基于FPGA的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計

前言

　　基于FPGA的數(shù)字電路設(shè)計不僅能使學(xué)生積累電子電路應(yīng)用、設(shè)計方面的知識，拓展思維方式；而且通過數(shù)字集成功能器件的系統(tǒng)應(yīng)用，進一步加深了對數(shù)字電子技術(shù)課程理論知識的理解?！　”緯榻B了Altera公司可編程器件開發(fā)平臺QuartusⅡ的基本操作方法以及基于FPGA的一些常用數(shù)字電路的設(shè)計原理，目的是使更多的學(xué)生接觸、了解可編程技術(shù)的應(yīng)用，同時解決數(shù)字電子技術(shù)實驗、實踐課程系統(tǒng)性內(nèi)容受課程單元教學(xué)課時制約，設(shè)計性內(nèi)容受實驗室元器件儲備條件限制的問題。　　全書由緒論和第1-4章組成。緒論簡單介紹了可編程器件的基本概念。第1章主要介紹QuartusⅡ的基本操作。第2章聯(lián)系數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本知識點提出了10個基礎(chǔ)性設(shè)計內(nèi)容?；A(chǔ)性設(shè)計幾乎涉及了理論課程介紹的所有基本邏輯器件的應(yīng)用，如編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器、數(shù)字比較器、觸發(fā)器、寄存器、計數(shù)器、移位寄存器、存儲器等。由于設(shè)計內(nèi)容與理論課中的習(xí)題相似，學(xué)生可以通過設(shè)計過程對這些集成功能器件的工作原理和實際應(yīng)用形成系統(tǒng)、感性的認識。目前學(xué)生的計算機應(yīng)用能力普遍較高，一般經(jīng)過兩至三個基礎(chǔ)設(shè)計的練習(xí)，就能夠基本掌握QuartusⅡ的電路圖形文件編輯、邏輯綜合、電路仿真、編譯適配、熔絲圖文件下載等設(shè)計流程。第3章聯(lián)系一些典型的工程應(yīng)用提出了10個綜合性的設(shè)計，如電子音樂自動播放控制、交通燈控制、按鍵陣列掃描和發(fā)光二極管點陣顯示控制、自動售貨機控制，LCD顯示控制等。這些電路的設(shè)計具有一定的難度，但也都可以采用數(shù)字電子技術(shù)課程中介紹過的基本功能器件實現(xiàn)。每個設(shè)計都在介紹電路工作原理的基礎(chǔ)上，給出了分析思路，并提出了參考設(shè)計方案，啟發(fā)學(xué)生通過預(yù)習(xí)完成電路設(shè)計，然后在課內(nèi)完成電路的編輯、仿真和調(diào)試。第4章提出了5個數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計要求，設(shè)計量較大，適合作為數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計的內(nèi)容。　　各設(shè)計建議采用電路符號的圖形方式實現(xiàn)，以突出FPGA的硬件概念，使學(xué)生結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)課程的知識點掌握標準功能器件的系統(tǒng)應(yīng)用。在QuartusⅡ圖形文件編輯器中，輸入器件型號即可調(diào)出所需器件(如4位集成數(shù)據(jù)比較器7485、可逆十進制計數(shù)器74190等)，對剛學(xué)完數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)生而言使用非常方便。而且QuartusⅡ的基本元件庫幾乎囊括了所有中規(guī)模集成器件，學(xué)生的設(shè)計基本不受器件資源的限制，實現(xiàn)了真正意義上的自主設(shè)計。由于電路的實現(xiàn)、仿真、修改比較容易，減少了低水平、重復(fù)性的教學(xué)耗時，使學(xué)生的精力集中在設(shè)計方面，可以提高教學(xué)效率。本書的設(shè)計內(nèi)容盡量從工程應(yīng)用實踐出發(fā)，力求使學(xué)生理解各基本知識點的互相滲透關(guān)系和工程背景。一些常用電路的工作原理和設(shè)計思路，對學(xué)生今后從事單片工控機系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)或DSP系統(tǒng)的研發(fā)都有一定的輔助作用?！　”緯鴥?nèi)容近年來以講義形式在東華大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)實驗和課程設(shè)計中使用。

內(nèi)容概要

本書結(jié)合Altera可編程器件開發(fā)平臺QuartusII的應(yīng)用，以FPGA為系統(tǒng)實現(xiàn)載體，介紹數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的思路與方法?！　∪珪删w論和第1～4章組成。緒論簡單介紹了可編程器件的基本概念。第1章主要介紹QuartusII的操作方法。第2章聯(lián)系數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本知識點介紹基礎(chǔ)性設(shè)計案例。第3章聯(lián)系工程應(yīng)用介紹綜合設(shè)計案例。每個設(shè)計都在說明電路工作原理的基礎(chǔ)上，給出了分析思路，并提出了參考設(shè)計方案。第4章提出了若干數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計要求，適合作為數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計的內(nèi)容。本書的設(shè)計內(nèi)容盡量從工程應(yīng)用實踐出發(fā)，力求使學(xué)生理解數(shù)字電子技術(shù)各基本知識點的互相滲透關(guān)系和工程應(yīng)用背景，對學(xué)生入門研發(fā)具有一定鋪墊作用?！　”緯钠瘘c較低，便于自學(xué)，適合應(yīng)用于本科、大專、高職以及中專等電子信息類專業(yè)的數(shù)字電子技術(shù)實驗、實踐課程，計算機專業(yè)的數(shù)字邏輯實驗、實踐課程以及非電類專業(yè)的電工電子實驗課程和數(shù)字電路實驗課程。

書籍目錄

緒論第1章　QuartusII應(yīng)用入門  1.1　QuartusII安裝    1.1.1　安裝QuartusII 5.1軟件    1.1.2　指定授權(quán)文件    1.1.3　安裝編程硬件驅(qū)動程序  1.2　QuartusII的項目和文件管理    1.2.1　QuartusII的開發(fā)環(huán)境    1.2.2　新項目的創(chuàng)建    1.2.3　項目管理    1.2.4　快捷鍵工具欄    1.2.5　QuartusII的文件管理  1.3　圖形設(shè)計源文件編輯    1.3.1　圖形設(shè)計輸入窗口    1.3.2　元件輸入和電路連線    1.3.3　圖形編輯器的元件庫介紹    1.3.4　元件圖形符號的創(chuàng)建  1.4　設(shè)計文件綜合和仿真    1.4.1　分析與綜合    1.4.2　建立仿真波形文件    1.4.3　輸入、輸出觀察點設(shè)置    1.4.4　仿真輸入信號編輯    1.4.5  功能仿真  1.5　端口分配、項目編譯適配和器件編程    1.5.1　端口分配    1.5.2　項目編譯和器件資源適配    1.5.3　端口引腳分配文本修改方法    1.5.4 FPGA編程配置接口  1.6　SignalTap II嵌入式邏輯分析儀    1.6.1　SignalTap II的主要特點和一般流程    1.6.2　SignalTap II文件的建立和基本參數(shù)設(shè)置    1.6.3　SignalTap II的節(jié)點選擇和參數(shù)配置    1.6.4　SignalTap II的觸發(fā)事件設(shè)置  　1.6.5　SignalTap II的編譯、下載、運行和信號顯示第2章　基礎(chǔ)設(shè)計實例　2.1　全加器設(shè)計  　2.1.1　設(shè)計實例  　2.1.2　設(shè)計原理分析  　2.1.3　設(shè)計預(yù)習(xí)準備  　2.1.4　參考設(shè)計步驟  　2.1.5　思考問題　2.2　多位串行進位加法器設(shè)計  　2.2.1　設(shè)計實例  　2.2.2　設(shè)計原理分析  　2.2.3　參考設(shè)計思路  　2.2.4　設(shè)計預(yù)習(xí)準備  　2.2.5　參考設(shè)計步驟  　2.2.6　思考問題　2.3　代碼轉(zhuǎn)換電路設(shè)計  　2.3.1　設(shè)計要求  　2.3.2　集成加法器原理  　2.3.3　參考設(shè)計思路  　2.3.4　設(shè)計預(yù)習(xí)準備  　2.3.5　參考設(shè)計步驟  　2.3.6　思考問題　2.4　BCD碼優(yōu)先編碼電路設(shè)計　　2.4.1　設(shè)計要求 　 2.4.2　集成8—3線優(yōu)先編碼器74148的邏輯功能　　2.4.3　參考設(shè)計思路  　2.4.4　設(shè)計預(yù)習(xí)準備  　2.4.5　參考設(shè)計步驟  　2.4.6　思考問題　2.5　脈沖分頻選擇電路設(shè)計    2.5.1　設(shè)計要求    2.5.2　設(shè)計原理分析    2.5.3　參考設(shè)計方案    2.5.4　設(shè)計預(yù)習(xí)準備    2.5.5　參考設(shè)計步驟    2.5.6　思考問題  2.6　汽車尾燈控制電路設(shè)計    2.6.1  設(shè)計要求    2.6.2　參考設(shè)計思路　……第3章　綜合設(shè)計實例第4章　系統(tǒng)設(shè)計實例附錄A　FPGA的部分庫器件名稱說明附錄B　EPF10K10TC144、EP1C3T144C8引腳排列附錄C　LP-2900和DE2開發(fā)裝置面板圖附錄D　LP-2900開發(fā)裝置部分電路圖附錄E　LP-2900和DE2開發(fā)裝置FPGA引腳分配附錄F　DE2開發(fā)裝置FPGA引腳分配參考文獻

編輯推薦

　　《基于FPGA的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計》的起點較低，便于自學(xué)，適合應(yīng)用于本科、大專、高職以及中專等電子信息類專業(yè)的數(shù)字電子技術(shù)實驗、實踐課程，計算機專業(yè)的數(shù)字邏輯實驗、實踐課程以及非電類專業(yè)的電工電子實驗課程和數(shù)字電路實驗課程。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    基于FPGA的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計 PDF格式下載

---