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第1部分 硬件资源篇1

第1章 电子设计自动化综述1

1.1 EDA技术的发展1

1.1.1 EDA技术的发展阶段1

1.1.2 EDA技术的发展趋势3

1.2 EDA技术的基本工具4

1.2.1 EDA常用工具4

1.2.2设计输入编辑器5

1.2.3 HDL综合器5

1.2.4仿真器7

1.2.5适配器（布局、布线器）7

1.2.6下载器8

1.3 EDA的基本设计思路8

1.3.1 EDA电路级设计8

1.3.2 EDA系统级设计8

1.4 PLD的设计流程9

1.4.1设计准备9

1.4.2设计输入9

1.4.3设计处理10

1.4.4设计检验11

1.4.5器件编程与配置11

习题11

第2章 Altera公司可编程逻辑器件12

2.1 Altera器件的命名12

2.2 Altera常用器件13

2.2.1 MAX 7000器件13

2.2.2 FLEX 10K器件20

习题32

第2部分 软件操作篇33

第3章 Quartus Ⅱ 9.0软件33

3.1概述33

3.2 Quartus Ⅱ 9.0软件的安装34

3.2.1系统配置要求34

3.2.2 Quartus Ⅱ 9.0软件的安装过程34

3.2.3 Quartus Ⅱ 9.0软件的授权35

3.3一般设计流程37

3.3.1图形用户界面设计流程37

3.3.2 EDA工具设计流程38

3.3.3命令设计流程39

3.3.4 Quartus Ⅱ 9.0.软件的主要设计特征39

3.4 Quartus Ⅱ 9.0软件的设计操作41

3.4.1设计输入43

3.4.2创建工程44

3.4.3建立图形设计文件45

3.4.4建立文本编辑文件56

3.4.5建立存储器编辑文件58

3.5 Quartus Ⅱ 9.0设计项目的编译62

3.5.1设计综合63

3.5.2编译器窗63

3.5.3编译器选项设置65

3.5.4引脚分配71

3.5.5启动编译器74

3.5.6查看适配结果76

3.6 Quartus Ⅱ 9.0设计项目的仿真验证79

3.6.1创建一个仿真波形文件80

3.6.2设计仿真83

3.6.3仿真结果分析84

3.7时序分析85

3.7.1时序分析基本参数85

3.7.2指定时序要求86

3.7.3完成时序分析89

3.7.4查看时序分析结果90

3.8器件编程90

3.8.1完成器件编程91

3.8.2编程器硬件驱动安装93

习题94

第4章 VHDL程序设计96

4.1 VHDL语法基础96

4.1.1 VHDL数据对象及其分类96

4.1.2 VHDL数据类型100

4.1.3 VHDL运算操作符106

4.2 VHDL的基本结构110

4.2.1 VHDL的基本结构及语法规则110

4.2.2 VHDL构造体描述114

4.2.3进程（process）语句结构描述115

4.2.4子程序语句的结构描述116

4.2.5库、程序包及配置124

4.3 VHDL顺序语句133

4.3.1赋值语句133

4.3.2 if语句134

4.3.3 case语句137

4.3.4 loop语句147

4.3.5 next语句149

4.3.6 exit语句150

4.3.7 wait语句152

4.3.8顺序语句中子程序调用语句154

4.3.9返回（return）语句155

4.3.10空操作（null）语句156

4.4 VHDL并行语句157

4.4.1条件信号代入语句157

4.4.2选择信号代入语句158

4.4.3元件例化语句160

4.4.4并行赋值语句（信号代入语句）161

4.4.5生成语句162

习题163

第3部分 创新设计应用篇165

第5章 数字系统设计与实现165

5.1模为60的计数器设计与实现165

5.1.1建立图形文件165

5.1.2项目编译166

5.1.3项目仿真166

5.2时钟电路的设计与实现168

5.2.1文本编辑法设计模为24的计数电路168

5.2.2建立顶层clock文件与时钟电路设计169

5.3有限状态机电路设计与实现171

5.3.1有限状态机的编码规则171

5.3.2有限状态机的设计171

5.3.3有限状态机的VHDL程序设计172

5.4半整数分频器的设计174

5.4.1小数分频的基本原理174

5.4.2电路组成174

5.4.3半整数分频器的设计175

5.5 UART数据接收发送电路设计与实现177

5.5.1波特率的设定178

5.5.2数据发送178

5.5.3数据接收179

5.5.4 UART程序设计179

5.6 CPLD在人机接口中的设计与实现186

5.6.1接口电路分析与设计186

5.6.2接口电路的部分软件设计188

5.7存储器模块电路设计与实现191

5.7.1硬件模块电路结构设计192

5.7.2模块电路软件设计与实现195

5.8运算器模块电路设计与实现202

5.8.1硬件模块电路结构设计202

5.8.2模块电路软件设计与实现205

5.9频率合成器模块设计与实现216

5.9.1硬件模块电路结构设计216

5.9.2模块电路软件设计与实现218

习题225

第6章 FPGA/CPLD器件的配置228

6.1 ByteBlaster配置228

6.1.1原理与功能描述228

6.1.2 PS模式231

6.1.3 JTAG模式232

6.1.4软件编程和配置步骤234

6.2 ByteBlasterMV并口下载电缆237

6.2.1原理与功能描述237

6.2.2软件编程和配置步骤239

6.3 MasterBlaster串行/USB通信电缆239

6.3.1特点239

6.3.2功能描述240

6.3.3 PS模式242

6.3.4 JTAG模式243

6.4 BitBlaster串行下载电缆245

6.4.1特点245

6.4.2功能描述245

6.5 MCU的快速配置247

6.5.1概述247

6.5.2硬件设计247

6.5.3软件设计249

习题252

第7章 综合设计与功能实现253

7.1信号调制通信系统设计253

7.1.1系统硬件电路分配与设计253

7.1.2系统软件描述与设计256

7.1.3系统仿真与调试267

7.2交通信号控制电路模块设计269

7.2.1硬件电路模块结构设计269

7.2.2模块电路软件设计与实现273

7.3系统功能下载/配置电路的焊接调试与功能实现283

7.3.1系统功能下载/配置电路的设计任务283

7.3.2系统功能下载/配置电路的焊接与调试284

习题288

第8章 实际工程项目设计——程控交换实验系统289

8.1总体设计289

8.2系统原理及组成290

8.2.1电路组成290

8.2.2控制系统291

8.2.3实际系统电路设计规划293

8.3硬件单元电路设计294

8.3.1系统用集成电话介绍294

8.3.2用户接口电路设计294

8.3.3外线及中继接口电路298

8.3.4振铃插入与振铃解脱电路301

8.3.5 PCM编译码电路301

8.3.6 DTMF编译码电路305

8.3.7信号音及铃流产生电路309

8.3.8可编程开关阵列312

8.3.9键盘及显示电路315

8.3.10控制电路316

8.4软件设计317

8.4.1控制模块一软件设计317

8.4.2控制模块二软件设计321

8.5系统实现325

8.5.1所需仪器仪表和软件325

8.5.2元件明细325

8.5.3软件和硬件调试329

习题331

第9章 电子设计竞赛指导336

9.1电子电路设计方案的选择336

9.1.1试题分析336

9.1.2方案选择337

9.2历届电子设计竞赛题分析338

9.2.1历届电子设计竞赛题目338

9.2.2竞赛题目归类340

9.3典型竞赛题目设计341

9.3.1模拟路灯控制系统（Ⅰ题，1999年竞赛试题）341

9.3.2系统整体方案的论证342

9.3.3系统分立模块设计及工作原理343

9.3.4软件设计344

9.3.5系统测试346

9.4竞赛论文撰写347

9.4.1设计报告的评分标准347

9.4.2设计报告的格式、内容及注意事项348

习题349

参考文献351