基于Verilog HDL的FPGA项目开发教程

图书标准信息

• 作者 张定祥
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2022-01
• 版次 1
• ISBN 9787121423543
• 定价 43.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 228页
• 字数 293.4千字

【内容简介】

本书以实用性为出发点，采取由浅入深、循序渐进的方式介绍了FPGA应用技术。 全书分为4个项目，项目1介绍FPGA的基础知识，使读者了解FPGA开发板和ModelSim仿真环境。项目2介绍了硬件描述语言Verilog HDL的基本语法知识，以及数字电路基本单元的描述、设计和仿真测试。项目3介绍了基于FPGA的单元电路设计调试。项目4介绍了基于FPGA技术的综合项目开发。本书以典型工作任务为主线编排教学内容，方便教师开展项目式教学，操作性强。 本书可作为高职高专院校电子信息类、计算机类、自动化类等专业的教材，也可作为应用型本科、开放大学、成人教育相关专业的教材，还是电子工程技术人员的参考工具书。

【作者简介】

张定祥，男，贵州电子信息职业技术学院EDA技术、单片机领域教学骨干，长期从事相关专业的教学和科研，具备较为丰富的教材编写经验和科研经历。

【目录】

项目1  FPGA的基础知识1

任务1.1  PLD的发展历程1

任务1.2  FPGA的结构2

1.2.1  FPGA的工作原理2

1.2.2  FPGA芯片的结构4

任务1.3  FPGA主要生产厂商与芯片说明6

1.3.1  FPGA生产厂商6

1.3.2  FPGA芯片说明7

任务1.4  开发工具8

任务1.5  技能实训：FPGA开发板认知9

项目2  基于FPGA的数字电路基本单元仿真测试14

任务2.1  描述基本逻辑门电路14

2.1.1  理论知识14

2.1.2  设计原理16

2.1.3  模块符号17

2.1.4  硬件描述代码18

2.1.5  仿真测试18

思考与练习21

任务2.2  描述全加器21

2.2.1  理论知识21

2.2.2  设计原理26

2.2.3  模块符号27

2.2.4  硬件描述代码27

2.2.5  仿真测试28

思考与练习30

任务2.3  描述8线-3线编码器30

2.3.1  理论知识30

2.3.2  设计原理34

2.3.3  模块符号35

2.3.4  硬件描述代码36

2.3.5  仿真测试36

思考与练习37

任务2.4  描述优先编码器38

2.4.1  理论知识38

2.4.2  设计原理40

2.4.3  模块符号41

2.4.4  硬件描述代码41

2.4.5  仿真测试42

思考与练习43

任务2.5  描述3线-8线译码器43

2.5.1  理论知识43

2.5.2  设计原理46

2.5.3  模块符号47

2.5.4  硬件描述代码47

2.5.5  仿真测试48

思考与练习49

任务2.6  描述四选一选择器49

2.6.1  理论知识49

2.6.2  设计原理51

2.6.3  模块符号53

2.6.4  硬件描述代码53

2.6.5  仿真测试53

思考与练习55

任务2.7  描述数值比较器55

2.7.1  理论知识55

2.7.2  设计原理58

2.7.3  模块符号59

2.7.4  硬件描述代码59

2.7.5  仿真测试60

思考与练习61

任务2.8  描述触发器61

2.8.1  理论知识61

2.8.2  设计原理66

2.8.3  模块符号69

2.8.4  硬件描述代码69

2.8.5  仿真测试70

任务2.9  描述计数器71

2.9.1  理论知识71

2.9.2  设计原理74

2.9.3  模块符号77

2.9.4  硬件描述代码77

2.9.5  仿真测试78

任务2.10  描述分频器79

2.10.1  理论知识79

2.10.2  设计原理80

2.10.3  模块符号81

2.10.4  硬件描述代码82

2.10.5  仿真测试84

任务2.11  描述移位寄存器85

2.11.1  理论知识：预处理语句85

2.11.2  设计原理88

2.11.3  模块符号89

2.11.4  硬件描述代码90

2.11.5  仿真测试90

任务2.12  描述序列检测器92

2.12.1  理论知识92

2.12.2  设计原理97

2.12.3  模块符号98

2.12.4  硬件描述代码98

2.12.5  仿真测试98

任务2.13  有限状态机100

2.13.1  理论知识100

2.13.2  设计原理102

2.13.3  模块符号102

2.13.4  硬件描述代码103

2.13.5  仿真测试104

项目3  基于FPGA的单元电路设计调试106

任务3.1  流水灯设计106

3.1.1  流水灯简介106

3.1.2  流水灯设计思路108

3.1.3  设计源代码108

3.1.4  RTL模型109

3.1.5  项目调试111

任务3.2  按键识别115

3.2.1  按键抖动原理115

3.2.2  去抖动设计思路116

3.2.3  设计源代码116

3.2.4  RTL模型117

3.2.5  项目调试118

任务3.3  数码管静态显示120

3.3.1  数码管显示原理120

3.3.2  数码管静态显示0～9设计思路121

3.3.3  设计源代码121

3.3.4  RTL模型122

3.3.5  项目调试123

任务3.4  数码管动态显示125

3.4.1  数码管动态显示原理125

3.4.2  动态显示设计思路126

3.4.3  设计源代码126

3.4.4  RTL模型128

3.4.5  项目调试128

任务3.5  蜂鸣器控制设计130

3.5.1  蜂鸣器原理130

3.5.2  蜂鸣器发声设计思路131

3.5.3  设计源代码131

3.5.4  RTL模型132

3.5.5  项目调试132

任务3.6  LCD1602控制设计134

3.6.1  LCD1602显示原理134

3.6.2  设计思路137

3.6.3  设计源代码137

3.6.4  RTL模型143

3.6.5  项目调试144

任务3.7  步进电动机控制设计146

3.7.1  步进电动机概述146

3.7.2  步进电动机的控制思路147

3.7.3  设计源代码148

3.7.4  RTL模型149

3.7.5  项目调试150

项目4  基于FPGA技术的综合项目开发152

任务4.1  基本门电路测试平台设计152

4.1.1  任务要求与分析152

4.1.2  设计原理152

4.1.3  顶层设计153

4.1.4  设计源代码154

4.1.5  项目调试158

任务4.2  数字钟设计161

4.2.1  任务要求与分析161

4.2.2  设计原理161

4.2.3  顶层设计163

4.2.4  设计源代码163

4.2.5  项目调试168

任务4.3  UART通信接口设计170

4.3.1  任务要求与分析170

4.3.2  串口通信原理171

4.3.3  顶层设计172

4.3.4  设计源代码173

4.3.5  项目调试178

任务4.4  I2C总线接口设计180

4.4.1  任务要求与分析180

4.4.2  I2C总线通信原理182

4.4.3  顶层设计185

4.4.4  设计源代码187

4.4.5  项目调试198

任务4.5  基于软核Nios II的数码管动态扫描设计200

4.5.1  任务要求与分析200

4.5.2  设计原理201

4.5.3  硬件环境设计202

4.5.4  软件程序开发205