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本书编者来自西安工业大学*电工电子实验教学示范中心
內容簡介：
本书为“十三五”普通高等教育规划教材。本书是数字系统设计课程配合的实验课教材。主要内容包括：概述、Quartus II 9.0开发软件简介、Quartus II 9.0工程设计入门、数字系统设计基础实验、数字系统设计提高实验、数字系统设计综合设计实验、数字系统设计课程设计实验、GW48 EDASOPC实验开发系统概要说明。附录包含实验常见问题及解答和部分实验参考代码。
關於作者：
杨建华，男，西安工业大学教师。主要从事数字系统设计实验、电子技术实验、EDA实验的教学工作及电子、控制类科研工作，具有一定的理论与实践经验。公开发表教研和科研论文10余篇，其中被EI收录3篇。参编国家级教材一部，主编校级规划讲义数字系统设计实验指导一部。主持校级教研项目一项（已结题）。作为主要参与者参与国家级电工电子实验教学示范中心申报。负责国家级实验教学示范中心的实验室建设。作为主要参与者参与了省级数字电子技术精品资源共享课的申报和建设。主持陕西省教育厅项目一项，西安工业大学校级校长基金项目一项。参与国家自然基金项目一项，参与横向和纵向科研项目若干项。
目錄
前言第1章概述11.1EDA技术概述11.2硬件描述语言简介11.3FPGACPLD概述21.4ModelSim概述41.5数字系统概述141.6数字系统设计实验说明15第2章QuartusⅡ9.0开发软件简介172.1QuartusⅡ9.0简介172.2QuartusⅡ9.0安装步骤192.3QuartusⅡ9.0开发环境介绍25第3章QuartusⅡ9.0工程设计入门313.1基于原理图的工程设计313.2基于VHDL语言的文本工程设计503.3基于状态机的工程设计523.4基于LPM的工程设计573.5基于混合模式的工程设计62第4章数字系统设计基础实验65实验13-8译码器设计65实验2两位全加器设计67实验3基于VHDL的多路数据选择器设计70实验4编码器设计73实验5键盘、LED发光实验74实验64位数值比较器设计76实验7应用Quartus II完成基本时序电路的设计78实验8移位寄存器设计80实验9按键去抖动电路设计84实验108×8点阵汉字显示实验88实验11简单状态机设计89第5章数字系统设计提高实验91实验1静态数码管显示译码电路设计91实验28位数码扫描显示电路设计94实验3基于VHDL的流水灯电路设计97实验4偶数分频器设计98实验5含异步清零和同步时钟使能的十进制加法计数器设计100实验6数控分频器设计102实验7基于状态机的序列检测器设计104实验84×4键盘扫描电路设计105实验9存储器ROM和RAM设计108第6章数字系统设计综合设计实验112实验1AD采样控制电路设计112实验2数据采集电路和简易存储示波器设计115实验3比较器和DA器件实现AD转换功能的电路设计117实验48位16进制频率计设计118实验5交通灯控制器设计122实验6汽车尾灯控制器设计125实验7正弦信号发生器设计127实验8循环冗余校验（CRC）模块设计130实验9FPGA步进电机细分驱动控制设计132实验10FPGA直流电机PWM控制实验133实验11高速公路电动栏杆机测速系统设计135实验12乐曲硬件演奏电路设计136实验13VGA彩条信号显示控制器设计141实验14VGA图像显示控制器设计145实验15移位相加硬件乘法器设计147实验16脉冲信号数字滤波器设计152实验17数字锁相环PLL应用实验154第7章数字系统设计课程设计实验159实验1数字钟的仿真与设计159实验2自动售货机的仿真与设计160实验3出租车计费器的仿真与设计162实验4电梯控制器的仿真与设计164实验5LCD字符显示的仿真与设计165实验6FPGA串行通用异步收发器设计169实验7简易计算器设计172实验8基于FPGA的四路抢答器电路设计173实验9基于FPGA的数字电压表设计174第8章GW48 EDASOPC实验开发系统概要说明1778.1GW48教学实验系统原理与使用介绍1778.2实验电路结构图1828.3超高速AD、DA板GW_ADDA说明1928.4步进电机和直流电机使用说明1938.5SOPC适配板使用说明1938.6GWDVPB电子设计竞赛应用板使用说明1948.7GW48CKPK2PK3PK4系统万能接插口与结构图信号与芯片引脚对照表197附录A实验常见问题及解答200附录B部分实验参考程序203参考文献237
內容試閱
“数字系统设计”为一门电类专业基础课，与许多后续专业课有紧密的联系，通过该课程的学习将为后续课程学习打下良好的基础。随着大规模可编程逻辑器件FPGACPLD和EDA技术的快速发展以及广泛应用，对“数字系统设计”课程的教学也提出了更高的要求。同时，“数字系统设计”又是一门实践性很强的课程，实验环节有着重要和不可替代的作用，全国很多高等院校都设置了基于FPGA或者CPLD的数字系统设计实验课程。学生通过“数字系统设计实验”可以达到下列目标：进一步熟悉数字系统设计的基本理论，培养其利用软件开发硬件的基本技能，提高其分析问题和解决问题的能力以及工程实践能力；熟练掌握QuartusⅡ软件的设计应用方法、测试方法和综合优化技术；掌握常用的FPGA和CPLD器件的设计方法。针对电子信息类培养模式的新需求和教学改革发展的要求，为了方便老师的实验教学，也便于同学们高质量完成实验课程，帮助同学们进一步巩固理论书本知识，提高分析问题和解决实际问题的能力，结合理论教材和实验仪器设备，编写了本书。本书共8章：第1章概述。介绍了EDA技术，硬件描述语言，FPGA和CPLD以及其主要厂商和开发工具；简要介绍了ModelSim仿真软件以及通过例子展示了其使用方法，数字系统设计的主要流程等。第2章QuartusⅡ9.0开发软件简介。介绍了QuartusⅡ9.0的优点、设计流程、支持工具、安装步骤以及详细的开发平台介绍。第3章QuartusⅡ9.0工程设计入门。通过具体实验案例介绍了基于原理图、VHDL、状态机、LPM、混合模式等几种常见的设计输入方式。第4章数字系统设计基础实验。设计了11个基础实验案例。第5章数字系统设计提高实验。在基础实验的基础上，设计了9个提高型实验。第6章数字系统设计综合设计实验。综合前面的基础实验和提高型实验，设计了17个具有一定工程背景的综合设计型实验。对部分有一定设计难度的实验提供了实验源代码及波形仿真图。第7章数字系统设计课程设计实验。设计了9个具有较强工程背景的较复杂数字系统实验题目。要求学生能够根据要求分析题目，做出设计方案，进行系统设计和调试。培养学生独立思考问题的能力，充分调动学生的创造性思维。对部分有一定设计难度的实验提供了实验源代码及波形仿真图。第8章GW48 EDASOPC 实验开发系统概要说明。详细介绍了GW48 EDASOPC 实验开发系统。附录A为实验常见问题及解答，总结了学生实验中经常遇到的软件和硬件相关问题及其解决办法；附录B给出了部分实验参考程序。本书的编写得到了西安工业大学国家级电工电子实验教学示范中心的大力支持，在此表示衷心的感谢。本书得到西安工业大学校级重点教学改革项目“依托国家级实验教学示范中心，构建电子综合设计开放实验平台的探索与实践”（17JGZ04）的支持。限于编者水平，书中不妥之处，恳请广大读者指正。
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