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绪论1

0.1 数字系统设计的基本概念1

0.2 数字系统设计方法简介2

0.3 可编程逻辑器件简介4

0.4 EDA软件种类及各自特点5

0.5 硬件描述语言简介7

第1章 Quartus使用练习9

1.1 QuartusⅡ概述9

1.2 基于QuartusⅡ的电路设计过程11

1.3 计数器设计24

1.4 扫描显示电路28

1.5 数字系统设计实例36

第2章 VHDL硬件描述语言49

2.1 VHDL概述49

2.1.1 VHDL的特点49

2.1.2 VHDL语言的基本结构49

2.1.3 VHDL语言的实体（ENTITY）说明语句51

2.1.4 VHDL语言的结构体（ARCHITECTURE）52

2.1.5 程序包（PACKAGE）、库（LIBRA-RY）和USE语句53

2.2 VHDL的数据类型和数据对象55

2.2.1 VHDL的标记55

2.2.2 VHDL的数据类型56

2.2.3 VHDL的运算符61

2.2.4 VHDL的数据对象65

2.3 VHDL设计的基本语句68

2.3.1 并行信号赋值语句69

2.3.2 条件赋值语句WHEN-ELSE69

2.3.3 选择信号赋值语句WITH-SELECT70

2.3.4 块（BLOCK）语句71

2.3.5 IF-ELSE语句72

2.3.6 CASE-WHEN语句74

2.3.7 FOR-LOOP语句75

2.4 VHDL高级语句76

2.4.1 进程（PROCESS）语句76

2.4.2 元件（COMPONENT）定义语句和元件例化（PORTMAP）语句77

2.4.3 生成（GENERATE）语句79

2.4.4 子程序（SUBPROGRAM）81

2.4.5 程序包的设计85

2.5 VHDL设计实例85

2.5.1 常见的组合逻辑电路设计85

2.5.2 常见的时序逻辑电路设计92

2.5.3 状态机设计101

第3章 VerilogHDL硬件描述语言106

3.1 VerilogHDL概述106

3.1.1 VerilogHDL的特点106

3.1.2 VerilogHDL的基本结构106

3.2 VerilogHDL语言要素107

3.2.1 基本语法定义107

3.2.2 数据类型109

3.2.3 运算符113

3.2.4 VerilogHDL编译向导119

3.2.5 系统任务与系统函数121

3.3 VerilogHDL基本语句125

3.3.1 赋值语句125

3.3.2 条件语句129

3.3.3 循环语句134

3.3.4 块语句136

3.3.5 结构化语句137

3.3.6 任务与函数139

3.4 VerilogHDL门元件和结构描述142

3.4.1 门元件142

3.4.2 门级结构描述举例144

3.4.3 VerilogHDL程序设计的描述方式146

3.5 仿真验证148

3.6 可综合性描述158

3.7 设计实例164

3.7.1 译码电路164

3.7.2 编码电路165

3.7.3 数据分配器165

3.7.4 同步计数器166

3.7.5 移位寄存器168

3.7.6 有限状态机的设计170

3.7.7 复杂逻辑电路设计174

第4章 数字系统设计题目176

4.1 多功能数字钟的设计176

4.1.1 设计要求176

4.1.2 设计提示176

4.2 数字式竞赛抢答器178

4.2.1 设计要求178

4.2.2 设计提示178

4.3 数字频率计179

4.3.1 设计要求179

4.3.2 设计提示179

4.4 拔河游戏机181

4.4.1 设计要求181

4.4.2 设计提示182

4.5 洗衣机控制器182

4.5.1 设计要求182

4.5.2 设计提示183

4.6 电子密码锁185

4.6.1 设计要求185

4.6.2 设计提示185

4.7 脉冲按键电话按键显示器186

4.7.1 设计要求186

4.7.2 设计提示187

4.8 乘法器188

4.8.1 设计要求188

4.8.2 设计提示188

4.9 乒乓球比赛游戏机189

4.9.1 设计要求189

4.9.2 设计提示190

4.10 具有四种信号灯的交通灯控制器191

4.10.1 设计要求191

4.10.2 设计提示192

4.11 出租车自动计费器193

4.11.1 设计要求193

4.11.2 设计提示194

4.12 自动售邮票机194

4.12.1 设计要求194

4.12.2 设计提示195

4.13 电梯控制器.196

4.13.1 设计要求196

4.13.2 设计提示196

附录198

附录A MAX+PLUS使用练习198

附录B 部分数字系统设计VHDL参考代码216

B.1 多功能数字钟主控电路216

B.2 数字式竞赛抢答器主控电路222

B.3 洗衣机控制器主控电路226

B.4 密码锁主控电路229

B.5 乘法器主控电路231

B.6 乒乓球比赛游戏机主控电路233

B.7 具有四种信号灯的交通灯控制器主控电路236

B.8 出租车自动计费器主控电路238

B.9 自动售邮票机主控电路241

B.10 电梯控制器主控电路243

附录C 部分数字系统设计VerilogHDL参考代码246

C.1 多功能数字钟主控电路246

C.2 数字式竞赛抢答器主控电路251

C.3 洗衣机控制器主控电路257

C.4 电子密码锁主控电路260

C.5 乘法器主控电路262

C.6 乒乓球比赛游戏机主控电路266

C.7 具有四种信号灯的交通灯控制器主控电路268

C.8 出租车自动计费器主控电路271

C.9 自动售邮票机主控电路274

C.10 电梯控制器主控电路277

附录D VHDL标准程序包文件280

附录E 开发板简介293

E.1 DE2开发板简介293

E.2 DE2中目标芯片与其他硬件资源的引脚连接295

E.3 HF03型EDA实验箱300

E.4 HF03中目标芯片与其他硬件资源的引脚连接300

参考文献302