基於Xilinx Vivado的數字邏輯實驗教程 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書不僅可作為高等學校電氣工程等電類專業和機械設計等非電類專業的實驗教材，也可作為數字電路設計工程師和技術人員的參考書。

本書內容是基於Vivado設計套件和XUP A7闆卡進行安排的，利用85個例程，詳細介紹瞭數字邏輯實驗的基本設計方法。內容由淺入深，循序漸進，學生易於接受，不僅有利於學生對理論知識的消化吸收，而且對實踐操作具有直接指導意義。

內容簡介

本書以Xilinx公司的Vivado FPGA設計套件為基礎，以Xilinx大學計劃（Xilinx University Program，XUP）的Artix-7闆卡為硬件平颱，將數字邏輯設計與硬件描述語言Verilog HDL相結閤，循序漸進地介紹瞭基於Xilinx Vivado的數字邏輯實驗的基本過程和方法。本書主要內容包括硬件開發平颱介紹、軟件平颱介紹、FPGA設計實例、組閤邏輯電路實驗、時序邏輯電路實驗、數字邏輯設計和接口實驗及數字邏輯綜閤實驗。書中包含大量的設計實例，內容翔實、係統、全麵。

作者簡介

廉玉欣，2002年7月，哈爾濱工業大學電氣工程係本科畢業，獲工學學士學位；2005年3月，哈爾濱工業大學深圳研究生院電力電子與電力傳動專業碩士研究生畢業，獲工學碩士學位；現任電工電子實驗教學中心電子學實驗室主任，主要從事實驗教學和日常管理工作。近年來，獲國傢教學成果一等奬1項，獲黑龍江省教學成果一等奬2項，作為主講教師建設***精品課程1門，作為第二負責人完成***精品資源共享課立項。主持校級教學改革項目2項，參與省部級以上教學研究項目4項，主編教材1部，參編教材2部，發錶教學研究文章6篇。

目錄

第1章 硬件開發平颱介紹 1
1．1 Xilinx FPGA器件 1
1．1．1 Xilinx公司簡介 1
1．1．2 Xilinx的FPGA器件係列 2
1．2 Xilinx大學計劃闆卡 5
1．3 主電路及外圍接口電路 6
1．4 XUP闆卡測試 21
第2章 軟件平颱介紹 23
2．1 Vivado設計套件 23
2．1．1 Vivado軟件安裝流程 24
2．1．2 IP封裝器、集成器和目錄 28
2．1．3 標準化XDC約束文件 29
2．1．4 工程命令語言 29
2．1．5 Vivado設計套件的啓動方法 30
2．1．6 Vivado設計套件的界麵 31
2．2 FPGA設計流程 37
2．2．1 Vivado套件的設計流程 37
2．2．2 設計綜閤流程 39
2．2．3 設計實現流程 42
2．3 硬件描述語言 45
2．3．1 VHDL簡介 46
2．3．2 Verilog HDL簡介 49
第3章 FPGA設計實例 56
3．1 基於原理圖的設計實例 56
3．1．1 簡易數字鍾實驗原理 56
3．1．2 實驗流程 57
3．2 基於Verilog HDL的設計實例 80
3．2．1 設計要求 80
3．2．2 實驗操作步驟 81
3．3 74係列IP封裝設計實例 91
3．3．1 IP核分類 91
3．3．2 IP封裝實驗流程 92
3．3．3 調用封裝後的IP 100
第4章 組閤邏輯電路實驗 104
4．1 邏輯門電路 104
4．1．1 基本及常用的邏輯門 104
4．1．2 與非門電路的簡單應用 110
4．2 多路選擇器 112
4．2．1 2選1多路選擇器 113
4．2．2 4選1多路選擇器 114
4．2．3 4位2選1多路選擇器 117
4．2．4 74LS253的IP核設計及應用 119
4．2．5 74LS151的IP核設計 122
4．3 比較器 123
4．3．1 4位比較器 124
4．3．2 74LS85的IP核設計及應用 127
4．3．3 利用數據選擇器74LS151設計2位比較器 130
4．4 譯碼器 131
4．4．1 3綫-8綫譯碼器 131
4．4．2 74LS138的IP核設計及應用 133
4．4．3 數碼管顯示 135
4．5 編碼器 142
4．5．1 二進製普通編碼器 142
4．5．2 二進製優先編碼器 144
4．5．3 74LS148的IP核設計 145
4．6 編碼轉換器 147
4．6．1 二進製-BCD碼轉換器 147
4．6．2 格雷碼轉換器 151
4．7 加法器 152
4．7．1 半加器 152
4．7．2 全加器 153
4．7．3 4位加法器 153
4．8 減法器 157
4．8．1 半減器 157
4．8．2 全減器 157
4．9 乘法器 159
4．10 除法器 163
第5章 時序邏輯電路實驗 169
5．1 鎖存器和觸發器 169
5．1．1 鎖存器 169
5．1．2 觸發器 170
5．1．3 74LS74的IP核設計及應用 176
5．2 寄存器 178
5．2．1 基本寄存器 178
5．2．2 移位寄存器 182
5．2．3 74LS194的IP核設計及應用 189
5．3 計數器 191
5．3．1 二進製計數器 192
5．3．2 N進製計數器 195
5．3．3 任意波形的實現 201
5．3．4 74LS161的IP核設計及應用 202
5．4 脈衝寬度調製 208
5．5 時序邏輯電路綜閤設計 210
第6章 數字邏輯設計和接口實驗 221
6．1 有限狀態機 221
6．1．1 Moore狀態機和Mealy狀態機 221
6．1．2 有限狀態機設計例程 221
6．2 最大公約數 234
6．2．1 GCD算法 235
6．2．2 改進的GCD算法 243
6．3 整數平方根 247
6．3．1 整數平方根算法 248
6．3．2 改進的整數平方根算法 255
6．4 存儲器 259
6．4．1 隻讀存儲器（ROM） 259
6．4．2 分布式的存儲器 262
6．4．3 塊存儲器 266
6．5 VGA控製器 269
6．5．1 VGA的時序 271
6．5．2 VGA控製器實例 272
6．6 鍵盤和鼠標接口 292
6．6．1 鍵盤 293
6．6．2 鼠標 297
第 章 數字邏輯綜閤實驗 306
7．1 數字鍾 306
7．2 數字頻率計 310
7．3 電梯控製器 314
7．4 波形發生電路 320
7．5 超聲波測距儀 332
7．6 手機電池保護闆 337
附錄A Basys3電路圖 349
附錄B 引腳約束 356

前言/序言

前 言

在過去的幾十年中，隨著半導體工藝和處理器技術的高速發展，數字電路設計經曆瞭革命性的發展。作為全球領先的可編程邏輯器件及完整解決方案的供應商，美國的Xilinx公司於2012年發布瞭新一代FPGA設計套件Vivado，其設計環境和設計方法與上一代ISE設計套件相比發生瞭重大變化。Vivado側重基於知識産權（Intellectual Property，IP）核的設計方法，允許用戶根據需要選擇不同的設計策略，大大提高瞭FPGA的設計效率。

隨著全開放、自主實驗教學模式的改革，傳統的拘泥於實驗室裏的數字邏輯實驗麵臨巨大的挑戰。目前，國內外很多著名高校不斷跟進技術的發展，基於新型的FPGA實驗平颱開展數字邏輯等課程的教學和實驗。Xilinx大學計劃（Xilinx University Program，XUP）針對高校師生推齣一係列入門級的FPGA闆卡，其中XUP A7闆卡專門針對Vivado Design Suite而設計，具有Xilinx Artix-7 FPGA架構，也稱為“口袋實驗室”。每位學生都可以擁有一套低成本的FPGA闆卡，能夠隨時隨地地驗證理論課程的教學內容，並將自己的設計或創意在闆卡上運行，有利於培養學生的自學能力、實踐能力和創新能力。

本書內容是基於Vivado設計套件和XUP A7闆卡進行安排的，利用85個例程，詳細介紹瞭數字邏輯實驗的基本設計方法。內容由淺入深，循序漸進，學生易於接受，不僅有利於學生對理論知識的消化吸收，而且對實踐操作具有直接指導意義。每章內容要點如下。

（1）第1章主要介紹Xilinx公司的FPGA器件係列，以及XUP A7闆卡的主電路和外圍接口電路。

（2）第2章通過對比原來采用的ISE設計套件，介紹瞭Vivado設計套件的功能和特性、Vivado軟件安裝流程和啓動方法、Vivado設計套件的界麵、標準化XDC約束文件等內容。在此基礎上，介紹瞭FPGA的設計流程，包括設計綜閤和設計實現流程。最後介紹瞭VHDL和Verilog HDL兩種常見的硬件描述語言。

（3）第3章通過設計實例介紹基於Vivado進行FPGA設計的三種基本方法，分彆是基於原理圖的設計實例、基於Verilog HDL語言的設計實例和74係列IP封裝設計實例。

（4）第4章主要介紹瞭基於Vivado的組閤邏輯電路實驗，包括邏輯門電路、多路選擇器、比較器、譯碼器、編碼器、編碼轉換器、加法器、減法器、乘法器和除法器等實驗內容。

（5）第5章主要介紹瞭基於Vivado的時序邏輯電路實驗，包括鎖存器、觸發器、寄存器、計數器、脈衝寬度調製及時序邏輯電路綜閤設計等實驗內容。

（6）第6章主要介紹瞭數字邏輯電路和接口實驗，包括有限狀態機、最大公約數、整數平方根、存儲器、VGA控製器、鍵盤和鼠標接口等實驗內容。

（7）第7章主要介紹瞭數字邏輯綜閤實驗，包括數字鍾、數字頻率計、電梯控製器、波形發生電路、超聲波測距儀和手機電池保護闆。

本書吸取瞭哈爾濱工業大學電工電子實驗教學中心教師的實踐教學經驗，並在大傢的支持與指導下完成，廉玉欣負責全書的統籌規劃和文字潤飾。第1章、第2章、第3章由廉玉欣完成，第4章、第5章、6.1節～6.5節由侯博雅完成，第7章由王猛完成，侯雲鵬完成瞭6.6節、附錄及部分實驗驗證內容。

本書的撰寫得到瞭Xilinx大學計劃亞太區經理陸佳華先生和依元素科技有限公司陳俊彥經理及仝信、黃磊、於勇等多位工程師的大力支持和幫助，他們為本書的編寫提供瞭大量的資料和硬件平颱，嚮各位緻以衷心的謝意！

由於FPGA技術發展迅速，編者水平有限，書中難免有錯誤和不妥之處，敬請讀者提齣寶貴意見，以便於本書的修訂和完善。

編著者

2016年3月於哈爾濱工業大學

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評分☆☆☆☆☆

實驗書很少，這本還不錯，可以參考

評分☆☆☆☆☆

書內容一點都不好。

評分☆☆☆☆☆

還好在看

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此用戶未填寫評價內容

評分☆☆☆☆☆

教材參考用，不錯

評分☆☆☆☆☆

還沒有研究，應該還可以

評分☆☆☆☆☆

印刷質量好，配送及時，書不錯

評分☆☆☆☆☆

還行吧。湊單買的。還沒看。

評分☆☆☆☆☆

東西一如既往的好，還會一直光顧！

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