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项目1数字系统设计与开发环境1

任务1.1 EDA技术综述1

1.1.1 认识EDA技术1

1.1.2 MAX＋plus Ⅱ软件的功能及支持的器件4

1.1.3 MAX＋plus Ⅱ软件的安装与注册8

任务1.2 EDA设计指南10

1.2.1 MAX＋plus Ⅱ的设计流程10

1.2.2 Quartus Ⅱ的设计流程22

任务1.3 可编程逻辑器件综述33

1.3.1 可编程逻辑器件的发展33

1.3.2 可编程逻辑器件基础33

1.3.3 可编程逻辑器件的分类35

任务1.4 CPLD/FPGA器件知识37

1.4.1 CPLD的基本结构37

1.4.2 FPGA的基本结构39

1.4.3 CPLD/FPGA产品概述44

1.4.4 CPLD和 FPGA的比较47

项目2 VHDL语言设计基础54

任务2.1 认识VHDL语言54

2.1.1 VHDL简介54

2.1.2 VHDL的定义及构成55

任务2.2 VHDL的描述结构57

2.2.1 实体（Entity）57

2.2.2 结构体（Architecture）59

2.2.3 程序包（Package）与use语句60

2.2.4 库（Library）61

2.2.5 配置（Configuration）62

2.2.6 标识符63

2.2.7 保留字64

任务2.3 VHDL的数据对象64

2.3.1 信号64

2.3.2 变量65

2.3.3 常量67

任务2.4 VHDL的数据类型67

任务2.5 VHDL的运算符70

2.5.1 逻辑运算符70

2.5.2 算术运算符70

2.5.3 关系运算符72

2.5.4 符号运算符72

2.5.5 移位运算符73

2.5.6 操作符的运算优先级73

任务2.6 顺序描述语句74

任务2.7 变量赋值语句和信号赋值语句75

2.7.1 if语句75

2.7.2 case语句78

2.7.3 loop语句79

2.7.4 next和exit跳出循环语句81

2.7.5 null语句83

2.7.6 wait语句83

2.7.7 assert语句84

2.7.8 子程序调用语句84

2.7.9 return语句85

任务2.8 并行描述语句85

2.8.1 并行信号赋值语句85

2.8.2 进程语句87

2.8.3 元件例化语句88

2.8.4 生成语句89

2.8.5 块语句89

任务2.9 子程序90

2.9.1 过程90

2.9.2 函数90

项目3组合逻辑电路设计95

任务3.1 逻辑门电路的VHDL设计95

3.1.1 二输入与非门电路95

3.1.2 二输入或非门电路96

3.1.3 反相器电路98

3.1.4 二输入异或门电路99

3.1.5 二输入同或门电路100

任务 3.2 运算电路设计101

3.2.1 半加器的设计101

3.2.2 全加器的设计102

3.2.3 乘法器的设计104

任务3.3 编码器的设计105

3.3.1 编码器工作原理分析105

3.3.2 8线-3线编码器的VHDL描述106

3.3.3 8线-3线优先编码器的设计107

任务3.4 译码器的设计109

3.4.1 译码器工作原理分析109

3.4.2 3线-8线译码器的VHDL设计110

任务3.5 数据选择器的设计111

3.5.1 数据选择器工作原理111

3.5.2 数据选择器的VHDL设计112

任务3.6 数值比较器的设计112

3.6.1 数值比较器工作原理112

3.6.2 数值比较器的VHDL设计113

任务3.7 三态门与双向缓冲电路设计114

3.7.1 三态门的设计114

3.7.2 双向缓冲器电路设计114

任务3.8 七段LED数码管扫描显示电路设计116

3.8.1 LED数码管及其显示电路116

3.8.2 静态LED数码管显示电路设计117

3.8.3 动态LED数码管显示电路设计118

项目4时序逻辑电路设计135

任务4.1 D触发器的设计135

4.1.1 时钟信号的描述135

4.1.2 复位信号的描述136

4.1.3 简单D触发器设计137

4.1.4 异步复位/同步复位D触发器的设计138

任务4.2 寄存器和移位寄存器的设计141

4.2.1 寄存器的设计141

4.2.2 串入/串出移位寄存器的设计142

4.2.3 串入/并出移位寄存器的设计143

任务4.3 计数器及其设计方法144

4.3.1 计数器基本概念144

4.3.2 同步计数器的设计145

4.3.3 异步计数器的设计147

4.3.4 可逆计数器的设计148

任务4.4 分频器的设计149

4.4.1 分频器及其设计方法149

4.4.2 偶数分频电路设计150

4.4.3 奇数分频电路设计152

任务4.5 有限状态机的设计153

4.5.1 状态机的基本结构和功能153

4.5.2 一般有限状态机的设计154

4.5.3 Moore型状态机的设计155

4.5.4 Mealy型状态机的设计157

任务4.6 存储器设计159

4.6.1 只读存储器（ROM）的设计159

4.6.2 读写存储器（SRAM）的设计160

项目5 EDA技术综合实践176

任务5.1 数字频率计的设计176

5.1.1 设计要求与方案176

5.1.2 模块设计及仿真177

5.1.3 VHDL一体化程序设计181

任务5.2 数字钟的设计182

5.2.1 设计要求与方案182

5.2.2 模块设计及仿真183

任务5.3 抢答器的设计191

5.3.1 设计要求与方案191

5.3.2 模块设计及仿真191

任务5.4 交通灯控制器的设计198

5.4.1 设计要求与方案198

5.4.2 模块设计及仿真199

任务5.5 多功能信号发生器的设计204

5.5.1 设计要求与方案204

5.5.2 模块设计及仿真204

附录A MAX＋plusll在Windows 2000上的安装设置212

附录B 常用FPGA/CPLD引脚图213

参考答案216

参考文献225