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第1章 绪论1

1.1 可编程逻辑器件介绍1

1.2 FPGA/CPLD设计入门5

1.2.1 FPGA/CPLD设计的基本方法5

1.2.2 FPGA/CPLD设计的基本流程6

1.3 基于可编程技术的计算机系统实验方法8

第2章 可编程技术初步与实验环境10

2.1 VHDL基础10

2.1.1 VHDL简介10

2.1.2 VHDL语言基础11

2.1.3 VHDL基本结构18

2.1.4 VHDL主要功能语句22

2.1.5 基本VHDL程序分析31

2.2 Quartus Ⅱ软件入门43

2.2.1 设计流程43

2.2.2 Quartus Ⅱ设计输入49

2.2.3 综合53

2.2.4 布局布线57

2.2.5 基于模块的设计59

2.2.6 仿真60

2.2.7 时序分析器63

2.2.8 时序逼近65

2.2.9 功耗分析66

2.2.10 编程和配置67

2.2.11 调试69

2.2.12 工程改革管理71

2.2.13 形式验证73

2.2.14 系统级设计73

2.3 FPGA实验开发平台简介75

2.3.1 康芯GW48-CP＋＋实验开发系统76

2.3.2 实验系统的主板结构和使用方法77

2.3.3 实验系统电路结构图84

2.3.4 实验系统引脚分配表93

2.3.5 实验台电路结构选择与引脚锁定方法95

第3章 可编程技术实验设计102

3.1 可编程技术基础实验102

3.1.1 熟悉FPGA软硬件开发环境102

3.1.2 利用VHDL设计十进制加法计数器123

3.1.3 利用原理图设计2-4译码器135

3.1.4 Altera元器件库宏功能模块144

3.1.5 元器件自定义与使用148

3.1.6 利用原理图层次化方法设计1位全加器152

3.1.7 Quartus Ⅱ的混合输入及层次化设计155

3.2 可编程技术实验常见问题与解决方法158

3.2.1 Quartus Ⅱ软件使用常见问题与解决方法158

3.2.2 “编译”过程常见问题与解决方法158

3.2.3 “仿真”过程常见问题与解决方法159

3.2.4 “编程下载”过程常见问题与解决方法160

3.2.5 “实验台操作”过程常见问题与解决方法161

第4章 组合逻辑电路实验设计162

4.1 组合逻辑电路设计方法162

4.1.1 组合逻辑电路的特点162

4.1.2 组合逻辑电路的设计方法162

4.2 基本门电路实验163

4.3 典型组合电路实验166

4.3.1 半加器166

4.3.2 全加器168

4.3.3 全加／全减器170

4.3.4 多数表决电路174

4.3.5 比较电路177

4.4 可靠性编码电路实验182

4.4.1 偶校验发生器、检测器电路182

4.4.2 步进码发生器电路186

4.5 编、译码及代码转换电路实验189

4.5.1 3-8线译码器电路190

4.5.2 余三码编码器电路193

4.5.3 余三码到8421码转换电路197

4.5.4 显示译码器电路200

第5章 时序逻辑电路实验设计205

5.1 时序逻辑电路设计方法205

5.1.1 时序逻辑电路的特点205

5.1.2 时序逻辑电路的表示方法205

5.1.3 时序逻辑电路的设计方法与步骤206

5.2 触发器及其功能测试实验207

5.2.1 基本触发器电路207

5.2.2 时钟触发器电路210

5.3 寄存器及其应用实验215

5.3.1 数据寄存器215

5.3.2 移位寄存器218

5.3.3 双向移位寄存器221

5.4 计数器实验224

5.4.1 异步模8加1计数器电路224

5.4.2 异步模6加1计数器电路228

5.4.3 BCD8421码同步计数器电路231

5.4.4 4位扭环形同步计数器电路235

5.4.5 模10指定规律同步计数器电路239

5.5 脉冲信号电路实验242

5.5.1 序列信号发生器电路242

5.5.2 序列信号检测器电路246

第6章 计算机部件实验设计250

6.1 运算器实验250

6.2 存储器实验254

6.2.1 ROM实验255

6.2.2 RAM实验260

6.2.3 FIFO实验265

6.3 时序电路实验267

6.4 程序计数器与地址寄存器（PC_AR）实验271

6.5 总线传输实验274

第7章 计算机组成实验设计278

7.1 基本模型机系统实验278

7.1.1 基本模型机系统原理278

7.1.2 微控制器设计288

7.1.3 基本模型机系统设计294

7.2 带移位运算的模型机系统实验300

7.3 复杂模型机系统实验305

第8章 基于Nios Ⅱ的SOPC实验设计314

8.1 SOPC介绍314

8.1.1 SOPC概念及特点314

8.1.2 Nios Ⅱ介绍315

8.1.3 基于Nios Ⅱ的SOPC开发流程315

8.2 Nios Ⅱ基础实验317

8.3 基于Nios Ⅱ的电机控制实验333

第9章 基于FPGA的综合性实验设计336

9.1 十进制数字频率计336

9.2 洗衣机控制器342

9.3 复印机控制器344

9.4 汽车灯控制器347

9.5 电风扇控制器350

9.6 自动售货机控制器352

9.7 密码锁356

9.8 智能交通灯控制器361

9.9 数字电子时钟368

9.10 IC卡计费器374

参考文献385