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第1章 概述 1

1.1数字集成电路 1

1.1.1数字集成电路发展 1

1.1.2逻辑器件的选择和使用 2

1.2 EDA技术及其发展趋势 4

1.2.1 EDA技术 4

1.2.2 EDA技术的优势 4

1.2.3 EDA工具 5

1.3数字可编程器件及其发展 6

1.3.1数字可编程器件概述 6

1.3.2可编程器件的发展趋势 7

1.4实验的基本过程 8

1.4.1实验预习 8

1.4.2实验过程 8

1.4.3实验报告 9

第2章 VHDL语言介绍 10

2.1什么是VHDL 10

2.2 VHDL文字规则 11

2.3 VHDL设计实例 11

2.4 VHDL的基本结构 13

2.4.1实体（Entity） 13

2.4.2结构体（Architecture） 15

2.4.3配置（Configuartion） 16

2.4.4子程序 17

2.4.5库和程序包 18

2.5 VHDL语言的数据类型和运算操作符 21

2.5.1 VHDL语言的对象 21

2.5.2 VHDL语言的数据类型 23

2.5.3 VHDL语言的运算操作符 25

2.6 VHDL语言的主要描述语句 26

2.6.1并行语句 26

2.6.2顺序（sequential）语句 30

第3章 VHDL设计实例 36

3.1用VHDL语言描述组合逻辑电路 36

3.1.1简单门电路 36

3.1.2编码器 41

3.1.3译码器 43

3.1.4数据选择器 46

3.1.5比较器 47

3.1.6加法器 48

3.2用VHDL语言描述时序逻辑电路 51

3.2.1触发器 51

3.2.2寄存器和移位寄存器 54

3.2.3计数器 62

3.2.4分频器 67

3.2.5序列信号发生器 70

3.3用VHDL语言实现状态机设计 72

3.3.1一般有限状态机的设计 73

3.3.2有限状态机设计例程 77

3.4 VHDL编程注意事项 90

3.4.1 VHDL代码书写规范与建议 90

3.4.2 VHDL编码常见问题 90

第4章 数字系统设计 95

4.1数字系统概述 95

4.2数字系统设计方法 96

4.3数字系统设计的描述方法 101

4.4数字系统设计举例 104

4.5数字系统的安装与调测 108

4.5.1用标准数字芯片实现数字系统时的安装与调测 108

4.5.2用PLD专用集成芯片实现数字系统时的安装与调测 111

4.6系统优化 112

4.6.1面积优化 112

4.6.2速度优化 115

第5章EDA设计流程及软件使用 120

5.1 EDA设计流程 120

5.1.1设计输入 120

5.1.2综合 121

5.1.3适配 122

5.1.4仿真 122

5.1.5下载 123

5.1.6硬件测试 123

5.2 Quartus Ⅱ使用指南 123

5.2.1创建工程 123

5.2.2原理图设计输入 126

5.2.3 VHDL设计输入 139

5.2.4引脚锁定 142

5.2.5下载 142

5.3 Synplify使用简介 144

5.3.1基本概念 144

5.3.2 Synplify使用 145

5.4 Modelsim使用简介 148

5.4.1测试用例 148

5.4.2仿真过程 150

第6章 基本单元电路实验 154

实验1集成门电路电压参数的测量 154

实验2组合逻辑电路冒险的研究与消除 158

实验3译码器及其应用 160

实验4 7段LED数码管显示实验 162

实验5数据选择器及其应用 165

实验6触发器及其应用 168

实验7中规模计数器的应用 173

实验8移位寄存器及其应用 174

第7章 EDA基础实验 176

实验1 Quartus Ⅱ原理图输入法设计 176

实验2 VHDL组合逻辑电路设计（一） 177

实验3 VHDL组合逻辑电路设计（二） 177

实验4 VHDL组合逻辑电路设计（三） 178

实验5 VHDL组合逻辑电路设计（四） 178

实验6 VHDL组合逻辑电路设计（五） 179

实验7触发器的设计 179

实验8 VHDL时序逻辑电路设计（一） 180

实验9 VHDL时序逻辑电路设计（二） 180

实验10 VHDL时序逻辑电路设计（三） 181

实验11 VHDL时序逻辑电路设计（四） 181

实验12数码管扫描显示控制器设计与实现 182

实验13序列信号发生器的设计与实现 183

实验14序列信号检测器的设计与实现 184

实验15发光二极管走马灯电路设计与实现 184

实验16自动售货机设计与实现 185

第8章 数字系统综合实验 186

实验1数字钟 186

实验2数字秒表 187

实验3交通灯控制器 189

实验4点阵显示控制器 190

实验5拔河游戏机 192

实验6经典数学游戏 193

实验7简易乒乓游戏机 194

实验8简易俄罗斯方块游戏机 195

实验9简易贪食蛇游戏机 197

实验10洗衣机控制器 198

实验11简易乐曲播放器 199

实验12简易数字频率计 200

实验13简易函数发生器 202

实验14 VGA图像显示控制器 203

实验15PS/2键盘接口控制器设计 204

实验16数字温湿度计 207

实验17基于I 2 C总线传输的数字温度计 209

实验18 RS232串口通信控制器 211

附录1数字实验装置 213

附1.1 MAX Ⅱ数字逻辑实验开发板 213

附1.2数字电路与逻辑设计基础实验板 218

附录2 常用芯片引脚图 222