入門FPGA數(shù)字電路設計的奇妙之旅

 
目錄
第1章數(shù)字邏輯基礎知識
1.1數(shù)字邏輯的信息表征
1.1.1數(shù)字信號與數(shù)字系統(tǒng)
1.1.2數(shù)制與碼制
1.1.3數(shù)字信息的存儲
1.2數(shù)字邏輯的表示
1.2.1邏輯運算及邏輯表達方式
1.2.2不同邏輯表達方式之間的轉換
1.3邏輯代數(shù)的定律和規(guī)則
1.3.1邏輯代數(shù)的基本定律
1.3.2邏輯代數(shù)的基本規(guī)則
1.4邏輯函數(shù)的表達形式與邏輯化簡
1.4.1最小項表達式
1.4.2公式法邏輯化簡
1.4.3卡諾圖法邏輯化簡
第2章Verilog HDL描述邏輯電路
2.1Verilog HDL基礎
2.1.1Verilog HDL的設計風格
2.1.2Verilog HDL的基本語法
2.2Verilog HDL的邏輯電路描述方法
2.2.1門級建模及門級原語
2.2.2數(shù)據(jù)流建模及連續(xù)賦值語句
2.2.3行為級建模及過程賦值語句
第3章FPGA開發(fā)流程
3.1FPGA的概念
3.1.1FPGA是什么
3.1.2FPGA的特點
3.1.3FPGA的內(nèi)部結構
3.1.4FPGA是如何工作的
3.2FPGA的開發(fā)流程與工具
3.2.1FPGA的開發(fā)流程
3.2.2FPGA開發(fā)工具
3.3FPGA開發(fā)流程示例
3.3.1Lattice Diamond開發(fā)FPGA實例(以STEP MXO2
開發(fā)板為例)
3.3.2Intel Quartus Prime開發(fā)FPGA實例(以STEP MAX10
開發(fā)板為例)
3.3.3小腳丫FPGA(STEP FPGA)線上開發(fā)平臺
第4章FPGA組合邏輯電路設計
4.1三人表決器
4.1.1組合邏輯電路的設計方法
4.1.2實驗任務
4.1.3實驗原理
4.1.4電路搭建及驗證
4.1.5Verilog描述及FPGA實現(xiàn)
4.1.6實驗總結
4.2實現(xiàn)加法器
4.2.1實驗任務
4.2.2實驗原理
4.2.3代碼設計
4.2.4FPGA實驗
4.3實現(xiàn)24譯碼器
4.3.1實驗任務
4.3.2實驗原理
4.3.3代碼設計
4.3.4FPGA實驗
4.3.5課后練習
4.4實現(xiàn)38譯碼器
4.4.1實驗任務
4.4.2實驗原理
4.4.3代碼設計
4.4.4FPGA實驗
4.4.5拓展任務
4.5控制7段數(shù)碼管
4.5.1實驗任務
4.5.2實驗原理
4.5.3代碼設計
4.5.4FPGA實驗
4.5.5拓展任務
第5章FPGA時序邏輯電路設計
5.1時序邏輯電路的描述方法
5.1.1時序邏輯與Verilog HDL描述
5.1.2阻塞賦值和非阻塞賦值
5.2實現(xiàn)RS觸發(fā)器
5.2.1實驗任務
5.2.2實驗原理
5.2.3FPGA實驗
5.3實現(xiàn)D觸發(fā)器
5.3.1實驗任務
5.3.2實驗原理
5.3.3FPGA實驗
5.4實現(xiàn)JK觸發(fā)器
5.4.1實驗任務
5.4.2實驗原理
5.4.3FPGA實驗
5.5生成計數(shù)器
5.5.1實驗任務
5.5.2實驗原理
5.5.3FPGA實驗
5.6任意整數(shù)分頻電路
5.6.1實驗任務
5.6.2實驗原理
5.6.3代碼設計
5.6.4FPGA實驗
5.7機械按鍵的消抖
5.7.1實驗任務
5.7.2實驗原理
5.7.3代碼設計
5.7.4FPGA實驗
第6章狀態(tài)機邏輯電路設計
6.1有限狀態(tài)機
6.1.1狀態(tài)機的概念
6.1.2狀態(tài)編碼
6.1.3狀態(tài)機的結構
6.1.4狀態(tài)機的Verilog實現(xiàn)
6.2利用狀態(tài)機實現(xiàn)流水燈
6.2.1實驗任務
6.2.2實驗原理
6.2.3代碼設計
6.2.4FPGA實驗
6.3簡易交通信號燈設計 
6.3.1實驗任務
6.3.2實驗原理
6.3.3代碼設計
6.3.4FPGA實驗
第7章模數(shù)轉換項目
7.1模數(shù)轉換器與數(shù)模轉換器
7.1.1模數(shù)轉換器
7.1.2數(shù)模轉換器
7.1.3選擇ADC和DAC芯片
7.2FPGA驅(qū)動ADC(I2C接口)實例
7.2.1ADC芯片PCF8591
7.2.2PCF8591的I2C通信
7.2.3PCF8591的數(shù)據(jù)傳輸
7.2.4硬件實現(xiàn)
7.3FPGA驅(qū)動DAC(SPI接口)實例
7.3.1DAC芯片DAC081S101
7.3.2DAC081S101的串行通信
7.3.3DAC081S101的數(shù)據(jù)傳輸
7.3.4硬件實現(xiàn)
7.4通過高速比較器和FPGA邏輯實現(xiàn)Sigma Delta ADC
7.4.1Sigma Delta ADC實現(xiàn)原理
7.4.2簡易Sigma Delta ADC方案
7.4.3FPGA內(nèi)部模塊實現(xiàn)
第8章綜合項目
8.1十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)
8.1.1項目背景
8.1.2車輛和行人檢測
8.1.3路燈控制
8.1.4交通信號燈控制系統(tǒng)的狀態(tài)機
8.1.5其他功能
8.1.6項目總結
8.2電梯控制系統(tǒng)
8.2.1項目概述
8.2.2總體方案
8.2.3開關防抖設計
8.2.4超聲波傳感器位置檢測
8.2.5二進制轉BCD碼
8.2.6控制電機旋轉
8.2.7設計狀態(tài)機
8.2.8最終實施
8.2.9項目總結
8.3自制數(shù)字密碼鎖儲物柜
8.3.1硬件總體結構設計
8.3.2矩陣鍵盤輸入模塊
8.3.3密碼驗證模塊
8.3.4舵機控制模塊
8.3.5驅(qū)動模塊
8.3.6系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
8.4簡易電子琴
8.4.1項目概述
8.4.2簡易電子琴硬件設計
8.4.3直接數(shù)字合成技術
8.4.4用DDS產(chǎn)生正弦波
8.4.5Top模塊設計
8.4.6項目總結
8.5更復雜的電子鋼琴
8.5.1項目概述
8.5.2字符串函數(shù)
8.5.3Deltasigma調(diào)制
8.5.4使用除法調(diào)整幅度
8.5.5諧波生成
8.5.6頂層數(shù)字系統(tǒng)設計
8.5.7項目總結
8.6串行通信
8.6.1項目概述
8.6.2并行與串行通信
8.6.3實現(xiàn)一個UART發(fā)送器
8.6.4旋轉編碼器
8.6.5UART通信機制
8.6.6將編碼器數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機
8.6.7項目總結