本書基本上以語言為基礎(chǔ)，循序漸進設(shè)計數(shù)字電路，并最終完成復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)，最終通過本書的學(xué)習(xí)可以獨立進行FPGA設(shè)計，完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計。書中講解項目設(shè)計時，任務(wù)明確、條理清晰、結(jié)構(gòu)規(guī)范、系統(tǒng)性強，并對硬件電路的進行優(yōu)化設(shè)計，進行仿真驗證，鍛煉了硬件電路設(shè)計技巧，注重工程實踐和實際應(yīng)用，對初學(xué)者來說是一本很好的學(xué)習(xí)教材，對工程技術(shù)人員又是一本很好的參考資料。
趙科，2006-至今，大連交通大學(xué)任教，主要負責(zé)《電子設(shè)計自動化（EDA）》方向的教研工作，2014年主持校內(nèi)教改項目《電子設(shè)計自動化（EDA）》課程評價與考核改革專項；2015年獲大連交通大學(xué)第九屆青年教師教學(xué)評比優(yōu)秀獎。
目 錄
第一部分 基礎(chǔ)篇
第1章 硬件開發(fā)平臺及集成開發(fā)平臺 2
1.1 FPGA原理及介紹 2
1.1.1 FPGA結(jié)構(gòu)及原理 2
1.1.2 FPGA芯片介紹 7
1.2 硬件開發(fā)平臺 10
1.2.1 硬件平臺介紹 10
1.2.2 硬件接口電路 11
1.2.3 開發(fā)板引腳定義 14
1.3 集成開發(fā)環(huán)境Vivado 17
1.3.1 Vivado套件介紹 18
1.3.2 Vivado開發(fā)流程 18
1.3.3 生成和下載PROM文件 35
第2章 Verilog HDL語言基礎(chǔ) 37
2.1 模塊結(jié)構(gòu) 37
2.1.1 硬件描述語言簡介 37
2.1.2 Verilog 基本模塊結(jié)構(gòu) 38
2.2 基本語法 39
2.2.1 基本語法規(guī)則 39
2.2.2 常量及其表示 41
2.2.3 變量及其數(shù)據(jù)類型 44
2.2.4 表達式 48
2.2.5 運算符及其優(yōu)先級 48
2.3 描述方式 52
2.3.1 結(jié)構(gòu)化描述 52
2.3.2 數(shù)據(jù)流描述 54
2.3.3 行為描述 56
2.3.4 描述形式與電路建模 69
2.4 邏輯仿真 70
2.4.1 Testbench簡介 70
2.4.2 激勵信號 70
2.4.3 系統(tǒng)自定義函數(shù)和任務(wù) 75
第二部分 入門篇
第3章 組合邏輯電路設(shè)計 86
3.1 編碼器 86
3.1.1 普通編碼器 86
3.1.2 優(yōu)先編碼器 87
3.2 譯碼器 91
3.2.1 二進制譯碼器 92
3.2.2 顯示譯碼器 93
3.3 數(shù)據(jù)選擇器 94
3.3.1 二選一數(shù)據(jù)選擇器 94
3.3.2 四選一數(shù)據(jù)選擇器 95
3.4 數(shù)據(jù)分配器 97
3.5 數(shù)值比較器 98
3.6 加法器 99
3.7 算術(shù)邏輯單元 100
第4章 時序邏輯電路設(shè)計 103
4.1 時序邏輯電路建模基礎(chǔ) 103
4.2 鎖存器和觸發(fā)器建模 103
4.2.1 8位D鎖存器 104
4.2.2 D觸發(fā)器 105
4.2.3 異步置位和復(fù)位D觸發(fā)器 106
4.2.4 同步置位和復(fù)位D觸發(fā)器 108
4.2.5 異步復(fù)位和置位JK觸發(fā)器 109
4.2.6 阻塞賦值和非阻塞賦值 111
4.3 寄存器建模 113
4.3.1 普通寄存器 113
4.3.2 移位寄存器 114
4.4 計數(shù)器建模 115
4.4.1 同步四位二進制加計數(shù)器 115
4.4.2 異步4位二進制加計數(shù)器 117
4.4.3 非二進制加計數(shù)器 119
4.4.4 分頻器 120
第三部分 提高篇
第5章 時序狀態(tài)機設(shè)計 123
5.1 有限狀態(tài)機 123
5.2 狀態(tài)機設(shè)計實例 124
第6章 原理圖設(shè)計及IP調(diào)用 132
6.1 原理圖設(shè)計 132
6.2 IP調(diào)用 132
6.2.1 創(chuàng)建新封裝IP的設(shè)計工程 132
6.2.2 添加新封裝IP的設(shè)計源文件 133
6.2.3 定制封裝IP 134
6.2.4 調(diào)用用戶封裝IP 136
6.2.5 系統(tǒng)行為級仿真 138
6.2.6 系統(tǒng)驗證 139
第7章 常用接口電路設(shè)計 141
7.1 LED顯示控制 141
7.2 數(shù)碼管顯示控制 144
7.3 按鍵控制 153
7.4 脈沖信號產(chǎn)生電路 157
7.5 序列檢測器 158
第四部分 應(yīng)用篇
第8章 復(fù)雜數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計 162
8.1 簡易數(shù)字鐘設(shè)計 162
8.2 簡易萬年歷設(shè)計 165
8.3 交通燈控制器設(shè)計 172
8.4 頻率計設(shè)計 176
8.5 密碼鎖設(shè)計 182
8.6 搶答器設(shè)計 189
8.7 簡易信號發(fā)生器設(shè)計 193
8.8 數(shù)字電壓表設(shè)計 205
8.9 溫濕度測量電路設(shè)計 214
第9章 實驗與設(shè)計 223
9.1 含有異步清零、同步使能的十進制可逆計數(shù)器設(shè)計 223
9.2 雙向移位寄存器設(shè)計 224
9.3 數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示電路設(shè)計 224
9.4 鍵盤顯示電路設(shè)計 225
9.5 電子日歷和電子時鐘設(shè)計 226
9.6 反應(yīng)測量儀設(shè)計 227
9.7 出租車模擬計價器設(shè)計 228
9.8 具有4種信號燈的交通燈控制器設(shè)計 229
9.9 拔河游戲機設(shè)計 230
參考文獻 232
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