第1章 绪论 1
1.1传统数字系统设计的特点 1
1.2 EDA技术的含义 2
1.3 EDA技术的特点 2
1.4 EDA技术主要内容 3
1.4.1硬件描述语言 3
1.4.2可编程逻辑器件 4
1.4.3常用软件 4
1.5 EDA设计流程 5
1.6 EDA技术的应用领域 6
习题 6
第2章 Quartus Ⅱ软件的初步使用 7
2.1原理图输入设计流程 7
2.1.1创建工程 7
2.1.2创建图形设计文件 10
2.1.3工程的编译 12
2.1.4工程的仿真验证 13
2.1.5定时分析 15
2.1.6管脚分配 16
2.1.7工程的下载验证 16
2.1.8生成元件符号 17
2.2应用举例：秒表设计 18
2.2.1模值100计数器的设计 18
2.2.2模值60计数器的设计 19
2.2.3顶层电路设计 20
2.2.4仿真验证 21
习题 22
第3章 Verilog HDL初步认识 23
3.1硬件描述语言概述 23
3.1.1 VHDL/Verilog HDL简介 23
3.1.2 Verilog HDL和VHDL的比较 24
3.2 Verilog HDL程序的构成 24
3.2.1二-十进制编码器及Verilog HDL描述 25
3.2.2 Verilog HDL程序的基本构成 25
3.2.3模块端口定义部分 26
3.2.4信号类型说明部分 26
3.2.5逻辑功能描述语句部分 27
3.3 Verilog HDL语法规则 28
3.3.1 Verilog HDL文字规则 28
3.3.2数据对象 30
3.3.3运算符 32
3.4 Verilog HDL程序应用举例 35
习题 36
第4章 Verilog HDL基本语句 37
4.1并行语句 37
4.1.1连续赋值语句 37
4.1.2例化语句 39
4.1.3过程语句 43
4.2块语句 46
4.2.1顺序块语句 46
4.2.2并行块语句 46
4.3顺序语句 46
4.3.1过程赋值语句 46
4.3.2条件赋值语句 49
4.3.3循环语句 53
4.4任务与函数 55
4.4.1任务语句 55
4.4.2函数语句 56
4.5调试中常用编译预处理语句 57
4.6 Verilog HDL代码书写规范 59
习题 60
第5章 数字电路中常用电路单元的设计 61
5.1组合逻辑电路设计 61
5.1.1译码器电路 61
5.1.2运算电路 65
5.2时序逻辑电路设计 66
5.2.1触发器 67
5.2.2寄存器 68
5.2.3计数器 70
5.3综合电路设计 74
5.3.1 m序列产生电路 74
5.3.2函数信号发生器 76
5.3.3 DDS频率合成控制电路 78
5.3.4音乐播放电路 81
习题 85
第6章 Quartus Ⅱ软件功能深入 86
6.1宏功能模块的调用 86
6.1.1 LPM_ROM的定制及使用 86
6.1.2宏功能模块LPM_ROM的测试 90
6.2 SignalTap Ⅱ嵌入式逻辑分析仪的使用 90
6.2.1 SignalTap Ⅱ嵌入式逻辑分析仪的设置 90
6.2.2编译下载 92
6.2.3信号波形的捕捉 93
6.3 Modelsim仿真工具的使用 94
6.3.1 Modelsim的使用流程 94
6.3.2宏功能模块的Modelsim仿真使用流程 98
6.3.3 Testbench文件的编写 101
习题 102
第7章 有限状态机设计 103
7.1状态机的特点 103
7.1.1状态机的分类 103
7.1.2用Verilog HDL描述状态机的特点 103
7.2 moore型状态机的设计 105
7.3 mealy型状态机的设计 107
7.4状态机设计举例 110
7.4.1序列信号检测电路 110
7.4.2交通灯控制电路 112
7.4.3自动饮料销售机的控制电路 115
习题 117
第8章 可编程逻辑器件简介 118
8.1可编程逻辑器件的概述 118
8.1.1可编程逻辑器件发展历程 118
8.1.2可编程逻辑器件分类 119
8.2低密度可编程逻辑器件的结构及原理 121
8.2.1 PLD的符号表示方式 121
8.2.2 PLA和PAL器件 122
8.2.3 GAL器件 122
8.3高密度器件 124
8.3.1 CPLD结构及工作原理 124
8.3.2 FPGA结构及工作原理 128
8.3.3 CPLD和FPGA的选用原则 131
8.4 FPGA最小系统的设计 132
8.4.1最小系统的组成 132
8.4.2最小系统电路设计 133
习题 140
第9章 FPGA外围接口电路的应用设计 141
9.1 LCD控制电路设计 141
9.1.1 LCD简介 141
9.1.2基于FPGA的设计 145
9.2基于ps/2键盘的电子琴设计 148
9.2.1设计要求 148
9.2.2设计方案 148
9.2.3相关原理介绍 149
9.2.4基于FPGA的各模块设计 150
9.3 VGA彩条控制电路设计 157
9.3.1 VGA简介 157
9.3.2扫描原理 157
9.3.3 VGA信号时序 157
9.3.4数模转换芯片DAC ADV7123 158
9.3.5 VGA彩条电路的FPGA实现 160
9.4基于触摸屏的图片显示电路设计 163
9.4.1设计要求 163
9.4.2方案设计 163
9.4.3基于FPGA的各模块实现 164
习题 177
第10章 系统设计实例一：基于FPGA的图像采集、处理及显示电路的设计 178
10.1设计要求 178
10.2图像采集模块 178
10.2.1图像捕捉模块设计 179
10.2.2 I2C总线配置模块 182
10.2.3数据格式转换模块 183
10.3 SDRAM控制模块 187
10.4图像的处理模块 188
10.4.1边缘检测的原理 189
10.4.2图像的边缘检测的实现 189
10.5 VGA显示控制模块 192
10.6图像的测试 192
第11章 系统设计实例二：基于FPGA的调频调幅电源中控制电路的设计 193
11.1变频电源的技术分析 193
11.1.1 SPWM调制技术的原理 193
11.1.2 SPWM控制方式 193
11.1.3基于FPGA变频电源的优势 194
11.2变频电源硬件的总体设计 195
11.3基于FPGA的变频电源数字电路的设计 195
11.3.1变频电源数字控制电路 195
11.3.2SPWM的FPGA实现 196
11.3.3三对相位相差120°的SPWM波形的生成 202
11.3.4DCPWM模块 203
11.4变频电源的性能测试及分析 206
11.4.1变频电源的性能 206
11.4.2变频电源测试结果及分析 207
附录A 课程实验 208
附录B DE2开发平台 221
附录C DE2-115开发平台 236
附录D VHDL简介 244
参考文献 256