数字系统设计实验指导教程

本书为“十三五”普通高等教育规划教材。本书是数字系统设计课程配合的实验课教材。主要内容包括：概述、Quartus II 9.0开发软件简介、Quartus II 9.0工程设计入门、数字系统设计基础实验、数字系统设计提高实验、数字系统设计综合设计实验、数字系统设计课程设计实验、GW48 EDA/SOPC实验开发系统概要说明。附录包含实验常见问题及解答和部分实验参考代码。

杨建华，男，西安工业大学教师。主要从事数字系统设计实验、电子技术实验、EDA实验的教学工作及电子、控制类科研工作，具有一定的理论与实践经验。公开发表教研和科研论文10余篇，其中被EI收录3篇。参编重量教材一部，主编校级规划讲义数字系统设计实验指导一部。主持校级教研项目一项（已结题）。作为主要参与者参与重量电工电子实验教学示范中心申报。负责重量实验教学示范中心的实验室建设。作为主要参与者参与了省级数字电子技术精品资源共享课的申报和建设。主持陕西省教育厅项目一项，西安工业大学校级校长基金项目一项。参与国家自然基金项目一项，参与横向和纵向科研项目若干项。

前言
第1章概述1
1.1EDA技术概述1
1.2硬件描述语言简介1
1.3FPGA/CPLD概述2
1.4ModelSim概述4
1.5数字系统概述14
1.6数字系统设计实验说明15
第2章QuartusⅡ9.0开发软件简介17
2.1QuartusⅡ9.0简介17
2.2QuartusⅡ9.0安装步骤19
2.3QuartusⅡ9.0开发环境介绍25
第3章QuartusⅡ9.0工程设计入门31
3.1基于原理图的工程设计31
3.2基于VHDL语言的文本工程设计50
3.3基于状态机的工程设计52
3.4基于LPM的工程设计57
3.5基于混合模式的工程设计62
第4章数字系统设计基础实验65
实验13-8译码器设计65
实验2两位全加器设计67
实验3基于VHDL的多路数据选择器设计70
实验4编码器设计73
实验5键盘、LED发光实验74
实验64位数值比较器设计76
实验7应用QuartusII完成基本时序电路的设计78
实验8移位寄存器设计80
实验9按键去抖动电路设计84
实验108×8点阵汉字显示实验88
实验11简单状态机设计89
第5章数字系统设计提高实验91
实验1静态数码管显示译码电路设计91
实验28位数码扫描显示电路设计94
实验3基于VHDL的流水灯电路设计97
实验4偶数分频器设计98
实验5含异步清零和同步时钟使能的十进制加法计数器设计100
实验6数控分频器设计102
实验7基于状态机的序列检测器设计104
实验84×4键盘扫描电路设计105
实验9存储器ROM和RAM设计108
第6章数字系统设计综合设计实验112
实验1A/D采样控制电路设计112
实验2数据采集电路和简易存储示波器设计115
实验3比较器和D/A器件实现A/D转换功能的电路设计117
实验48位16进制频率计设计118
实验5交通灯控制器设计122
实验6汽车尾灯控制器设计125
实验7正弦信号发生器设计127
实验8循环冗余校验（CRC）模块设计130
实验9FPGA步进电机细分驱动控制设计132
实验10FPGA直流电机PWM控制实验133
实验11高速公路电动栏杆机测速系统设计135
实验12乐曲硬件演奏电路设计136
实验13VGA彩条信号显示控制器设计141
实验14VGA图像显示控制器设计145
实验15移位相加硬件乘法器设计147
实验16脉冲信号数字滤波器设计152
实验17数字锁相环PLL应用实验154
第7章数字系统设计课程设计实验159
实验1数字钟的仿真与设计159
实验2自动售货机的仿真与设计160
实验3出租车计费器的仿真与设计162
实验4电梯控制器的仿真与设计164
实验5LCD字符显示的仿真与设计165
实验6FPGA串行通用异步收发器设计169
实验7简易计算器设计172
实验8基于FPGA的四路抢答器电路设计173
实验9基于FPGA的数字电压表设计174
第8章GW48EDA/SOPC实验开发系统概要说明177
8.1GW48教学实验系统原理与使用介绍177
8.2实验电路结构图182
8.3超高速A/D、D/A板GW_ADDA说明192
8.4步进电机和直流电机使用说明193
8.5SOPC适配板使用说明193
8.6GWDVPB电子设计竞赛应用板使用说明194
8.7GW48CK/PK2/PK3/PK4系统万能接插口与结构图信号/与芯片引脚对照表197
附录A实验常见问题及解答200
附录B部分实验参考程序203
参考文献237