《數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》以數(shù)字電路的EDA設(shè)計(jì)為主線，結(jié)合豐富的實(shí)例，按照由淺入深的學(xué)習(xí)規(guī)律，逐步引入EDA技術(shù)和工具，圖文并茂，重點(diǎn)突出。全書分為三部分。第一部分是基礎(chǔ)篇，介紹EDA技術(shù)和硬件描述語(yǔ)言。第二部分是軟件操作篇，主要介紹MAX+plus II和Quartus II軟件工具的使用。第三部分是設(shè)計(jì)應(yīng)用篇，通過(guò)大量典型的應(yīng)用實(shí)例，使讀者掌握數(shù)字系統(tǒng)EDA設(shè)計(jì)的方法和技巧。每章后面附有習(xí)題，為方便教師教學(xué)，《數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》配有多媒體電子教案。
《數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可作為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)控制、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)類專業(yè)的EDA技術(shù)教材，也可作為上述學(xué)科或相關(guān)學(xué)科工程技術(shù)人員的參考書，還可作為電子產(chǎn)品制作、科技創(chuàng)新實(shí)踐、EDA課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)書。
《數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》編者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)編寫此書。在編寫過(guò)程中，著重以培養(yǎng)能力為目標(biāo)，在實(shí)例選排上注重循序漸進(jìn)。由淺入深。全書分為三部分。共7章。第一部分是基礎(chǔ)篇。介紹EDA技術(shù)和硬件描述語(yǔ)言。第二部分是軟件操作篇。主要介紹MAX+plus II和Quartus II軟件工具的使用。第三部分是設(shè)計(jì)應(yīng)用篇，通過(guò)大量典型的應(yīng)用實(shí)例。使讀者掌握數(shù)字系統(tǒng)EDAi沒(méi)計(jì)的方法和技巧。每章后面附有習(xí)題，為方便教師教學(xué)，《數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》配有多媒體電子教案。《數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)與應(yīng)用》可作為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)控制、自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)類專業(yè)的EDA技術(shù)教材。也可作為上述學(xué)科或相關(guān)學(xué)科工程技術(shù)人員的參考書；還可作為電子產(chǎn)品制作、科技創(chuàng)新實(shí)踐、EDA課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)書。
近年來(lái)，EDA技術(shù)發(fā)展非常迅速，已經(jīng)成為推動(dòng)電子工業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿ΑDA技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用、對(duì)高校電子技術(shù)課程教學(xué)思想、教學(xué)方法和教學(xué)目標(biāo)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。許多高校相繼將EDA技術(shù)作為電子技術(shù)教學(xué)改革的主要方向，在電子、通信、信息、電氣等相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)EDA課程、介紹EDA技術(shù)。特別是在數(shù)字邏輯電路、大規(guī)模可編程器件、硬件描述語(yǔ)言等課程中都加入了EDA設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。因此，數(shù)字電路的研究和實(shí)現(xiàn)方法隨之發(fā)生變化，從而促使數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)手段也不斷更新、完善和開(kāi)拓。
借助。EDA軟件來(lái)進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)、模擬和調(diào)試，這種實(shí)驗(yàn)方法可以減少實(shí)驗(yàn)器材的重復(fù)投入，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)際損耗，降低實(shí)驗(yàn)成本，提高實(shí)驗(yàn)效率。它適合于數(shù)字電路課程初學(xué)者做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，更適合于數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)者，充分發(fā)揮自主性，自行設(shè)計(jì)邏輯電路。這有助于學(xué)生更快更好地掌握課堂上講述的基本概念、原理，有利于增強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)創(chuàng)新能力。
本書是編者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)編寫而成。在編寫過(guò)程中，著重以培養(yǎng)能力為目標(biāo)，實(shí)例選排上注重循序漸進(jìn)，由淺入深。全書分為三部分，共7章，知識(shí)結(jié)構(gòu)安排如下。
第一部分是基礎(chǔ)篇。第1章主要介紹EDA技術(shù)的內(nèi)涵、發(fā)展及其設(shè)計(jì)流程。第2章詳細(xì)講解硬件描述語(yǔ)言VHDL程序設(shè)計(jì)，包括VHDL語(yǔ)法、基本結(jié)構(gòu)以及常用語(yǔ)句，使讀者對(duì)VHDL程序的編寫有深入的認(rèn)識(shí)。
第一部分 基礎(chǔ)篇
第1章 EDA技術(shù)概述1
1.1 EDA技術(shù)及其發(fā)展1
1.1.1 EDA技術(shù)的涵義1
1.1.2 EDA技術(shù)的發(fā)展史2
1.2 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與EDA方法的區(qū)別3
1.3 EDA工程的設(shè)計(jì)流程4
1.3.1 設(shè)計(jì)輸入5
1.3.2 邏輯綜合和優(yōu)化6
1.3.3 適配6
1.3.4 仿真6
1.3.5 目標(biāo)器件的編程/下載6
習(xí)題7
第2章 硬件描述語(yǔ)言8
2.1 VHDL簡(jiǎn)介8
2.2 VHDL語(yǔ)法基?10
2.2.1 文法規(guī)則10
2.2.2 數(shù)據(jù)對(duì)象11
2.2.3 數(shù)據(jù)類型14
2.2.4 運(yùn)算操作符20
2.3 VHDL程序的基本結(jié)構(gòu)26
2.3.1 實(shí)體27
2.3.2 結(jié)構(gòu)體28
2.3.3 進(jìn)程語(yǔ)句29
2.3.4 子程序33
2.3.5 庫(kù)和程序包35
2.4 VHDL順序語(yǔ)句38
2.4.1 進(jìn)程中的賦值語(yǔ)句38
2.4.2 IF語(yǔ)句41
2.4.3 CASE語(yǔ)句45
2.4.4 LOOP語(yǔ)句46
2.4.5 NEXT語(yǔ)句48
2.4.6 EXIT語(yǔ)句49
2.4.7 RETURN語(yǔ)句50
2.4.8 NULL語(yǔ)句50
2.5 VHDL并行語(yǔ)句51
2.5.1 并行信號(hào)賦值語(yǔ)句51
2.5.2 條件信號(hào)賦值語(yǔ)句52
2.5.3 選擇信號(hào)賦值語(yǔ)句53
2.5.4 ASSERT語(yǔ)句54
2.5.5 COMPONENT語(yǔ)句55
2.5.6 元件例化語(yǔ)句56
2.5.7 GENERATE語(yǔ)句57
習(xí)題58
第二部分 軟件操作篇
第3章 MAX + plus II使用指南60
3.1 MAX + plus II的基本操作60
3.1.1 MAX + plus II簡(jiǎn)介60
3.1.2 MAX + plus II的安裝61
3.1.3 MAX + plus II的常用菜單63
3.1.4 MAX + plus II幫助文檔68
3.2 MAX + plus II的設(shè)計(jì)輸入69
3.2.1 原理圖設(shè)計(jì)輸入70
3.2.2 文本設(shè)計(jì)輸入80
3.2.3 波形設(shè)計(jì)輸入81
3.2.4 層次化設(shè)計(jì)輸入87
3.3 項(xiàng)目的編譯89
3.3.1 編譯前的設(shè)置90
3.3.2 運(yùn)行編譯器92
3.3.3 程序編譯中的常見(jiàn)錯(cuò)誤94
3.4 仿真和定時(shí)分析96
3.4.1 仿真96
3.4.2 定時(shí)分析99
3.5 管腳的重新分配101
3.5.1 方法一102
3.5.2 方法二104
3.6 器件的編程下載105
3.6.1 編程器的設(shè)置105
3.6.2 編程硬件驅(qū)動(dòng)程序安裝106
習(xí)題110
第4章 Quartus II使用指南111
4.1 Quartus II軟件簡(jiǎn)介111
4.1.1 Quartus II概述111
4.1.2 Quartus II用戶界面112
4.2 建立工程113
4.2.1 創(chuàng)建工程113
4.2.2 工程管理116
4.2.3 轉(zhuǎn)換MAX+plusⅡ工程118
4.3 設(shè)計(jì)輸入119
4.3.1 使用文本編輯器輸入120
4.3.2 使用模塊編輯器輸入122
4.3.3 使用宏功能模塊輸入133
4.3.4 使用自定義符號(hào)輸入138
4.4 器件與引腳分配140
4.4.1 設(shè)置目標(biāo)器件140
4.4.2 引腳分配141
4.5 項(xiàng)目編譯143
4.5.1 全編譯與分步編譯143
4.5.2 查看適配結(jié)果146
4.6 使用Quartus II仿真器147
4.6.1 創(chuàng)建仿真波形文件147
4.6.2 仿真器參數(shù)設(shè)置154
4.6.3 啟動(dòng)仿真156
4.7 器件編程158
習(xí)題161
第三部分 設(shè)計(jì)應(yīng)用篇
第5章 常用數(shù)字電路的設(shè)計(jì)162
5.1 組合邏輯電路設(shè)計(jì)162
5.1.1 運(yùn)算電路設(shè)計(jì)162
5.1.2 編碼器設(shè)計(jì)168
5.1.3 譯碼器設(shè)計(jì)170
5.1.4 數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)171
5.2 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)172
5.2.1 時(shí)鐘的描述172
5.2.2 復(fù)位的描述173
5.2.3 觸發(fā)器設(shè)計(jì)173
5.2.4 鎖存器設(shè)計(jì)176
5.2.5 移位寄存器設(shè)計(jì)176
5.2.6 計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)178
5.2.7 分頻器設(shè)計(jì)179
5.3 存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)180
5.3.1 只讀存儲(chǔ)器180
5.3.2 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器188
5.3.3 先進(jìn)先出存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)190
5.4 常用接口電路設(shè)計(jì)192
5.4.1 發(fā)光二極管顯示電路193
5.4.2 LED數(shù)碼管顯示電路194
5.4.3 蜂鳴器電路197
習(xí)題200
第6章 數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)202
6.1 花樣彩燈控制器的設(shè)計(jì)202
6.1.1 設(shè)計(jì)要求202
6.1.2 設(shè)計(jì)模塊203
6.1.3 程序?qū)崿F(xiàn)203
6.1.4 仿真分析205
6.2 交通燈控制器的設(shè)計(jì)206
6.2.1 設(shè)計(jì)要求206
6.2.2 設(shè)計(jì)模塊206
6.2.3 程序?qū)崿F(xiàn)207
6.3 序列檢測(cè)器的設(shè)計(jì)210
6.3.1 設(shè)計(jì)原理210
6.3.2 設(shè)計(jì)模塊210
6.3.3 程序?qū)崿F(xiàn)211
6.3.4 仿真分析211
6.4 花樣計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)212
6.4.1 設(shè)計(jì)要求212
6.4.2 設(shè)計(jì)模塊212
6.4.3 程序?qū)崿F(xiàn)212
6.4.4 仿真分析214
6.5 電子搶答器的設(shè)計(jì)215
6.5.1 設(shè)計(jì)要求215
6.5.2 設(shè)計(jì)模塊215
6.5.3 程序?qū)崿F(xiàn)215
6.5.4 仿真分析218
6.6 數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)218
6.6.1 設(shè)計(jì)要求218
6.6.2 設(shè)計(jì)模塊218
6.6.3 程序?qū)崿F(xiàn)219
6.6.4 仿真分析222
6.7 汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)222
6.7.1 設(shè)計(jì)原理222
6.7.2 設(shè)計(jì)要求223
6.7.3 設(shè)計(jì)模塊223
6.7.4 程序?qū)崿F(xiàn)223
6.7.5 仿真分析224
6.8 電子密碼鎖的設(shè)計(jì)225
6.8.1 設(shè)計(jì)要求225
6.8.2 設(shè)計(jì)模塊226
6.8.3 程序?qū)崿F(xiàn)226
6.8.4 仿真分析228
6.9 音樂(lè)電子琴的設(shè)計(jì)228
6.9.1 設(shè)計(jì)要求228
6.9.2 設(shè)計(jì)原理229
6.9.3 設(shè)計(jì)模塊230
6.9.4 程序?qū)崿F(xiàn)231
6.10 數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)239
6.10.1 設(shè)計(jì)要求239
6.10.2 設(shè)計(jì)模塊239
6.10.3 程序?qū)崿F(xiàn)242
6.11 數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)248
6.11.1 設(shè)計(jì)要求248
6.11.2 設(shè)計(jì)原理249
6.11.3 設(shè)計(jì)模塊249
6.11.4 程序?qū)崿F(xiàn)250
6.11.5 仿真分析252
6.12 出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)253
6.12.1 設(shè)計(jì)要求253
6.12.2 設(shè)計(jì)模塊253
6.12.3 程序?qū)崿F(xiàn)256
6.12.4 仿真分析261
習(xí)題262
第7章 如虎添翼——DSP Builder設(shè)計(jì)263
7.1 DSP Builder簡(jiǎn)介263
7.2 DSP Builder安裝264
7.2.1 軟件要求264
7.2.2 DSP Builder軟件安裝265
7.2.3 授權(quán)文件的安裝266
7.3 DSP Builder設(shè)計(jì)流程267
7.4 幅度調(diào)制器設(shè)計(jì)268
7.4.1 建立Simulink設(shè)計(jì)模型269
7.4.2 Simulink模型仿真278
7.4.3 Simulink模型編譯279
習(xí)題282
參考文獻(xiàn)284
1.20世紀(jì)70年代的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段
20世紀(jì)70年代為EDA技術(shù)發(fā)展初期。早期的電子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)采用的是分立元件，隨著集成電路的出現(xiàn)和應(yīng)用，硬件設(shè)計(jì)進(jìn)入到發(fā)展的初級(jí)階段。初級(jí)階段的硬件設(shè)計(jì)大量選用中小規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)集成電路，人們將這些器件焊接在電路板上，做成初級(jí)電子系統(tǒng)，對(duì)電子系統(tǒng)的調(diào)試是在組裝好的PCB（Printed Circuit Board）板上進(jìn)行的。由于設(shè)計(jì)師對(duì)圖形符號(hào)使用數(shù)量有限，傳統(tǒng)的手工布圖方法無(wú)法滿足產(chǎn)品復(fù)雜性的要求，更不能滿足工作效率的要求。可編程邏輯技術(shù)及其器件問(wèn)世，計(jì)算機(jī)作為一種工具在科研領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而在后期，CAD的概念已見(jiàn)雛形，這一階段人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)、二維圖形編輯與分析的CAD工具，完成布圖布線等高度重復(fù)性的繁雜工作。
2.20世紀(jì)80年代的計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)階段
20世紀(jì)80年代，集成電路進(jìn)入了CMOS（互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)管）時(shí)代，復(fù)雜可編程邏輯器件進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，相應(yīng)的輔助設(shè)計(jì)軟件投入使用。而在20世紀(jì)80年代末，出現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）；CAE和CAD技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，它們?cè)赑CB設(shè)計(jì)方面的原理圖輸入、自動(dòng)布局布線及PCB分析，以及邏輯設(shè)計(jì)、仿真、綜合和簡(jiǎn)化等方面擔(dān)任了重要的角色。特別是各種硬件描述語(yǔ)言的出現(xiàn)、應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化方面的重大進(jìn)步，為電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化必須解決的電路建模、標(biāo)準(zhǔn)文檔及仿真測(cè)試奠定了基礎(chǔ)。
3.20世紀(jì)90年代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化階段
為了滿足千差萬(wàn)別的系統(tǒng)用戶提出的設(shè)計(jì)要求，最好的辦法是由用戶自己設(shè)計(jì)芯片，讓他們把想設(shè)計(jì)的電路直接設(shè)計(jì)在自己的專用芯片上。微電子技術(shù)的發(fā)展，特別是可編程邏輯器件的發(fā)展，使得微電子廠家可以為用戶提供各種規(guī)模的可編程邏輯器件，使設(shè)計(jì)者通過(guò)設(shè)計(jì)芯片實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)功能。.EDA工具的發(fā)展，又為設(shè)計(jì)師提供了全線EDA工具。
這個(gè)階段發(fā)展起來(lái)的EDA工具，目的是在設(shè)計(jì)前期將設(shè)計(jì)師從事的許多高層次設(shè)計(jì)由工具來(lái)完成，如可以將用戶要求轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范，有效地處理可用的設(shè)計(jì)資源與理想的設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的矛盾，按具體的硬件、軟件和算法分解設(shè)計(jì)等。由于電子技術(shù)和EDA工具的發(fā)展，設(shè)計(jì)師可以在不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)使用：EDA工具，通過(guò)一些簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，利用微電子廠家提供的設(shè)計(jì)庫(kù)來(lái)完成數(shù)萬(wàn)門專用集成電路（ASIC）和集成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。
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