本書實驗內容由淺入深,分為基本實驗、綜合創新實驗、應用實例;每個實驗任務又分基本實驗內容和擴展實驗內容,便于學生自主開放式及分層次的綜合創新學習。第1~2章介紹硬件知識,第3章介紹VHDL語言,第4章介紹基本實驗及軟件環境的使用,同時也鞏固了數字電路的基本知識。第5章為綜合實驗,與傳統實驗不同的是,給出了具體的思路及參考程序和所需硬件知識,便于沒有學習過EDA課程的學生一本在手,快速入門。第6章介紹4個應用實例。
本次修訂是在第一版的基礎上并結合教育部卓越工程師培養計劃的要求,對內容重新進行的梳理,共分為7章,繼續保持了上版內容全面系統、簡明易懂、循序漸進、原理與應用緊密結合的特色,修改了部分章節 ,并增加了一些新內容。比如,第2章增加物聯網的相關知識及應用等,第4、5、6、7章增加相關技術的應用實例及設計方案等。
范秋華,青島大學電工電子實驗教學中心,副教授。主要從事數字電子技術基礎、模擬電子技術基礎、EDA、電工學的理論與實驗教學。2014年5月獲全國電工電子基礎課程實驗教學案例設計競賽全國一等獎。
第1章 概述 1.1 EDA技術及其發展 1.2 EDA設計方法 1.3 可編程邏輯器件 1.4 硬件描述語言 1.5 可編程邏輯器件的未來第2章 可編程邏輯器件 2.1 概述 2. 第1章 概述 1.1 EDA技術及其發展 1.2 EDA設計方法 1.3 可編程邏輯器件 1.4 硬件描述語言 1.5 可編程邏輯器件的未來第2章 可編程邏輯器件 2.1 概述 2.1.1 PLD的發展 2.1.2 PLD的分類 2.2 簡單PLD原理 2.3 復雜PLD原理 2.3.1 CPLD結構與原理 2.3.2 FPGA結構與原理 2.4 選擇CPLD還是選擇FPGA 2.5 生產PLD的四大廠商第3章 VHDL設計基礎 3.1 VHDL的基本組成 3.1.1 VHDL實體 3.1.2 VHDL結構體 3.1.3 VHDL庫 3.1.4 VHDL程序包 3.1.5 VHDL配置 3.2 VHDL的基本要素 3.2.1 VHDL的標識符 3.2.2 VHDL的數據類型 3.2.3 VHDL的數據對象 3.2.4 VHDL的運算操作符 3.3 VHDL的基本語句 3.3.1 順序語句 3.3.2 并行語句 3.3.3 常用屬性描述語句 3.4 VHDL的子程序 3.4.1 過程 3.4.2 函數 習題第4章 基礎實驗 4.1 初識 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗原理 五、思考題 六、初識VHDL實驗報告 4.2 QuartusⅡ9.0環境的使用 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗原理 五、實驗指導 六、思考題 七、QuartusII9.0環境的使用實驗報告 4.3 原理圖的設計及層次化設計方法1 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗原理 五、實驗指導 六、原理圖的設計及層次化設計方法1實驗報告 4.4 時序電路的設計及層次化設計方法2 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗原理 五、實驗指導 六、時序電路的設計及層次化設計方法2實驗報告 4.5 宏功能模塊的使用 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗原理 五、實驗指導 六、思考題 七、宏功能模塊的使用實驗報告 4.6 狀態機的設計 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗原理 五、實驗指導 六、思考題 七、狀態機的設計實驗報告第5章 綜合實驗 5.1 基于FPGA的電子琴設計 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗指導 五、特色創新 六、實驗注意事項 5.2 基于FPGA的MP3播放電路設計 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗指導 五、特色創新 5.3 基于FPGA的VGA顯示 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗指導 五、實驗任務 5.4 基于FPGA的音樂彩燈控制 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗指導 五、實驗思考 5.5 基于FPGA的4×4矩陣鍵盤的識別顯示 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗指導 五、特色創新 六、實驗注意事項 5.6 基于FPGA的LED掃描顯示 一、實驗目的 二、實驗任務 三、基本實驗條件 四、實驗指導 五、實驗內容第6章 應用實例 6.1 基于FPGA的輸入輸出接口 6.1.1 試驗原理、技術及方法 6.1.2 實驗思考及擴展 6.2 簡易數字信號傳輸性能分析儀 6.2.1 設計目標與要求 6.2.2 總體設計 6.2.3 各分支電路設計 6.2.4 EDA設計分析及程序設計 6.2.5 設計總結 6.3 數字電子鐘 6.3.1 設計思路 6.3.2 各模塊程序 6.3.3 數字電子鐘實現 6.4 可編程方波發生器(PWG)的設計 6.4.1 設計要求 6.4.2 設計思路 6.4.3 各模塊程序 6.4.4 整體實現 6.4.5 設計思考及改進附錄A PS2鍵盤接口知識附錄B GB2312簡體中文編碼表附錄C 液晶12864基本指令和擴充指令參考文獻