現(xiàn)代數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)（VHDL版）

目 錄
第1章 VHDL\t（1）
1．1 VHDL設(shè)計(jì)實(shí)體的基本結(jié)構(gòu)\t（1）
1．1．1 庫、程序包\t（1）
1．1．2 實(shí)體\t（2）
1．1．3 結(jié)構(gòu)體\t（3）
1．1．4 配置\t（3）
1．1．5 基本邏輯器件的VHDL描述\t（3）
1．2 VHDL語言要素\t（6）
1．2．1 VHDL文字規(guī)則\t（6）
1．2．2 VHDL數(shù)據(jù)對象\t（8）
1．2．3 VHDL數(shù)據(jù)類型\t（9）
1．2．4 VHDL的預(yù)定義數(shù)據(jù)類型\t（10）
1．2．5 IEEE預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)邏輯位和矢量\t（11）
1．2．6 用戶自定義數(shù)據(jù)類型方式\t（11）
1．2．7 VHDL操作符\t（12）
1．2．8 VHDL的屬性\t（14）
1．3 VHDL的順序語句\t（16）
1．3．1 賦值語句\t（16）
1．3．2 流程控制語句\t（16）
1．3．3 WAIT語句\t（22）
1．3．4 ASSERT（斷言）語句\t（22）
1．3．5 NULL（空操作）語句\t（23）
1．4 并行語句\t（23）
1．4．1 PROCESS（進(jìn)程）語句\t（23）
1．4．2 塊語句\t（25）
1．4．3 并行信號賦值語句\t（26）
1．4．4 子程序和并行過程調(diào)用語句\t（28）
1．4．5 元件例化（COMPONENT）語句\t（30）
1．4．6 生成語句\t（32）
1．5 VHDL的庫和程序包\t（34）
1．5．1 VHDL庫\t（35）
1．5．2 VHDL程序包\t（35）
1．6 VHDL仿真\t（36）
1．6．1 VHDL仿真支持語句\t（36）
1．6．2 VHDL測試平臺軟件的設(shè)計(jì)\t（38）
第2章 門電路的設(shè)計(jì)\t（43）
2．1 用邏輯操作符設(shè)計(jì)門電路\t（43）
2．1．1 四-2輸入與非門7400的設(shè)計(jì)\t（44）
2．1．2 六反相器7404的設(shè)計(jì)\t（44）
2．2 三態(tài)輸出電路的設(shè)計(jì)\t（45）
2．2．1 同相三態(tài)輸出門的設(shè)計(jì)\t（45）
2．2．2 三態(tài)輸出與非門的設(shè)計(jì)\t（46）
2．2．3 集成三態(tài)輸出緩沖器的設(shè)計(jì)\t（47）
第3章 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)\t（50）
3．1 算術(shù)運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)\t（50）
3．1．1 一般運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)\t（50）
3．1．2 集成運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)\t（58）
3．2 編碼器的設(shè)計(jì)\t（62）
3．2．1 普通編碼器的設(shè)計(jì)\t（62）
3．2．2 集成編碼器的設(shè)計(jì)\t（65）
3．3 譯碼器的設(shè)計(jì)\t（69）
3．3．1 4線-10線BCD譯碼器7442的設(shè)計(jì)\t（70）
3．3．2 4線-16譯碼器74154的設(shè)計(jì)\t（71）
3．3．3 3線-8線譯碼器74138的設(shè)計(jì)\t（72）
3．3．4 七段顯示譯碼器7448的設(shè)計(jì)\t（74）
3．4 數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì)\t（76）
3．4．1 8選1數(shù)據(jù)選擇器74151的設(shè)計(jì)\t（76）
3．4．2 雙4選1數(shù)據(jù)選擇器74153的設(shè)計(jì)\t（77）
3．4．3 16選1數(shù)據(jù)選擇器161mux的設(shè)計(jì)\t（78）
3．4．4 三態(tài)輸出8選1數(shù)據(jù)選擇器74251的設(shè)計(jì)\t（79）
3．5 數(shù)值比較器的設(shè)計(jì)\t（80）
3．5．1 4位數(shù)值比較器7485的設(shè)計(jì)\t（81）
3．5．2 8位數(shù)值比較器74684的設(shè)計(jì)\t（82）
3．5．3 帶使能控制的8位數(shù)值比較器74686的設(shè)計(jì)\t（83）
3．6 奇偶校驗(yàn)器的設(shè)計(jì)\t（84）
3．6．1 8位奇偶產(chǎn)生器/校驗(yàn)器74180的設(shè)計(jì)\t（84）
3．6．2 9位奇偶產(chǎn)生器74280\t（85）
3．7 碼轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)\t（86）
3．7．1 BCD編碼之間的碼轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)\t（86）
3．7．2 數(shù)制之間的碼轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)\t（88）
3．7．3 明碼與密碼轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)\t（92）
第4章 觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（95）
4．1 RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（95）
4．1．1 基本RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（95）
4．1．2 鐘控RS觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（96）
4．2 D觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（97）
4．2．1 D鎖存器的設(shè)計(jì)\t（98）
4．2．2 D觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（98）
4．2．3 集成D觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（99）
4．3 JK觸發(fā)器的設(shè)計(jì)\t（100）
4．3．1 具有置位端的JK觸發(fā)器7471的設(shè)計(jì)\t（100）
4．3．2 具有異步復(fù)位的JK觸發(fā)器7472\t（101）
4．3．3 具有異步置位和共用異步復(fù)位與時(shí)鐘的雙JK觸發(fā)器7478的設(shè)計(jì)\t（103）
第5章 時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)\t（105）
5．1 數(shù)碼寄存器的設(shè)計(jì)\t（105）
5．1．1 8D鎖存器74273的設(shè)計(jì)\t（105）
5．1．2 8D鎖存器（三態(tài)輸出）74373的設(shè)計(jì)\t（106）
5．2 移位寄存器的設(shè)計(jì)\t（107）
5．2．1 4位移位寄存器74178的設(shè)計(jì)\t（107）
5．2．2 雙向移位寄存器74194的設(shè)計(jì)\t（108）
5．3 計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)\t（110）
5．3．1 十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（異步復(fù)位）74160的設(shè)計(jì)\t（110）
5．3．2 4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（異步復(fù)位）74161的設(shè)計(jì)\t（112）
5．3．3 4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（同步復(fù)位）74163的設(shè)計(jì)\t（114）
5．3．4 4位二進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器74191的設(shè)計(jì)\t（115）
5．4 專用數(shù)字電路的設(shè)計(jì)\t（116）
5．4．1 順序脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)\t（116）
5．4．2 序列信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)\t（117）
5．4．3 偽隨機(jī)信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)\t（118）
5．4．4 序列信號檢測器的設(shè)計(jì)\t（120）
5．4．5 流水燈控制器的設(shè)計(jì)\t（121）
5．4．6 搶答器的設(shè)計(jì)\t（122）
5．4．7 串行數(shù)據(jù)檢測器的設(shè)計(jì)\t（124）
第6章 存儲器的設(shè)計(jì)\t（128）
6．1 RAM的設(shè)計(jì)\t（128）
6．2 ROM的設(shè)計(jì)\t（129）
第7章 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)\t（132）
7．1 數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法\t（132）
7．1．1 數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的圖形編輯方式\t（132）
7．1．2 用元件例化方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)\t（134）
7．2 8位串行加法器的設(shè)計(jì)\t（136）
7．2．1 基本元件的設(shè)計(jì)\t（136）
7．2．2 8位串行加法器的頂層設(shè)計(jì)\t（139）
7．3 24小時(shí)計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)\t（141）
7．3．1 分頻器gen_1s的設(shè)計(jì)\t（142）
7．3．2 60進(jìn)制分頻器的設(shè)計(jì)\t（142）
7．3．3 24進(jìn)制分頻器的設(shè)計(jì)\t（143）
7．3．4 24小時(shí)計(jì)時(shí)器的頂層設(shè)計(jì)\t（144）
7．4 萬年歷的設(shè)計(jì)\t（145）
7．4．1 控制器的設(shè)計(jì)\t（146）
7．4．2 數(shù)據(jù)選擇器mux_4的設(shè)計(jì)\t（146）
7．4．3 數(shù)據(jù)選擇器mux_16的設(shè)計(jì)\t（147）
7．4．4 年月日計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)\t（148）
7．4．5 萬年歷的頂層設(shè)計(jì)\t（150）
7．5 倒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)\t（152）
7．5．1 控制器contr100_s的設(shè)計(jì)\t（152）
7．5．2 60進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)\t（153）
7．5．3 24進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)\t（154）
7．5．4 100進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)\t（155）
7．5．5 倒計(jì)時(shí)器的頂層設(shè)計(jì)\t（155）
7．6 交通燈控制器的設(shè)計(jì)\t（157）
7．6．1 100進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)\t（157）
7．6．2 控制器的設(shè)計(jì)\t（158）
7．6．3 交通燈控制器的頂層設(shè)計(jì)\t（159）
7．7 出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)\t（160）
7．7．1 計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)\t（161）
7．7．2 計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)\t（162）
7．7．3 出租車計(jì)費(fèi)器的頂層設(shè)計(jì)\t（163）
7．8 波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)\t（164）
7．8．1 計(jì)數(shù)器cnt256的設(shè)計(jì)\t（165）
7．8．2 存儲器rom0的設(shè)計(jì)\t（166）
7．8．3 多路選擇器mux_1的設(shè)計(jì)\t（168）
7．8．4 波形發(fā)生器的頂層設(shè)計(jì)\t（169）
7．9 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)\t（170）
7．9．1 分頻器clkgen的設(shè)計(jì)\t（170）
7．9．2 控制器contr_2的設(shè)計(jì)\t（171）
7．9．3 存儲器myrom_dyb的設(shè)計(jì)\t（173）
7．9．4 數(shù)字電壓表的頂層設(shè)計(jì)\t（175）
7．10 8位十進(jìn)制頻率計(jì)設(shè)計(jì)\t（177）
7．10．1 測頻控制信號發(fā)生器TESTCTC的設(shè)計(jì)\t（177）
7．10．2 十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器CNT10X8的設(shè)計(jì)\t（178）
7．10．3 8位十進(jìn)制鎖存器reg4x8的設(shè)計(jì)\t（180）
7．10．4 頻率計(jì)的頂層設(shè)計(jì)\t（181）
第8章 常用EDA軟件\t（183）
8．1 Quartus II 13．0軟件\t（183）
8．1．1 Quartus II軟件的主界面\t（183）
8．1．2 Quartus II的圖形編輯輸入法\t（184）
8．1．3 Quartus II的文本編輯輸入法\t（197）
8．1．4 嵌入式邏輯分析儀的使用方法\t（199）
8．1．5 嵌入式鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)方法\t（202）
8．1．6 設(shè)計(jì)優(yōu)化\t（206）
8．1．7 Quartus II的RTL閱讀器\t（207）
8．2 ModelSim\t（208）
8．2．1 ModelSim的圖形用戶交互方式\t（208）
8．2．2 ModelSim的交互命令方式\t（211）
8．2．3 ModelSim的批處理工作方式\t（213）
8．3 基于MATLAB/DSP Builder的DSP模塊設(shè)計(jì)\t（214）
8．3．1 設(shè)計(jì)原理\t（214）
8．3．2 DSP Builder的層次設(shè)計(jì)\t（224）
8．4 Nios II嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟件\t（225）
8．4．1 Nios II的硬件開發(fā)\t（225）
8．4．2 Qsys系統(tǒng)的編譯與下載\t（229）
8．4．3 Nios II嵌入式系統(tǒng)的軟件調(diào)試\t（240）
8．4．4 Nios II的常用組件與編程\t（244）
8．4．5 基于Nios II的Qsys系統(tǒng)應(yīng)用\t（252）
附錄A VHDL的關(guān)鍵詞\t（263）
參考文獻(xiàn)\t（264）