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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VHDL10

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29

第3章 VHDL设计实例35

3.1 用VHDL语言描述组合逻辑电路35

3.1.1 简单门电路35

3.1.2 编码器39

3.1.3 译码器42

3.1.4 数据选择器44

3.1.5 比较器46

3.1.6 加法器46

3.2 用VHDL语言描述时序逻辑电路50

3.2.1 触发器50

3.2.2 寄存器和移位寄存器52

3.2.3 计数器63

3.2.4 分频器67

3.2.5 序列信号发生器69

3.3 用VHDL语言实现状态机设计71

3.3.1 一般有限状态机的设计72

3.3.2 有限状态机设计例程76

3.4 VHDL编程注意事项89

3.4.1 VHDL代码书写规范与建议89

3.4.2 VHDL编码常见问题89

第4章 数字系统设计94

4.1 数字系统概述94

4.2 数字系统设计方法95

4.3 数字系统设计的描述方法100

4.4 数字系统设计举例103

4.5 数字系统的安装与调测107

4.5.1 用标准数字芯片实现数字系统时的安装与调测107

4.5.2 用PLD专用集成芯片实现数字系统时的安装与调测110

4.6 系统优化111

4.6.1 面积优化111

4.6.2 速度优化114

第5章 EDA设计流程及软件使用119

5.1 EDA设计流程119

5.1.1 设计输入119

5.1.2 综合120

5.1.3 适配121

5.1.4 仿真121

5.1.5 下载122

5.1.6 硬件测试122

5.2 QuartusⅡ使用指南122

5.2.1 创建工程122

5.2.2 原理图设计输入126

5.2.3 VHDL设计输入138

5.2.4 引脚锁定141

5.2.5 下载141

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149

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 QuartusⅡ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15 PS/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I2C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 EPM7128数字逻辑实验开发板213

附1.2 MAXⅡ数字逻辑实验开发板220

附1.3 数字电路与逻辑设计基础实验板225

附录2 常用芯片引脚图229