圖 199
三、UART傳輸時序 199
四、調試 200
五、源碼 200
項目實施 209
一、編輯調試模組代碼 209
二、分配引腳 209
三、配置 209
四、編譯 210
五、下載 210
拓展練習 210
項目4 I2C匯流排接口設計 211
項目要求 211
一、項目任務 211
二、實訓設備 211
三、學習目標 211
項目相關知識 211
一、I2C匯流排簡介 211
二、I2C匯流排特徵介紹 211
三、二線制I2C串列EEPROM讀/寫操作 212
四、模組符號 213
五、源碼 213
項目實施 225
一、編輯調試模組代碼 225
二、分配引腳 225
三、配置 226
四、編譯 226
五、下載 226
拓展練習 226

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