基于Quartus II的FPGA/CPLD數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計實例

內(nèi)容概要

本書以Altera公司全新推出的Quartus II 11.0為設(shè)計平臺，結(jié)合大量的實例來介紹基于FPGA/CPLD數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法。書中的例子包含簡單的數(shù)字邏輯電路實例、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計實例及復(fù)雜的數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計實例，由淺入深地介紹了采用Quartus II 11.0進行數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計流程、設(shè)計思想和設(shè)計技巧。本書的所有例子均在SOPC-NIOSII EDA/SOPC系統(tǒng)上驗證。

書籍目錄

第1章  FPGA設(shè)計基礎(chǔ)	
1.1  數(shù)字集成電路的分類	
1.2  標準邏輯器件	
1.3  可編程邏輯器件	
1.4  QuartusⅡ簡介	
1.5  VHDL程序簡介	
第2章  Quartus II的使用	
2.1  原理圖設(shè)計	
2.2  文本編輯	
2.3  混合編輯（自底向上）	
2.4  混合編輯（自頂向下）	
2.5  Qsim仿真工具的詳細使用方法	
第3章  門電路設(shè)計范例	
3.1  與非門電路	
3.2  或非門電路	
3.3  異或門電路	
3.4  三態(tài)門電路	
3.5  單向總線緩沖器	
3.6  雙向總線緩沖器	
第4章  組合邏輯電路設(shè)計范例	
4.1  編碼器	
4.2  譯碼器	
4.3  數(shù)據(jù)選擇器	
4.4  數(shù)據(jù)分配器	
4.5  數(shù)值比較器	
4.6  加法器	
4.7  減法器	
第5章  觸發(fā)器設(shè)計范例	
5.1  RS觸發(fā)器	
5.2  JK觸發(fā)器	
5.3  D觸發(fā)器	
5.4  T觸發(fā)器	
第6章  時序邏輯電路設(shè)計范例	
6.1  同步計數(shù)器	
6.2  異步計數(shù)器	
6.3  減法計數(shù)器	
6.4  可逆計數(shù)器	
6.5  可變模計數(shù)器	
6.6  寄存器	
6.7  鎖存器	
6.8  移位寄存器	
6.9  順序脈沖發(fā)生器	
6.10  序列信號發(fā)生器	
6.11  分頻器	
第7章  存儲器設(shè)計范例	
7.1  只讀存儲器（ROM）	
7.2  隨機存儲器（RAM）	
7.3  堆棧	
7.4  FIFO	
第8章  數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計范例	
8.1  跑馬燈設(shè)計	
8.2  8位數(shù)碼掃描顯示電路設(shè)計	
8.3  4×4鍵盤掃描電路設(shè)計	
8.4  數(shù)字頻率計	
8.5  乒乓球游戲機	
8.6  交通控制器	
8.7  數(shù)字鐘	
8.8  自動售貨機	
8.9  出租車計費器	
8.10  電梯控制器	
第9章  可參數(shù)化宏模塊及IP核的使用	
9.1  ROM、RAM、FIFO的使用	
9.2  乘法器、鎖相環(huán)的使用	
9.3  正弦信號發(fā)生器的設(shè)計	
9.4  NCO IP核的使用	
第10章  深入使用Quartus II開發(fā)軟件	
10.1  使用ModelSim波形編輯器對VHDL設(shè)計進行仿真
10.2  TimeQuest時序分析儀的用法	
10.3  SignalTap II嵌入式邏輯分析儀的使用	
10.4  VHDL硬件設(shè)計調(diào)試	
10.5  在VHDL設(shè)計當中使用庫模塊	
第11章  基于FPGA的射頻熱療系統(tǒng)	
11.1  腫瘤熱療的生物學(xué)與物理技術(shù)概論	
11.2  溫度場特性的仿真	
11.3  射頻熱療系統(tǒng)設(shè)計	
11.4  系統(tǒng)硬件電路設(shè)計	
11.5  軟件實現(xiàn)	
11.6  溫度場測量與控制的實驗	
11.7  結(jié)論	
第12章  基于FPGA的直流電動機伺服系統(tǒng)	
12.1  電動機控制發(fā)展情況	
12.2  系統(tǒng)控制原理	
12.3  算法設(shè)計	
12.4  系統(tǒng)硬件設(shè)計原理	
12.5  系統(tǒng)軟件設(shè)計原理	
12.6  系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析	
12.7  結(jié)論	
附錄A  RC-EDA/SOPC實驗平臺簡介

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   第12章基于FPGA的直流電動機伺服系統(tǒng) 12.1電動機控制發(fā)展情況 一個多世紀以來，電動機作為機電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。近年來，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，電動機的應(yīng)用也得到了進一步的發(fā)展。在實際中，電動機應(yīng)用已由過去簡單的啟?？刂啤⑻峁﹦恿槟康牡膽?yīng)用，上升到對速度、位置、轉(zhuǎn)矩等進行精確的控制。這種新型技術(shù)已經(jīng)不是傳統(tǒng)的“電動機控制”、“電氣傳動”，而是“運動控制”。運動控制使被控機械運動實現(xiàn)精確的位置控制、速度控制、加速度控制、轉(zhuǎn)矩活力的控制、轉(zhuǎn)矩或力的控制，以及這些控制的綜合控制。因此，現(xiàn)在電動機控制技術(shù)離不開功率器件和電動機控制器的發(fā)展。 1.功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展 電力電子技術(shù)、功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展對電動機控制的發(fā)展影響極大。電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，帶動和改變著電動機控制的面貌和應(yīng)用。 20世紀50年代，硅晶閘管問世以后，功率半導(dǎo)體器件的研究取得了飛速的發(fā)展。60年代后期，可關(guān)斷晶閘管CTO實現(xiàn)了門級可關(guān)斷功能，并使斬波工作頻率擴展到1kHz。70年代中期，高功率晶體管和功率MOSFET問世，功率器件實現(xiàn)了全控功能，使得高頻應(yīng)用成為可能。80年代，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）問世，它綜合了MOSFET和雙極型功率晶體管兩者的功能。 由于功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，所以特別適合于數(shù)字控制、驅(qū)動。具體來講，數(shù)字控制技術(shù)用于功率器件控制有如下獨特的優(yōu)點：可嚴格控制最小開通、最小關(guān)斷時間；可嚴格控制死區(qū)時間。 2.電動機控制器的發(fā)展 電動機的控制器經(jīng)歷了從模擬控制器到數(shù)字控制器的發(fā)展。模擬器件的參數(shù)受外界影響較大，而且精度也較差。數(shù)字控制器與模擬控制器相比，具有可靠性高，參數(shù)調(diào)整方便，更改控制策略靈活，控制精度高，對環(huán)境因素不敏感等優(yōu)點。 隨著工業(yè)電氣化、自動控制和家電產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)﹄妱訖C控制產(chǎn)品的增加，對電動機控制技術(shù)的要求也不斷提高。傳統(tǒng)的8位單片機由于內(nèi)部系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和計算功能等條件限制，在實現(xiàn)各種先進的電動機控制理論和高效的控制算法時遇到了困難。 使用高性能的數(shù)字信號處理器（DSP）來解決電動機控制器不斷增加的計算量和速度需求是目前最為普遍的做法。將一系列外圍設(shè)備如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈沖調(diào)制發(fā)生器和數(shù)字信號處理器集成在一起，組成復(fù)雜的電動機控制系統(tǒng)。

編輯推薦

《基于Quartus 2的FPGA/CPLD數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計實例(第2版)》適合從事數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的研發(fā)人員閱讀，也可作為高等學(xué)校電子、通信、自動化等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書。

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