医用FPGA开发——基于Xilinx和VHDL

本书以FPGA高级开发系统为平台，共安排17个实验，其中前12个实验为FPGA基础实验，后5个实验为医疗电子专业实验。所有实验均详细介绍了实验内容、实验原理，并且都有详细的步骤和源代码，以确保读者能够顺利完成。每章的最后都安排了一个任务，作为本章实验的延伸和拓展。本书中的程序均按照《VHDL语言程序设计规范》（LY-STD009—2019）编写。所有实验均基于模块化设计，以便于将模块应用在不同的项目和产品中。本书配有丰富的资料包，包括FPGA高级开发系统原理图、例程、软件包、硬件包，以及配套的PPT、视频等。这些资料会持续更新，下载链接可通过微信公众号“很好工程师培养系列”获取。本书既可以作为高等院校相关课程的教材，也可以作为FPGA系统设计及相关行业工程技术人员的参考书。

第1章FPGA和开发环境
1.1FPGA基础概念
1.1.1什么是FPGA
1.1.2FPGA的基本结构
1.1.3FPGA与ASIC之间的关系
1.1.4FPGA、CPU与DSP之间的关系
1.1.5VHDL与VerilogHDL
1.1.6Xilinx与Altera
1.2FPGA开发流程
1.3XC6SLX16芯片介绍
1.3.1Spartan-6系列介绍
1.3.2XC6SLX16-2CSG324C芯片介绍
1.3.3FPGA速度等级
1.3.4FPGA可用I/O数量
1.3.5FPGA逻辑单元
1.3.6Spartan-6FPGA配置
1.4FPGA开发工具安装和配置
1.4.1ISE
1.4.2安装ISE14
1.4.3Synplify
1.4.4安装Synplify
1.4.5安装XilinxUSBCable驱动程序
1.5VHDL语法基础
1.5.1库声明
1.5.2实体
1.5.3结构体
1.5.4数据类型
1.5.5常量定义
1.5.6变量定义
1.5.7信号
1.5.8元件
1.5.9直接赋值语句
1.5.10process语句
1.5.11when...else语句
1.5.12if...else语句
1.5.13case语句
1.5.14运算符
1.6FPGA高级开发系统简介
1.7FPGA高级开发系统可以开展的部分实验
1.8本书配套的资料包
本章任务
本章习题
第2章分频器实验
2.1实验内容
2.2实验原理
2.2.1分频器LED电路原理图
2.2.2时钟分频原理
2.2.3分频器模块内部电路图
2.3实验步骤
本章任务
本章习题
第3章流水灯实验
3.1实验内容
3.2实验原理
3.2.1流水灯实验LED电路原理图
3.2.2流水灯工作原理
3.2.3流水灯模块内部电路图
3.3实验步骤
本章任务
本章习题
第4章独立按键去抖实验
4.1实验内容
4.2实验原理
4.2.1独立按键电路原理图
4.2.2按键去抖原理
4.2.3状态机工作原理
4.2.4独立按键去抖处理状态机
4.2.5独立按键去抖实验内部电路图
4.3实验步骤
本章任务
本章习题
第5章七段数码管显示实验
5.1实验内容
5.2实验原理
5.2.1七段数码管
5.2.2七段数码管显示模块电路原理图
5.2.3七段数码管显示原理
5.2.4七段数码管显示实验内部电路图
5.3实验步骤
本章任务
本章习题
第6章矩阵键盘扫描实验
6.1实验内容
6.2实验原理
6.2.1矩阵键盘扫描原理
6.2.2双寄存器边沿检测电路
6.2.3矩阵键盘扫描实验内部电路图
6.3实验步骤
本章任务
本章习题
第7章OLED显示实验
7.1实验内容
7.2实验原理
7.2.1OLED显示模块
7.2.2SSD1306的显存
7.2.3SSD1306常用命令
7.2.4字模选项
7.2.5ASCII码表与取模工具
7.2.6OLED显示模块显示流程
7.3实验步骤
本章任务
本章习题
第8章串口通信实验
8.1实验内容
8.2实验原理
8.2.1UART电路原理图
8.2.2UART通信协议
8.2.3串口通信实验状态机
8.2.4串口通信实验内部电路图
8.3实验步骤
本章任务
本章习题
第9章读写外部EEPROM实验
9.1实验内容
9.2实验原理
9.2.1EEPROM电路原理图
9.2.2I2C协议
9.2.3I2C器件地址
9.2.4AT24C02芯片
9.2.5AT24C02芯片及其读写时序
9.2.6读写外部EEPROM实验状态机
9.2.7读写外部EEPROM实验内部电路图
9.3实验步骤
本章任务
本章习题
第10章读写外部Flash实验
10.1实验内容
10.2实验原理
10.2.1SPIFlash电路原理图
10.2.2SPI协议
10.2.3W25Q128芯片
10.2.4SPI通信模式
10.2.5读写外部Flash实验状态机
10.2.6读写外部Flash实验内部电路图
10.3实验步骤
本章任务
本章习题
第11章SHT20温/湿度测量实验
11.1实验内容
11.2实验原理
11.2.1SHT20温/湿度电路原理图
11.2.2SHT20传感器
11.2.3SHT20传感器通信
11.2.4SHT20信号转换
11.2.5SHT20温/湿度测量实验内部电路图
11.3实验步骤
本章任务
本章习题
第12章DAC实验
12.1实验内容
12.2实验原理
12.2.1AD/DA转换电路原理图
12.2.2AD9708芯片
12.2.3PCT通信协议
12.2.4DAC实验内部电路图
12.3实验步骤
本章任务
本章习题
第13章ADC实验
13.1实验内容
13.2实验原理
13.2.1AD/DA转换电路原理图
13.2.2AD9280芯片
13.2.3ADC实验内部电路图
13.3实验步骤
本章任务
本章习题
第14章体温测量与显示实验
14.1实验内容
14.2实验原理
14.2.1体温数据包的PCT通信协议
14.2.2体温测量与显示实验内部电路图
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